FI67560B - FOERBAETTRAT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AGGLOMERERAD FIBROES CELLULOSA - Google Patents

FOERBAETTRAT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AGGLOMERERAD FIBROES CELLULOSA Download PDF

Info

Publication number
FI67560B
FI67560B FI812636A FI812636A FI67560B FI 67560 B FI67560 B FI 67560B FI 812636 A FI812636 A FI 812636A FI 812636 A FI812636 A FI 812636A FI 67560 B FI67560 B FI 67560B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cellulose
product
ion exchange
process according
fibrous
Prior art date
Application number
FI812636A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI67560C (en
FI812636L (en
Inventor
Richard L Antrim
Louis S Hurst
Original Assignee
Standard Brands Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/195,214 external-priority patent/US4355117A/en
Application filed by Standard Brands Inc filed Critical Standard Brands Inc
Publication of FI812636L publication Critical patent/FI812636L/en
Publication of FI67560B publication Critical patent/FI67560B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI67560C publication Critical patent/FI67560C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C12N11/12Cellulose or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16Organic material
    • B01J39/18Macromolecular compounds
    • B01J39/22Cellulose or wood; Derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/12Macromolecular compounds
    • B01J41/16Cellulose or wood; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

6756067560

Parannettu menetelmä agglomeroidun kuitumaisen selluloosan valmistamiseksiAn improved process for making agglomerated fibrous cellulose

Keksintö koskee menetelmää agglomeroidun kuitumaisen ionin vaihtoselluloosatuotteen valmistamiseksi, joka pys-5 tyy adsorboimaan tai sitomaan varauksellisia makromolekyylejä, esimerkiksi entsyymejä, agglomeroimalla kuitumainen selluloosa hydrofobisen polymeerin kanssa. Saaduilla tuotteilla on parempi ioninvaihtoteho kuin tähän mennessä tunnetuilla menetelmillä valmistetuilla tuotteilla.The invention relates to a process for the preparation of an agglomerated fibrous ion exchange cellulose product capable of adsorbing or binding charged macromolecules, for example enzymes, by agglomerating the fibrous cellulose with a hydrophobic polymer. The obtained products have a better ion exchange efficiency than the products prepared by hitherto known methods.

10 Elintarvikkeiden valmistuksessa ja muissa kaupalli sissa sovellutuksissa on inertteihin kantoaineisiin sidotuiksi katalyyteiksi adsorboitujen tai sidottujen mikrobi-tai sienientsyymien käyttö syrjäyttänyt suurelta osalta vanhemmat menetelmät, joissa käytettiin liukenevia entsyy-15 mejä tai pieneliöiden kokonaisia soluja. Sidottujen entsyymien pääasiallisena etuna on se, että niitä voidaan käyttää jatkuvissa prosesseissa. Täten saadaan aikaan entsyymin tehokkaampi käyttö ja entsyymin vaikutusaika substraattiin lyhenee, jolloin tuloksena on tuotteen laa-20 dun paraneminen ja entsyymi- ja tuotantokustannusten aleneminen .10 In food production and other commercial applications, the use of microbial or fungal enzymes adsorbed or bound as catalysts bound to inert supports has largely supplanted older methods using soluble enzymes or whole cells of microorganisms. The main advantage of bound enzymes is that they can be used in continuous processes. Thus, a more efficient use of the enzyme is achieved and the duration of action of the enzyme on the substrate is shortened, resulting in an improvement in the quality of the product and a reduction in the enzyme and production costs.

Seuraava kuvaus ja esimerkit koskevat pääasiassa agglomeroitujen kuitumaisten ioninvaihtoselluloosien käyttöä glukoosi-isomeraasin adsorboimiseen ja sitomiseen.The following description and examples relate primarily to the use of agglomerated fibrous ion exchange celluloses for the adsorption and binding of glucose isomerase.

25 Uskotaan kuitenkin, että agglomeroitu materiaali pystyisi adsorboimaan myös muita entsyymejä ja varauksellisia makromolekyylejä, kuten muita proteiineja, nukleiinihappoja, tms, ja että sen avulla lisäksi pystyttäisiin ottamaan talteen näitä molekyylejä erilaisista aineista, kuten elin-30 tarviketeollisuuden jäteliuoksista. Tällöin tulisi kysymykseen esim. proteiinien keräys maitoherasta, lihan ja vihannesten käsittelyliuoksista ja jäteliuosten BHK-arvon alentaminen.However, it is believed that the agglomerated material would also be able to adsorb other enzymes and charged macromolecules, such as other proteins, nucleic acids, etc., and that it would also be able to recover these molecules from various materials, such as organ waste products. This would involve, for example, the collection of proteins from milk whey, meat and vegetable treatment solutions and the reduction of the BHK value of waste solutions.

