Определение оптимальной продолжительности процесса
концентрацией щелочи и температурой процесса, влияющих на
деацетилирование, является продолжительность, которая в значительной
степени влияет на физико-химические свойства. Для
деацетилирования 15% суспензии ХМК использовали 45%-ный
раствор NaOH, температуру 125-130°С, а продолжительность процесса
варьировали от 0,5 до 4 ч.
Полученные результаты приведены в таблице13.
Таблица 13.
Влияние продолжительности деацетилирования на физико-химические
параметры ХзМК
|
Время, час |
Выход ХзМК, % |
сд, % |
Мп,кДа |
|
0.5 |
48 |
79 |
678 |
|
1 |
47 |
84 |
534 |
|
1.5 |
44 |
86 |
412 |
|
2 |
45 |
87 |
343 |
|
2.5 |
45 |
89 |
315 |
|
3 |
42 |
89 |
287 |
|
4 |
40 |
90 |
235 |
Анализируя полученные результаты, можно отметить, что продолжительность процесса в интервале от 0,5 до 4 ч не оказывала существенного влияния на выход ХзМК.
Поэтому, чтобы выбрать оптимальное время, мы ориентировались на значение СД, которое в первые 1-1,5 ч менялось на 4-5%, а увеличение времени еще на 1-3,5 ч приводило к снижению СД только на 1-2%. Параллельно процессу деацетилирования интенсивно проходила деструкция полимера, которая сказывалась на снижении вязкости и молекулярной массы.83
При повышении времени гидролиза в 1,5 раза происходило снижение ММ также 1,5 раза, а дальнейшее увеличение времени вплоть до 4 ч, позволяло снизить Мл в 2,5 раза. Таким образом, выбор оптимального времени деацетилирования зависит от целей дальнейшего использования полимера.
Мы предлагаем оптимальный интервал времени деацетилирования не более 1,5-2 ч. При меньшем времени деацетилировании получаем, хотя и очищенный от сопутствующих веществ ХзМК, но с небольшой степенью деацетилирования, что непременно скажется на свойствах полимера. Увеличение времени деацетилирования целесообразно лишь в случае необходимости получения образцов с более низкой молекулярной массой. В противном случае, увеличение времени не приводит ни к лучшей очистке полимера, ни к значительному повышению СД, но в свою очередь требует дополнительных энергозатрат, не всегда оправданных, и в результате удорожает стоимость конечного продукта.
На основе анализа данных всех параметров оптимизации процесса деацетилирования мы предлагаем следующие условия: концентрация NaOH -45-50%, температура - 125-130°С, продолжительность -2 ч.
Проведение процесса деацетилирования в вышеописанных условиях способствует получению продукта светло-бежевого цвета, практически полностью очищенного от сопутствующих веществ, не удаленных на предыдущих стадиях, а также обусловливает наиболее полное превращение ХМК в ХзМК со следующими физико-химическими свойствами: СД -86-89%, Мп- 350-400 кДа.
Однако, несмотря на применение таких жестких условий, нам не удалось полностью избавиться от пигмента, обусловливающего оттеночную окраску полисахарида. Это еще раз подтверждает особую сложность получения чистого хитина и хитозана из такого сырья, по сравнению с ракообразными. Принимая во внимание, что меланин, обладая уникальными фото-, радиопротекторными и антиоксидантными свойствами, находит широкое применение как самостоятельно, так и в комплексе с органическими
84
соединениями и металлами, более целесообразно не добиваться полного удаления пигмента из комплекса ХМК. В результате можно получить продукты, в виде комплексов хитина, хитозана и меланина, с новыми биологическими свойствами, и расширить области применения данных соединений.