196442. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás agglomerált poliolefinnel vagy polisztirollal társított szálas cellulóz alapú ioncserélő előállítására
6 196442 7 lisztirol oldódik a DEC reakcióelegyben, abban az esetben, ha az agglomerátumot a cellulóz származékává alakítása előtt képezik, akkor a cellulózt nem sikerül jó hatásfokkal származékává alakítani. Azt találtuk, hogy a szálas cellulóz hidrofób polimer jelenlétében jó hatásfokkal ioncserélő származékává alakítható, ha a származékká alakítás műveleti körülményeit oly módon szabályozzuk, hogy megakadályozzuk a polimer oldódásét a reakcióelegyben. így azt találtuk, hogy ha az anion- vagy kationcserélő alakításához szükséges vegyszert szabályozott sebességgel adagoljuk az agglomerátum vizes szuszpenziójához lúgos közegben, akkor a granulátum alakú társított anyag hidrofób polimer komponense nem oldódik számottevő mértékben. Azt találtuk továbbá, hogy ha a cellulózt az agglomerálés utón alakítjuk ioncserélő származékává, akkor nagyobb szubsztitúciós fokot és igy nagyobb ioncserélő kapacitást érünk el, mint ha az agglomerált társított cellulózt az ismert eljárásokkal úgy állítjuk elő, hogy a cellulózt agglomerálás előtt alakítjuk át ioncserélő származékává. Bár a találmány szerinti eljárással előállított agglomerált, társított, szálas cellulóz alapú ioncserélő kapacitása tág határok között változhat, ez a kapacitás tipikusan legalább 0,1 milliegyenérték/g, és előnyösen legalább 0,2 milliegyenérték/g. A találmány szerinti agglomerált, társított szálas cellulóz alapú ioncserélők regenerálhatok is. Ez azt jelenti, hogy abban az esetben, ha a megkötött glukóz-izomeráz aktivitása denaturálás vagy egyéb, hosszas használatból következő tényezők miatt bizonyos szint alá csökken, akkor a társított cellulózégyat vagy oszlopot glükóz-izomeráz oldattal hozzuk érintkezésbe, és ily módon annak glükóz-izomeráz aktivitását ismét a kívánt mértékűre növeljük. A regenerálás előtt azonban általában előnyös, ha a társított anyagot lúgoldattal kezeljük abból a célból, hogy a szálas cellulóz alapú ioncserélő részeit könnyebben hozzáférhetővé tegyük az izomeréz adszorpcióra. Noha nem kívánunk a vonatkozó mechanizmus elmélete tekintetében állást foglalni, valószínűnek látszik, hogy a szálas cellulózra tapadt szubsztrátum-hulladékot, denaturált izomerázt vagy egyéb fehérjeanyagokat tóvolitjuk el vagy oldjuk. Ha a szálas cellulózt agglomerálás előtt alakítjuk ioncserélő származékává, akkor a származékká alakítás folyamán használt vegyszerek duzzasztják vagy részlegesen oldják a cellulózt, s ezáltal az nehezen szürhetővé válik. A találmány szerinti társított anyag kinyerését egyszerűsíti az a tény, hogy a cellulózszármazékké alakított termék szemcsés alakja miatt az esetleg előforduló duzzadás nem okoz komoly szűrési problémát. Ezen túlmenően, minthogy a szemcsés társított cellulózok nem okoznak eltömödést (dugulást), ezért mély reaktorágyakban is használhatók minimális csatornaképződési veszéllyel. A szubsztrátum sűrűségétől függően az agglomerált, társított, szálas cellulóz alapú ioncserélő adott esetben annak felületén úszhat, és ezért az oszloptípusú reaktorok belépő és kilépő szakaszánál társított anyagveszteség léphet fel. Ezen túlmenően az oszlop társított anyaggal történő kezdeti feltöltésénél is problémák adódhatnak. Ezért bizonyos esetekben előnyös az agglomerált, társított, szálas cellulóz alapú ioncserélőhöz tömörítőszert adni, hogy annak sűrűségét növeljük. Habár számos ilyen tőmöritőszer használható, természetesen fontos, hogy az alkalmazott szer a szubsztrátum tekintetében lényegében iners legyen, és a glükóz-izomerézt sa dezaktiválja. Porított fémoxidok vagy szilikátok vagy ezek keverékei használhatók tömörítőszerként. Az agglomerált, társított szálas anyagban a cellulóznak oly módon kell a hidrofób polimerbe beágyazva lennie, hogy a cellulóz ne legyen teljesen bekapszulázva, vagy bezárva a polimerbe. Ellenkező esetben a szálas cellulóz alapú ioncserélő enzimadszorpciós kapacitása nagymértékben leromlik. Minél nagyobb a cellulóz szabad felülete, annál nagyobb a társított cellulóz adszorpciós kapacitása. A szálas cellulóz hidrofób polimerbe ágyazására egy sor módszer ismeretes. A két tipikusan használható módszer ezek közül a hidrofób polimer szerves oldószerben történő bekeverése vagy a polimer képlékeny állapotba történő hevítése és a többi komponensek ebbe az ömledékbe történő bekeverése. Az utóbbi módszer az előnyösebb, mert ennél nincs szükség az oldószer elpárologtatóséra. A kapott társított anyagot ezután őrléssel vagy hasonló művelettel apríthatjuk, a szemcsés anyagot megfelelő sziták segítségével osztályozhatjuk és az agglomerált szálas cellulózt ezután ioncserélő származékává alakíthatjuk át, így ioncserélő társított cellulózanyagot kapunk. A szemcsék részecskeméret-eloszlása elég tág határok között változhat. Megfelelő eredményeket kaptunk olyan granulátum használata mellett, amelynek szemcséit a 0,525 mm-es szita átengedi és a 0,084 mm-es szita visszatart. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy 5-50 tömeg% cellulózt ismert módon agglomerálunk 40-95 tömeg% 2-6 szénatomos poliolefin-származék vagy polisztirol hidrofób polimerrel, és adott esetben tömörítőszerrel előnyösen alumínium-oxiddal, titán-dioxiddal vagy alumír.ium-szilikéttal, és az igy előállított társított anyagot először száraztömeg 28-45 tömeg%-nak megfelelő alkáli-kiorid vagy -szulfát és 3-20 tömeg%~ -nak megfelelő alkáli-hidroxid keverékének 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