Glukoosi-isomeraasin valmistuksen taloudellisuuden 35 vuoksi on äärimmäisen tärkeää käyttää isomeraasia olosuhteissa, joissa syntyy fruktoosia mahdollisimman hyvällä 2 67560 saannolla ja mahdollisimman pientä entsyymimäärää käyttäen. Lisäksi isomerointiolosuhteiden tulisi olla sellaiset, että syntyy mahdollisimman pieniä määriä arvottomia sivutuotteita.Because of the economics of glucose isomerase production 35, it is extremely important to use isomerase under conditions that produce fructose in the best possible yield of 2,67560 and with the lowest possible amount of enzyme. In addition, the isomerization conditions should be such that the smallest possible amounts of worthless by-products are formed.

5 Viime vuosina on kehitetty melko taloudellisia mene telmiä fruktoosia sisältävien liuosten valmistamiseksi/ joissa käytetään inertteihin kantoaineisiin sidottua glukoosi-isomeraasia. Tällaisia aineita ovat monet polymeeriset aineet, kuten muunnettu selluloosa, ioninvaihto-10 hartsit ja synteettiset kuidut, lasi, liukenemattomat orgaaniset ja epäorgaaniset yhdisteet, jne. Glugoosi-isomeraasia on myös kapseloitu tai pelletoitu sopiviin materiaaleihin, mutta näiden valmisteiden haittana on se, ettei niitä tavallisesti voi käyttää uudelleen.5 In recent years, rather economical methods have been developed for the preparation of solutions containing fructose / using glucose isomerase bound to inert carriers. Such substances include many polymeric substances such as modified cellulose, ion exchange resins and synthetic fibers, glass, insoluble organic and inorganic compounds, etc. Glucose isomerase is also encapsulated or pelletized in suitable materials, but these preparations have the disadvantage that they are not usually used. can be reused.

15 Selluloosa on luonnossa lineaarinen polymeeri, jo ka sisältää /3- 1,4-glykosidisidottuja glukoosianhydridiyk-siköitä. Kukin glukoosianhydridiyksikkö sisältää kolme vapaata hydroksyyliryhmää, jotka voivat reagoida sopivien aineiden kanssa muodostaen liukenemattomia selluloosajoh-20 dannaisia, joilla, suhteellisen suuren inerttisyyden, laajan pinta-alan ja avonaisen huokoisen rakenteen ansiosta, on hyvä adsorptio- ja ioninvaihtokyky proteiinimolekyylien suhteen.Cellulose is naturally a linear polymer that already contains β-1,4-glycoside-linked glucose anhydride units. Each glucose anhydride unit contains three free hydroxyl groups which can react with suitable substances to form insoluble cellulose derivatives which, due to their relatively high inertness, wide surface area and open porous structure, have good adsorption and ion exchange capacity for protein molecules.

Selluloosapohjäisten ioninvaihtoentsyymien adsorbent-25 tien valmistus ja käyttö ovat tunnettuja. Peterson jaThe preparation and use of the adsorbent-25 pathway of cellulose-based ion exchange enzymes is known. Peterson and

Soker, J. A. C. S. 78 (1956) 751 sekä Guthrie ja Bullock, I/EC, 52 (1960) 935 ovat kuvanneet menetelmiä adsorboivien selluloosatuotteiden, joita voidaan käyttää entsyymien ja muiden proteiinien erottamiseen ja puhdistamiseen, val-30 mistamiseksi. Tsumura et ai., Nippon Shokuhin KogyoSoker, J. A. C. S. 78 (1956) 751 and Guthrie and Bullock, I / EC, 52 (1960) 935 have described methods for preparing adsorbent cellulose products that can be used to separate and purify enzymes and other proteins. Tsumura et al., Nippon Shokuhin Kogyo

Gakkaishi 14 (1967) 12, kuvaavat glukoosi-isomeraasin sitomista DEAL-Sephadex:iin.Gakkaishi 14 (1967) 12, describe the binding of glucose isomerase to DEAL-Sephadex.

