196442. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás agglomerált poliolefinnel vagy polisztirollal társított szálas cellulóz alapú ioncserélő előállítására
4 196442 5 zőleg valamely származékává alakítottak, hogy ioncserélő tulajdonságúvá alakítsák. Noha ezek a társított anyagok egy sor alkalmazásnál kielégítően működnek, ioncserélő képességük és glükóz-izomerázt adszorbeáló vagy megkötő képességük nem olyan nagy, mint kívánatos lenne. Ezen túlmenően ezeknek az eljárásoknak a gazdaságossága olyan, hogy a társított anyagok gyártása költségesebb annál, mint ami előnyös lenne. A találmány célkitűzése javított eljárás olyan agglomerált, társított, szálas, cellulóz alapú ioncserélők előállítására, amelyek töltéssel rendelkező makromolekulák adszorbeálására és megkötésére alkalmasak. A találmány célkitűzése továbbá javított eljárás olyan agglomerált, társított, szálas, cellulóz alapú ioncserélők előállítására, amelyek jó porozitást mutatnak, ha, mint megkötött enzim-hordozókon valamely szubsztrátum oldata áramlik keresztül. A találmány célkitűzése ezen felül gazdaságos eljárás biztosítása agglomerált, társított, szálas, cellulóz alapú ioncserélők előállítására. A találmány javított eljárást biztosít olyan agglomerált, társított, szálas, cellulóz alapú ioncserélők előállítására, melyekben a cellulóznak aránylag nagy részei szabadok töltéssel rendelkező makromolekulák adszorbeálására. Egy szálas cellulózt és hidrofób polimert tartalmazó agglomerátumot képezünk, majd ezután a cellulózt származékává alakítjuk át avégett, hogy ioncserélő tulajdonságúvá tegyük. A leírásban és igénypontokban használt .szálas' kifejezés természetes forrásból eredetű cellulózra vonatkozik, amelyet mechanikai vagy kémiai módszerekkel aprítunk vagy rostosítunk és nem vonatkozik olyan cellulózra vagy cellulózszármazékra, amelyek olyan kémiai kezelésen mentek ót, amely a cellulóz természetes szálas szerkezetét megváltoztatja. Ez utóbbi következik be akkor, ha a származék előállításánál nagy szubsztitúciós fokot érünk el. A szálas cellulóz cellulózszármazékká alakítása során olyan ioncserélő anyagok állíthatók elő, amelyek nagy makromolekula-adszorbeáló és -megkötöképességgel rendelkeznek. E célból a cellulózszármazékot úgy alakíthatjuk ki, hogy az adszorbeálandó anyag töltésétől függően vagy anion- vagy kationcserélő tulajdonsággal rendelkezzék. Abban az esetben, ha az adszorbeálandó anyag glükóz-izomeráz, akkor a cellulózszármazékká alakítást előnyösen anioncserélő alakra végezzük, mert ebben az esetben igen nagy mennyiségű ilyen enzimet tud megkötni. Az anioncserélő alak kialakítása céljából tipikus eljárásmód az, hogy az agglomerált szálas cellulózt megfelelő reagensekkel kezeljük ahhoz, hogy - többek között - a di- és trietíl-amino-etil-cellulóz (DEAE- és TEA-cellulózí, vagy az epiklórhidrin vagy trietanol-amin cellulózszórmazék (mint az ECTEOLA-cellulóz) képződjék. A cellulózszármazékokra és előállításukra vonatkozóan Hurst és mások 3 823 133 sz. északamerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírása ad kitanítást A glükóz-izomerázt tartalmazó szálas ioncserélő cellulóz-készítmények, ipari alkalmazásának előnye, hogy aránylag kis méretű reaktorok használhatók nagy mennyiségű glükóz fruktózzá alakításához. Ezen túlmenően e nagy terhelhetőségi kapacitás miatt a szubsztrátum és a nyert termék csak rövid ideig van izomerizációs körülmények között. Ezek az izomerizációs körülmények általában kis mennyiségű, nemkívánt melléktermékek képződéséhez vezetnek a fruktóz reakciókészsége miatt. Ily módon, minél hosszabb ideig van a fruktóz ilyen körülmények között, annál több nemkívánt melléktermék képződik. így a szálas cellulóz alapú ioncserélő nagy terhelési kapacitásához az szükséges, hogy a szubsztrátum rövid idő alatt izomerizólódjék a kívánt mértékben, miáltal csökken az az időtartam, mely alatt a fruktóz komponens izomerizációs körülmények között tartózkodik. Az ilyen, szálas cellulóz alapú ioncserélőt tartalmazó készítményeknek azonban az a hátránya, hogy könnyen eldugulnak (túlságosan tömörülnek), ezért általában sekély ágyakban alkalmazzák őket, hogy elkerüljék a túlzott ellennyomással kapcsolatos nehézségeket. Még sekély ágyak használata esetén is fennáll a csatornaképződés veszélye, amely azt jelenti, hogy a szubsztrátum nem érintkezik kellő mértékben a megkötött vagy immobilizált glükóz-izomerázzal. Bár kifejlesztettek bizonyos kötött glükóz-izomeráz készítményeket, amelyeknél az említett problémák minimális mértékben jelentkeznek, ezeknek általában egyéb hátrányaik vannak, így pl. egységnyi térfogatra számított enzimkapacitásuk vagy -aktivitásuk nem olyan nagy mint ez kívánatos lenne és/vagy nem olyan gazdaságosak mint a szálas ioncserélő cellulóz. A találmány megvalósításánál számos polimer használható fel a szálas cellulóz agglomerálására. Ilyen polimerek például a melamin-formaldehid gyanták, epoxigyanták, polisztirol és hasonlók. Előnyösen használható polimer a polisztirol. A 4 110 164 és 4 168 250 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások leírják, hogy ha szálas cellulózt, melyet ioncserélő anyag előállítása céljából cellulózszármazékká alakítottak át valamely hidrofób polimerrel agglomerálnak megfelelő körülmények között, akkor az ilyen cellulóz megtartja glükóz-izomeráz immobilizáló- vagy megkötóképességét. E társitott anyagok előállításának javasolt előnyös módszere abban áll, hogy alkálicellulózt dietil-amino-etil-klorid-hidrokloríd (DEC) oldattal kezelnek, majd az így nyert ioncserélő cellulózszármazékot polisztirollal agglomerálják. Minthogy azonban a po-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
