Ahojte všetci. Dnes si pohovorme o trochu technickejšej téme: o troch výrobných metódach pre-fermentáciu kyseliny asparágovej, enzymatickú syntézu a chemickú syntézu. Hoci produkty, ktoré sú výsledkom týchto rôznych procesov, sú všetky klasifikované ako kyselina asparágová, vykazujú významné rozdiely, pokiaľ ide o čistotu, cenu a vplyv na životné prostredie.
Metóda fermentácie: Najtradičnejšia, najnižšia bariéra vstupu
Metóda fermentácie využíva mikroorganizmy-ako E. coli alebo druhy Corynebacterium-na fermentáciu kultivačného média na báze cukru-a produkciu kyseliny, ktorá sa potom extrahuje a čistí.
Výhody:Suroviny sú lacné; vhodné sú látky ako melasa alebo škrobové hydrolyzáty. Tento proces je vyspelý, požiadavky na vybavenie sú skromné a dokonca ho dokážu implementovať aj malé-zariadenia.
Nevýhody:Zloženie fermentačného bujónu je zložité; okrem cieľového produktu obsahuje mikrobiálnu biomasu, pigmenty a kyslé vedľajšie produkty. V dôsledku toho je množstvo krokov extrakcie a čistenia a chemická spotreba kyslíka (CHSK) odpadovej vody je vysoká. Výsledný produkt má typicky čistotu medzi 98 % a 99 %; nečistoty môžu zahŕňať stopové množstvá endotoxínov (odvodených z mikrobiálnych buniek), čo ho robí nevhodným na použitie v injekčných-aplikáciách.
Cena:Náklady na suroviny sú nízke, ale náklady na ekologickú úpravu sú vysoké. Celkovo spadajú celkové náklady do nižšieho-až{2}}stredného rozsahu.
Enzymatická metóda: V súčasnosti ide o bežný výber,{0}}vyvážená
Enzymatická metóda využíva enzýmy na katalýzu reakcie medzi kyselinou fumarovou a amoniakom, pričom vzniká kyselina asparágová. Reakčné podmienky sú mierne, typicky efektívne prebiehajú pri teplote okolia a atmosférickom tlaku.
Výhody:Reakcia vykazuje vysokú špecifickosť, výsledkom čoho je minimum vedľajších produktov. Miera konverzie je vysoká, často presahuje 95 %. Čistenie je jednoduché, takže je ľahké dosiahnuť úroveň čistoty nad 99 %; okrem toho eliminuje riziko kontaminácie endotoxínom spojené s fermentačnou metódou.
Nevýhody:Náklady na enzýmy sú značné; zatiaľ čo imobilizované enzýmy možno opakovane použiť, počiatočná kapitálová investícia je významná. Okrem toho cena suroviny -kyseliny fumarovej- podlieha výkyvom na petrochemickom trhu.
Cena:Nie je lacný, ale stabilný a ovládateľný. Environmentálny tlak je relatívne nízky, keďže objem odpadovej vody je len asi-tretinový v porovnaní s objemom produkovaným fermentačnou metódou. Tento proces je v súčasnosti hlavnou voľbou medzi veľkými-výrobnými zariadeniami.
Metóda chemickej syntézy: Najstarší prístup, v súčasnosti sa nepoužíva
Metóda chemickej syntézy zahŕňa syntézu kyseliny asparágovej z akrylonitrilu alebo iných petrochemických surovín prostredníctvom série krokov, ako sú adičné a hydrolytické reakcie.
Výhody:Suroviny sú teoreticky lacné a tento proces je -vhodný na nepretržitú výrobu vo veľkom-veľkosti.
Nevýhody:Trpí množstvom problémov. Reakcia vyžaduje vysoké teploty a vysoké tlaky, čo vedie k vysokej spotrebe energie. Okrem toho vytvára množstvo vedľajších produktov-vrátane anorganických solí, ako je síran amónny-, čo sťažuje dosiahnutie vysokej úrovne čistoty produktu. Okrem toho môže táto syntetická cesta zahŕňať použitie kyanidu, čo predstavuje významné bezpečnostné riziko a predstavuje obrovské environmentálne tlaky.
Cena:Aj keď sa suroviny môžu zdať lacné, skutočné náklady-po zohľadnení spotreby energie, opatrení na ochranu životného prostredia a bezpečnostných investícií- nie sú v žiadnom prípade nízke. Táto metóda bola v súčasnosti vo veľkej miere na domácom trhu zrušená; hoci ho stále používa niekoľko špecializovaných syntetických ciest, takéto prípady sú mimoriadne zriedkavé.