DS-patenttijulkaisu 3 708 379, Sipos, käsittelee menetelmää glukoosi-isomeraasin sitomiseksi emäksisiin 35 anioninvaihtoselluloosiin. US-patenttijulkaisu 3 823 133,DS Patent 3,708,379 to Sipos discloses a process for binding glucose isomerase to basic 35 anion exchange celluloses. U.S. Patent 3,823,133,

Hurst et ai., käsittelee menetelmää kationisten selluloosa-Hurst et al., Discusses the method of cationic cellulose

IIII

3 67560 eetterien, joilla on hyvä entsyymien ja muiden proteiinien adsorptiokyky, valmistamiseksi. US-patenttijulkaisussa 3 838 007, van Welzen, annetaan menetelmä, jolla entsyymivalmiste saadaan kappaleiden muodossa. US-patent-5 tijulkaisut 3 788 945 ja 3 909 354, Thompson et ai., sisältävät jatkuvan prosessin glukoosin muuttamiseksi fruktoosiksi johtamalla glukoosia sisältävää liuosta kiinteiden tai leijukerrosten, jotka sisältävät glukoosi-isomeraasia erilaisiin selluloosatuotteisiin sidottuina, 10 läpi. US-patenttijulkaisu 3 947 325, Dinelli et ai., koskee selluloosaa sisältävän pelletoidun entsymaattisen tuotteen valmistusta. Selluloosa muodostuu entsyymien vesiliuoksen ja nitroselluloosan emulsiosta. US-patenttijulkaisu 3 956 065, Idaszak et ai., käsittelee jatkuvaa 15 prosessia glukoosin muuttamiseksi fruktoosiksi, jossa glukoosia sisältävää liuosta johdetaan läpi kerroksen, joka sisältää selluloosajohdannaista, johon on sidottu glukoosi-isomeraasia, ja kiinteäpintaisia pallomaisia polystyreenirakeita. Pallot estävät kerroksen tiivistymi-20 sen ja kanavoitumisen, kun sitä käytetään virtausreaktoreissa. Peska et ai., "Ion Exchange Derivatives of Bead Cellulose", Die Angewandte Makromolekulare Chemie 53 (1976) 73-80, kuvaavat useita selluloosajohdannaisia, jotka on valmistettu palloiksi.3,67560 for the preparation of ethers with good adsorption capacity for enzymes and other proteins. U.S. Patent No. 3,838,007 to van Welzen provides a method for obtaining an enzyme preparation in the form of bodies. U.S. Patent Nos. 3,788,945 and 3,909,354 to Thompson et al. Disclose a continuous process for converting glucose to fructose by passing a glucose-containing solution through solid or fluidized beds containing glucose isomerase bound to various cellulose products. U.S. Patent 3,947,325 to Dinelli et al. Relates to the preparation of a cellulose-containing pelletized enzymatic product. Cellulose consists of an emulsion of an aqueous solution of enzymes and nitrocellulose. U.S. Patent 3,956,065 to Idaszak et al. Discloses a continuous process for converting glucose to fructose, in which a glucose-containing solution is passed through a layer containing a cellulose derivative to which glucose isomerase is bound and solid surface spherical polystyrene granules. The spheres prevent the layer from condensing and channeling when used in flow reactors. Peska et al., "Ion Exchange Derivatives of Bead Cellulose", Die Angewandte Makromolekulare Chemie 53 (1976) 73-80, describe several cellulose derivatives prepared as spheres.

25 US-patenttijulkaisut 4 110 164 ja 4 168 250,U.S. Patent Nos. 4,110,164 and 4,168,250;

Sutthoff et ai., koskevat agglomeroituja kuitumaisia ioninvaihtoselluloosatuotteita ja niiden valmistusmenetelmiä. Näitä menetelmiä käytettäessä yhdistetään hydrofobinen polymeeri kuitumaiseen selluloosaan, joka on ennalta 30 käsitelty ioneja vaihtavaksi. Vaikka nämä tuotteet ovat tyydyttäviä monissa sovellutuksissa, niiden ioninvaihto-teho ja kyky adsorboida tai sitoa glukoosi-isomeraasia eivät aina ole toivotun suuruisia. Lisäksi tuotteiden valmistus näillä menetelmillä ei ole taloudellisesti niin 35 edullista, kuin on toivottu.Sutthoff et al., Refer to agglomerated fibrous ion exchange cellulose products and methods of making the same. Using these methods, the hydrophobic polymer is combined with fibrous cellulose that has been pretreated for ion exchange. Although these products are satisfactory in many applications, their ion exchange efficiency and ability to adsorb or bind glucose isomerase are not always of the desired magnitude. In addition, the production of products by these methods is not as economically advantageous as desired.

4 675604,67560

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että ensin valmistetaan agglomeraatti kuitumaisesta selluloosasta ja hydrofobisesta polymeeristä ja sen jälkeen agglomeraatti muunnetaan vesisuspensiossa aikalisissä olosuh-5 teissä ominaisuuksiltaan ioneja vaihtavaksi, jolloin rakeisen tuotteen hydrofobinen polymeerikomponentti ei liukene merkittävästi ja tuote säilyy rakeisena.The process according to the invention is characterized in that an agglomerate is first prepared from fibrous cellulose and a hydrophobic polymer and then the agglomerate is converted in an aqueous suspension to ion exchange properties under temporal conditions, whereby the hydrophobic polymer component of the granular product does not dissolve significantly.

