Bubuk Asam Glukonat CAS 526-95-4

Metode ini menggunakan oksidasi mikroorganisme untuk mensintesis glukonatasidaqsoln dari glukosa, yang dapat dibagi menjadi fermentasi jamur, fermentasi bakteri, fermentasi jamur, fermentasi sel terimobilisasi dan fermentasi enzim terimobilisasi. Saat ini, fermentasi Aspergillus niger, sel yang diimobilisasi, dan enzim yang diimobilisasi banyak digunakan. Ini adalah metode yang dikembangkan pada tahun 1960an. Metode imobilisasi enzim (sel) secara garis besar dapat dibagi menjadi empat jenis: metode adsorpsi, metode penggandengan kovalen, metode ikatan silang, dan metode penyisipan.

Metode adsorpsi: imobilisasi enzim dicapai melalui interaksi ikatan sekunder antara permukaan pembawa dan permukaan enzim.

Metode kopling kovalen: Menggabungkan gugus rantai samping aktif enzim dengan gugus fungsi pembawa melalui ikatan kovalen, sehingga mencapai fungsi imobilisasi enzim. Metode imobilisasi enzim ini menunjukkan stabilitas yang baik, dan kondusif untuk penggunaan enzim secara terus menerus.

Metode ikatan silang: Mengacu pada penggunaan reagen gugus bifungsional atau multifungsi untuk mengikat silang dan menjembatani molekul enzim, yang mudah dinonaktifkan.

Metode penyematan meliputi penyematan jaringan, penyematan mikroenkapsulasi, dan penyematan liposom. Metode embedding dapat memperoleh aktivitas enzim yang lebih tinggi karena enzim itu sendiri tidak ikut serta dalam reaksi pengikatan kimia; Namun, difusi sel yang tidak dapat bergerak dan enzim yang tidak dapat bergerak terbatas, sehingga konsumsi oksigen sangat besar, dan peningkatan laju transfer oksigen merupakan masalah besar.

Oleh karena itu, desain dan sintesis bahan imobilisasi enzim baru dengan kinerja luar biasa dan pengembangan metode imobilisasi yang sederhana dan praktis merupakan salah satu fokus penelitian enzim amobilisasi saat ini. Dalam beberapa tahun terakhir, biokatalisis juga telah dikembangkan untuk menghasilkan gluconicacidaqsoln. Metode ini menggunakan membran untuk menyaring asam produk reaksi, dan mentransfer asam dari larutan reaksi tepat waktu, sehingga mengurangi penghambatan produk reaksi (asam) pada katalis (bakteri). Dibandingkan dengan metode tradisional, daur ulang bakteri meningkatkan kandungan bakteri sehingga meningkatkan hasil.

Saat ini, sebagian besar negara kita menggunakan fermentasi untuk menghasilkan kalsium glukonat, dan kemudian menggunakan kalsium glukonat untuk mensintesis glukonicacidaqsoln melalui pertukaran ion, penguapan dan konsentrasi, serta kristalisasi.

Metode fermentasi biologis memerlukan banyak proses seperti kultur, penyaringan, dan sterilisasi, serta memiliki persyaratan suhu yang ketat, banyak-produk sampingan, dan siklus yang panjang. Selain itu, kemurnian produk glukonicacidaqsoln terpengaruh karena adanya penambahan pengotor seperti sel selama produksi gluconicacidaqsoln, sehingga pengembangannya sangat mendesak untuk memecahkan banyak masalah teknis.

Ada dua mekanisme oksidasi kimia homogen: pertama adalah membatasi kapasitas oksidasi oksidan (seperti natrium hipoklorit dan hidrogen peroksida) dengan menyesuaikan kondisi reaksi ke kondisi basa kuat, sehingga dapat mengoksidasi gugus aldehida glukosa menjadi gugus karboksil; Yang kedua adalah mekanisme Cannizarro yang dikemukakan oleh Ashida dkk. untuk konversi glukosa menjadi glukonikasidaqsoln dengan penambahan akseptor ion hidrogen (beberapa keton, alkena, dan oksigen merupakan akseptor ion hidrogen yang cocok dengan adanya Raney Ni). Hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit masing-masing digunakan sebagai oksidan, dan hasil masing-masing adalah 70% dan 90%. Uji coba industri telah terealisasi.