Termi "kuitumainen" tarkoittaa tässä selityksessä ja oheisissa patenttivaatimuksissa luonnosta saatavaa 10 selluloosaa, joka on katkottu tai muutettu kuiduiksi mekaanisin ja kemiallisin keinoin; nimitys ei sisällä selluloosaa tai sen johdannaisia, joita on käsitelty kemiallisesti siten, että tuloksena on selluloosan luonnollisen kuiturakenteen liukeneminen, jollaista voi esiintyä muun-15 nettaessa selluloosaa paljon substituentteja sisältäväksi.The term "fibrous" in this specification and the appended claims means naturally occurring cellulose which has been chopped or converted into fibers by mechanical and chemical means; the designation does not include cellulose or its derivatives which have been chemically treated to result in the dissolution of the natural fibrous structure of the cellulose, which may occur when converting cellulose to a high number of substituents.

Kuitumainen selluloosa voidaan muuttaa siten, että se sisältää ioninvaihtomateriaaleja, joilla on suuri kyky adsorboida tai sitoa makromolekyylejä. Tätä varten selluloosaan voidaan liittää ioninvaihtomateriaaleja, jotka 20 ovat joko anioneja tai kationeja vaihtavia, adsorboitavan materiaalin varauksesta riippuen. Kun adsorboitava aine on glukoosi-isomeraasi, selluloosa muutetaan edullisesti anioneja vaihtavaksi, sillä tässä muodossa sen entsyymin-sitomiskyky on hyvin korkea. Anioninvaihtomuotoon muutta-25 miseksi agglomeroitu kuitumainen selluloosa käsitellään tyypillisesti sopivilla reagensseilla, jotka muodostavat mm. di- ja trietyyliaminoetyyliselluloosaa, kuten DEAE-ja TEAE-selluloosaa, sekä epikloorihydriinin ja trietanol-amiinin selluloosajohdannaisia, kuten ECTEOLA-selluloosaa. 30 Taustatietoja ja menetelmiä selluloosan muuttamiseksi US-patenttijulkaisussa 3 823 133, Hurst et ai.Fibrous cellulose can be modified to contain ion exchange materials with a high ability to adsorb or bind macromolecules. For this purpose, ion exchange materials which are either anionic or cation exchanging can be incorporated into the cellulose, depending on the charge of the material to be adsorbed. When the substance to be adsorbed is glucose isomerase, the cellulose is preferably converted to anion exchange, since in this form its enzyme-binding capacity is very high. In order to convert to the anion exchange form, the agglomerated fibrous cellulose is typically treated with suitable reagents which form e.g. di- and triethylaminoethylcellulose such as DEAE and TEAE cellulose, and cellulose derivatives of epichlorohydrin and triethanolamine such as ECTEOLA cellulose. 30 Background information and methods for converting cellulose are described in U.S. Patent 3,823,133 to Hurst et al.

Glukoosi-isomeraasia sisältävien kuitumaisten ionin-vaihtoselluloosatuotteiden suuri kuormituskapasiteetti, kun niitä käytetään teollisuudessa, tekee mahdolliseksi 35 käyttää suhteellisen pieniä laitteistoja suurten glukoosi-määrien muuttamiseen fruktoosiksi.The high loading capacity of glucose isomerase-containing fibrous ion-exchange cellulose products when used in industry allows the use of relatively small equipment to convert large amounts of glucose to fructose.

Il 5 67560Il 5 67560

Lisäksi, tämän suuren kuormituskapasiteetin vuoksi, substraatti ja saatava tuote ovat vain lyhyen aikaa olosuhteissa, joissa isomeroituxninen tapahtuu. Näissä isomeroin-tiolosuhteissa syntyy yleensä pieniä määriä haitallisia 5 sivutuotteita fruktoosin reaktiivisuudesta johtuen, ja mitä pitempään fruktoosi on näissä olosuhteissa, sitä enemmän haitallisia sivutuotteita syntyy. Siten kuitumaisen ioninvaihtoselluloosan suuren kuormituskapasiteetin seurauksena on se, että substraatti isomeroituu halutussa 10 määrin lyhyessä ajassa, ja fruktoosi viipyy lyhyen aikaa isomerointiolosuhteissa. Tällaisilla kuitumaista ionin-vaihtoselluloosaa sisältävillä valmisteilla on se haittapuoli, että ne "pakkautuvat", ja niitä käytetäänkin tavallisesti ohuina kerroksina, jotta vältettäisiin suuren 15 painehäviön aiheuttamat hankaluudet. Jopa ohuita kerroksia käytettäessä on mahdollista, että ilmenee kanavoitumista, jolloin substraatti ei ole halutussa määrin kosketuksessa sidotun glukoosi-isomeraasin kanssa. Vaikka on kehitetty tiettyjä glukoosi-isomeraasivalmisteita, joissa 20 nämä ongelmat on tehty mahdollisimman pieniksi, niillä on yleensä muita haittoja, esimerkiksi niiden entsyymika-pasiteetti tai -aktiivisuus tilavuusyksikköä kohden ei ole toivotun suuruinen, ja/tai ne eivät ole yhtä taloudellisia kuin kuitumainen ioninvaihtoselluloosa.In addition, due to this high loading capacity, the substrate and the product to be obtained are only for a short time under the conditions under which the isomerization takes place. Under these isomerization conditions, small amounts of harmful by-products are generally formed due to the reactivity of fructose, and the longer fructose is under these conditions, the more harmful by-products are produced. Thus, the high loading capacity of fibrous ion exchange cellulose results in the substrate being isomerized to the desired degree in a short time, and fructose lingers for a short time under the isomerization conditions. Such preparations containing fibrous ion-exchange cellulose have the disadvantage that they "pack" and are usually used in thin layers in order to avoid the inconveniences caused by a large pressure drop. Even when thin layers are used, it is possible that channelization will occur, leaving the substrate in contact with the bound glucose isomerase to the desired extent. Although certain glucose isomerase preparations have been developed in which these problems are minimized, they generally have other disadvantages, for example, their enzyme capacity or activity per unit volume is not as desired and / or is not as economical as fibrous ion exchange cellulose.

25 Tätä keksintöä toteutettaessa voidaan käyttää monia polymeerejä kuitumaisen selluloosan agglomerointiin. Esimerkkeinä sellaisista ovat melamiini-formaldehydrihart-sit, epoksihartsit, polystyreeni, tms. Edullinen polymeeri on polystyreeni.Many polymers can be used to agglomerate fibrous cellulose in the practice of this invention. Examples of such are melamine-formaldehyde resins, epoxy resins, polystyrene, etc. The preferred polymer is polystyrene.

30 US-patenttijulkaisujen 4 110 164 ja 4 168 250 mukaan selluloosalla on kyky sitoa glukoosi-isomeraasia, kun siihen on lisätty ioninvaihtomateriaalia ja sitten agglomeroitu sopivissa olosuhteissa hydrofobisen polymeerin kanssa. Edullinen menetelmä tuotteiden valmistamiseksi sisältää 35 alkaliselluloosan käsittelyn dietyyliaminoetyylikloridihyd- rokloridin (DEC) liuoksella ja täten muodostuneen ioneja 6 67560 vaihtavan selluloosajohdannaisen agglomeroinnin polystyreenin kanssa. Koska polystyreeni liukenee DEC-reaktio-seokseen, on kuitenkin odotettavissa, että selluloosaa ei voitaisi tehokkaasti muuntaa, jos agglomerointi teh-5 täisiin ennen selluloosan muuntamista.According to U.S. Patent Nos. 4,110,164 and 4,168,250, cellulose has the ability to bind glucose isomerase when an ion exchange material is added thereto and then agglomerated with a hydrophobic polymer under appropriate conditions. A preferred method of making the products involves treating the alkali cellulose with a solution of diethylaminoethyl chloride hydrochloride (DEC) and agglomerating the ion-exchanged cellulose derivative thus formed with polystyrene. However, since polystyrene is soluble in the DEC reaction mixture, it is expected that cellulose could not be efficiently converted if agglomeration were performed prior to cellulose conversion.

Olemme huomanneet, että kuitumainen selluloosa voidaan yllättävästi muuntaa tehokkaasti hydrofobisen polymeerin läsnäollessa säätämällä valmistusolosuhteita muuntamisen aikana siten, että estetään polymeerin 10 liukeneminen muuntamisliuokseen. Täten on huomattu, että lisättäessä muuntava materiaali sopivalla nopeudella agglomeraatin vesisuspensioon emäksisissä olosuhteissa rakeisen tuotteen hydrofobinen polymeeriosa ei liukene merkittävästi.We have found that fibrous cellulose can surprisingly be efficiently converted in the presence of a hydrophobic polymer by adjusting the manufacturing conditions during the conversion so as to prevent the polymer 10 from dissolving in the conversion solution. Thus, it has been found that when the converting material is added to the aqueous suspension of the agglomerate at an appropriate rate under basic conditions, the hydrophobic polymer portion of the granular product is not significantly soluble.