Namun, metode oksidasi kimia homogen memerlukan kontrol ketat terhadap kandungan komponen aktif katalis dalam larutan reaksi, yang bergantung pada suhu dan nilai pH larutan. Ada banyak langkah peralihan, banyak-produk sampingan, dan sulit untuk memisahkan produknya. Selain itu, garam yang digunakan sebagai katalis sulit diregenerasi dan rendemennya rendah. Waktu reaksinya lama dan lingkungannya sangat tercemar.

Dilihat dari metode elektrolisisnya, sintesis glukonatidaqsoln melalui oksidasi elektrolitik dapat dibagi menjadi sintesis elektrolitik langsung, sintesis elektrolitik tidak langsung, dan sintesis "elektrolisis berpasangan". Dalam metode ini, sejumlah larutan glukosa ditambahkan ke dalam sel elektrolitik, dan kemudian elektrolit yang sesuai ditambahkan. Glukosa dielektrolisis dan dioksidasi pada suhu, tegangan, dan kerapatan arus konstan tertentu. Prinsip reaksinya adalah memperoleh "media oksidasi" yang sesuai melalui elektrolisis, dan kemudian menggunakan "media oksidasi" ini untuk mengoksidasi glukosa guna menghasilkan glukonatidaqsoln.

Misalnya, metode sintesis elektrolitik tidak langsung adalah dengan menggunakan media dalam keadaan tereduksi untuk menghasilkan media dalam keadaan oksidasi di anoda. Glukosa bereaksi dengan media yang dihasilkan dalam keadaan oksidasi untuk menghasilkan asam glukonatidaqsoln, dan media kembali ke keadaan tereduksi semula. Baik sintesis elektrolitik langsung maupun sintesis elektrolitik tidak langsung bereaksi di daerah anoda, sedangkan metode "sintesis elektrolitik berpasangan" bereaksi di daerah katoda dan anoda secara bersamaan, sehingga efisiensi elektrolitnya relatif tinggi.

Oksidasi elektrolitik gluconicadaqsoln telah diindustrialisasi di luar negeri, namun masih dalam tahap percobaan di dalam negeri. Rutenium dilapisi titanium sebagai elektroda kerja. Kepadatan arus 0,18A/m, konsentrasi glukosa 0,02 mol/L, suhu reaksi 50 derajat, dan konsentrasi medium 0,2 mol/L.

Dengan kondisi ini, efisiensi saat ini (konsumsi daya teoritis per satuan mol glukonikadaqsoln yang dihasilkan/konsumsi daya aktual per satuan mol glukonikadaqsoln yang dihasilkan) dapat mencapai 76,50%, dan data uji paralel sudah baik, sehingga diharapkan dapat mewujudkan uji coba industri. Meskipun metode oksidasi elektrokimia mengatasi kelemahan metode fermentasi biologis dan metode oksidasi kimia homogen, seperti banyak produk sampingan dan proses, metode ini mengonsumsi energi yang besar dalam produksi industri, dan kondisinya sulit dikendalikan, sehingga jarang digunakan dalam produksi industri.

Pembuatan gluconicadaqsoln dengan oksidasi katalitik heterogen adalah dengan mengoksidasi glukosa menjadi asam dengan menambahkan katalis fase padat logam pendukung ke dalam larutan glukosa cair, dan kemudian menggunakan O sebagai oksidan.

Saat ini penelitian dalam negeri masih dalam tahap laboratorium. Beberapa penelitian memperkenalkan rute sintesis dan aliran proses oksidasi katalitik gluconicacidaqsoln. Berdasarkan analisis hasil pengujian, dilakukan studi percontohan terhadap produk. Mempelajari Pd Hasil katalis Co/C, XPS dan BET menunjukkan bahwa penambahan c0 mengubah struktur katalis dan bermanfaat terhadap reduksi Pd, sehingga meningkatkan konversi dan selektivitas reaksi (konversi glukosa mencapai 92% dan selektivitas katalis 94%).

Metode oksidasi katalitik heterogen dapat mensintesisbubuk asam glukonathanya dalam satu langkah, dan kondisi reaksinya ringan (tekanan atmosfer, mendekati suhu kamar), hasil yang tinggi,-produk sampingannya sedikit, produk mudah dipisahkan, dan katalisnya dapat didaur ulang. Ini adalah metode ramah lingkungan untuk mensintesis gluconicadaqsoln. Namun kajian kestabilan katalis logam Pd masih memerlukan waktu untuk mendapatkan solusi yang baik. Meskipun katalis Au menutupi kekurangan katalis Pd, katalis Au masih memerlukan beberapa penelitian untuk aplikasi industri.