15 Toinen yllättävä huomio on se, että kun selluloosa muunnetaan agglomeroinnin jälkeen, selluloosatuote voidaan muuntaa suuremmassa määrin ja saada siten aikaan parempi ioninvaihtokapasiteetti kuin tähän mennessä tunnetulla menetelmällä, jossa selluloosa muunetaan ennen 20 agglomerointia, valmistetulla agglomeroidulla selluloosa- tuotteella. Keksinnön mukaisen agglomeroidun kuitumaisen selluloosatuotteen ioninvaihtokapasiteetti voi vaihdella suuresti, tyypillisesti ioninvaihtokapasiteetin tulisi olla ainakin n. 0,1 mekv(milliekvivalenttia)/g ja edulli-25 sesti ainakin n. 0,2 mekv/g.Another surprising consideration is that when the cellulose is converted after agglomeration, the cellulose product can be converted to a greater extent and thus provide a better ion exchange capacity than the agglomerated cellulose product prepared by the hitherto known method of converting cellulose before agglomeration. The ion exchange capacity of the agglomerated fibrous cellulosic product of the invention can vary widely, typically the ion exchange capacity should be at least about 0.1 meq (milliequivalents) / g and preferably at least about 0.2 meq / g.

Keksinnön mukaiset agglomeroidut kuitumaiset ioneja vaihtavat selluloosatuotteet voidaan myös regeneroida, s.o. kun sidotun glukoosi-isomeraasin aktiivisuus on laskenut tietyn määrän denaturoitumisen tai jonkin muun 30 pitkäaikaisen käytön seurauksena olevan syyn vuoksi, tuotetta sisältävää kerrosta tai kolonnia voidaan käsitellä glukoosi-isomeraasiliuoksella siten, että sen glukoosi-isomeraasiaktiivisuus kohoaa jälleen haluttuun arvoon.The agglomerated fibrous ion exchange cellulose products of the invention can also be regenerated, i. when the bound glucose isomerase activity has decreased due to a certain amount of denaturation or some other reason for prolonged use, the product-containing layer or column can be treated with a glucose isomerase solution so that its glucose isomerase activity rises again to the desired value.

Ennen regenerointia on kuitenkin edullista käsi-35 teliä tuote emäksisellä liuoksella, jotta saataisiin kuitumaisen selluloosan ioneja vaihtavat kohdat paremminHowever, prior to regeneration, it is preferable to hand-product the product with an alkaline solution to better obtain the ion exchange sites of the fibrous cellulose.

IIII

7 67560 isomeraasia adsorboiviksi. Vaikka emme halua sitoutua mihinkään kyseistä mekanismia koskevaan teoriaan, on todennäköistä, että substraattijäännökset, denaturoitunut isomeraasi tai muut proteiinia sisältävät materiaalit, 5 jotka ovat kiinnittyneet kuitumaiseen selluloosaan, poistuvat tai liukenevat.7 67560 for isomerase adsorbing. While not wishing to be bound by any theory of such a mechanism, it is likely that substrate residues, denatured isomerase, or other proteinaceous materials attached to fibrous cellulose will be removed or soluble.

Kun kuitumainen selluloosa muunnetaan ennen agglome-rointia, muuntamiseen käytettävät aineet pyrkivät aiheuttamaan selluloosan turpoamista tai osittaista liukenemista ja 10 vaikeuttamaan sen eristämistä suodattamalla.When fibrous cellulose is converted prior to agglomeration, the conversion agents tend to cause the cellulose to swell or partially dissolve and make it difficult to isolate by filtration.

Keksinnön mukaisen tuotteen eristämistä yksinkertaistaa se tosiasia, että tällainen turpoaminen, jota voi tapahtua, ei aiheuta suuria suodatusongelmia muunnetun tuotteen rakeisuuden takia. Lisäksi, koska rakeiset selluloosa-15 tuotteet eivät ole herkkiä tiivistymään, niitä voidaan käyttää paksuja kerroksia sisältävissä laitteissa vaikeuksitta ja kanavoitumisen ollessa mahdollisimman vähäistä.The isolation of the product according to the invention is simplified by the fact that such swelling, which may occur, does not cause major filtration problems due to the granularity of the modified product. In addition, since the granular cellulose-15 products are not sensitive to compaction, they can be used in devices with thick layers without difficulty and with minimal channeling.

Substraatin ominaispainosta riippuen, agglomeroitu kuitumainen ioninvaihtoselluloosatuote voi pyrkiä kellu-20 maan, ja on mahdollista, että tuotetta häviää jonkin verran kolonnityyppisten laitteiden sisäänmeno- tai ulostulo-aukoista. Lisäksi voi ilmetä ongelmia, kun kolonnia täytetään tuotteella. Siksi tietyissä tapauksissa on edullista lisätä tiheyttä suurentavaa ainetta agglomeroituun kuitu-25 maiseen ioninvaihtoselluloosatuotteeseen.Depending on the specific gravity of the substrate, the agglomerated fibrous ion exchange cellulose product may tend to float to 20, and it is possible that the product will lose some of the inlet or outlet of the column type equipment. In addition, problems can occur when the column is filled with product. Therefore, in certain cases, it is preferable to add a density enhancing agent to the agglomerated fibrous ion exchange cellulose product.

Vaikka voidaan käyttää monia tiheyttä lisääviä aineita, täytyy niiden tietenkin olla melko inerttejä substraatin suhteen, eivätkä ne myöskään saa inaktivoida glukoosi-isomeraasia. Tiheyttä lisäävinä aineina voidaan 30 käyttää jauhemaisia metallioksideja tai silikaatteja tai niiden seoksia.Although many bulking agents can be used, they must, of course, be fairly inert to the substrate, nor must they inactivate glucose isomerase. Powdered metal oxides or silicates or mixtures thereof can be used as density enhancers.

Muodostettaessa agglomeroitua kuitumaista tuotetta kuitumainen selluloosa täytyy istuttaa hydrofobiseen polymeeriin siten, että selluloosa ei täysin koteloidu tai 35 peity polymeeriin. Jos näin tapahtuu, kuitumaisen ioninvaih-toselluloosan kyky adsorboida entsyymejä huononee 67560 ratkaisevasti. Mitä suurempi selluloosan vapaa pinta on, sitä parempi on tuotteen adsorptiokyky.When forming an agglomerated fibrous product, the fibrous cellulose must be implanted in the hydrophobic polymer so that the cellulose is not completely encapsulated or covered in the polymer. If this happens, the ability of the fibrous ion exchange cellulose to adsorb enzymes will be drastically impaired. The larger the cellulose free surface, the better the adsorption capacity of the product.

Monia menetelmiä voidaan käyttää kuitumaisen selluloosan istuttamiseksi hydrofobiseen polymeeriin. Tyypilli-5 sesti käytetyistä menetelmistä toinen sisältää hydrofobisen polymeerin liuotuksen orgaaniseen liuottimeen ja muiden materiaalien lisäyksen tähän liuokseen ja toinen menetelmä taas sisältää polymeerin kuumennuksen pehmeäksi ja muiden materiaalien lisäyksen siihen. Jälkimmäinen menetelmä on 10 edullinen, sillä siinä ei tarvitse haihduttaa liuotinta.Many methods can be used to implant fibrous cellulose into a hydrophobic polymer. Typically, one of the methods used involves dissolving the hydrophobic polymer in an organic solvent and adding other materials to this solution, and the other method involves heating the polymer to softness and adding other materials thereto. The latter method is preferred because it does not require evaporation of the solvent.

Saatu materiaali voidaan sitten hienontaa jauhamalla, tms. tavalla, rakeet voidaan lajitella sopivilla seuloilla ja agglomeroitu kuitumainen selluloosa muuntaa.The resulting material can then be comminuted by grinding, or the like, the granules can be sorted by suitable sieves, and the agglomerated fibrous cellulose converted.

Rakeiden hiukkaskokojakautuma voi vaihdella melko 15 suuresti. On saatu tyydyttäviä tuloksia käyttäen rakeita, jotka läpäisevät US-standardin (ASTM) mukaisen 20 meshrn seulan, jonka silmän leveys on 0,84 mm, mutta pysähtyvät ko. standardin mukaiseen 60 mesh:n seulaan, jonka silmän leveys on 0,250 mm.The particle size distribution of the granules can vary quite a bit. Satisfactory results have been obtained using granules which pass through a 20-mesh U.S. standard (ASTM) sieve with a mesh width of 0.84 mm but stop at that temperature. a standard 60 mesh screen with a mesh width of 0.250 mm.

20 Keksinnön luonteen kuvaamiseksi selvemmin annetaan seuraavassa tarkempia esimerkkejä.In order to more clearly illustrate the nature of the invention, more specific examples are given below.

Esimerkki IExample I

Tämä esimerkki kuvaa menetelmää agglomeroidun kuitumaisen ioninvaihtoselluloosatuotteen valmistamiseksi siten, 25 että tuotteen selluloosakomponentti muunnetaan agglomeroin- nin jälkeen.This example illustrates a process for preparing an agglomerated fibrous ion exchange cellulose product such that the cellulosic component of the product is converted after agglomeration.

Agglomeraatti valmistettiin sekoittamalla 25 osaa kemiallisesti puhdasta selluloosaa (C-100, valmistaja International Filler Corp., North Tonawanaa, h.Y.) ja 25 osaa alu-30 minaa ja yhdistämällä seos 50 osaan polystyreeniä kuumennetussa (180-200°C) kaksoisrumpusekoittimessa n. 10 min. Jääh-dyttyään yhdistetty seos jauhettiin ja seulottiin kokoon 40-100 mesh. jolloin osaset läpäisivät seulan, jonka silmän leveys on 0,42 mm, mutta eivät seulaa, jonka silmän leveys on 35 0,149 mm.The agglomerate was prepared by mixing 25 parts of chemically pure cellulose (C-100, manufactured by International Filler Corp., North Tonawana, hY) and 25 parts of alum 30 and combining the mixture with 50 parts of polystyrene in a heated (180-200 ° C) twin drum mixer for about 10 min. . After cooling, the combined mixture was ground and screened to a size of 40-100 mesh. wherein the particles passed through a sieve having a mesh width of 0.42 mm but not a sieve having a mesh width of 0.1499 mm.

220 g seulottua tuotetta lietettiin veteen (616 ml), joka sisälsi 176 g Na2SO^ ja 26,4 g NaOH. Liete kuumennettiin220 g of the screened product was slurried in water (616 mL) containing 176 g of Na 2 SO 4 and 26.4 g of NaOH. The slurry was heated

IIII

9 67560 40°C:een, minkä jälkeen siihen lisättiin 57,2 g dietyyli-aminoetyylikloridihydrokloridin (DEC) 50 % vesiliuosta sekoittaen ja nopeudella 0,7 ml/min 1 h:n aikana. Seuraavaksi lisättiin lietteeseen taas 26,4 g NaOH veteen (26 ml) liuo-5 tettuna, ja sen jälkeen vielä 57,2 g DEC-liuosta nopeudella 0,7 ml/min.9,67560 to 40 ° C, after which 57.2 g of a 50% aqueous solution of diethylaminoethyl chloride hydrochloride (DEC) was added thereto with stirring at a rate of 0.7 ml / min over 1 h. Next, 26.4 g of NaOH dissolved in water (26 mL) was again added to the slurry, followed by an additional 57.2 g of DEC solution at a rate of 0.7 mL / min.

Lietteen lämpötila nostettiin sitten 60°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 15 min. Lisättiin lietteen tilavuuden verran vettä ja seulottiin 60 mesh:n seulalla, jonka 10 silmän leveys on 0,250 mm. Tuote pestiin seulan päällä vedellä ja lietettiin uudelleen samaan määrään vettä, kuin mitä edellä oli lisätty. Tämän lietteen pH säädettiin arvoon 7 HClrlla, pestiin ja suodatettiin paperin läpi ja kuivattiin.The temperature of the slurry was then raised to 60 ° C and maintained at this temperature for 15 min. Water was added to the volume of the slurry and sieved through a 60 mesh sieve with a mesh width of 0.250 mm. The product was washed on the sieve with water and reslurried in the same amount of water as added above. The pH of this slurry was adjusted to 7 with HCl, washed and filtered through paper and dried.

15 Kuivatun tuotteen ioninvaihtokapasiteetiksi määri tettiin 0,84 mekv/g selluloosalle ja 0,21 mekv/g agglome-roidulle tuotteelle.The ion exchange capacity of the dried product was determined to be 0.84 meq / g for cellulose and 0.21 meq / g for agglomerated product.

Tuotteen ioninvaihtokapasiteetti määritettiin seuraavasti : 20 1. Punnitaan 20 g kuivaa muunnettua agglomeroitua selluloosaa (vastaa 5-10 g:a lähtötuoteselluloosaa) 2. Lietetään veteen ja pH säädetään arvoon 12,5-13,0 1-n NaOH:lla 3. Liete huuhdellaan kromatografiakolonniin ja 25 kerroksen päälle asetetaan huokoinen levy 4. Kolonniin lisätään n. 10 ml 1-n NaOH ja lasketaan nestepinta pisaroittain levyn tasolle, huuhdotaan kolonni pesupullon avulla ja lasketaan nestepinta levyn tasolle 30 5. Pestään n. 6-kertaisella vesimäärällä kerroksen tilavuuteen nähden käyttäen n. 1/2 vesimäärästä kerrallaan. Annetaan nestepinnan laskeutua levyn tasolle joka huuhtelun jälkeen.The ion exchange capacity of the product was determined as follows: 1. Weigh 20 g of dry modified agglomerated cellulose (equivalent to 5-10 g of starting cellulose) 2. Slurry in water and adjust the pH to 12.5-13.0 with 1 N NaOH 3. Rinse the slurry a porous plate 4 is placed on the chromatography column and on top of the 25 layers. Add about 10 ml of 1 N NaOH to the column and lower the liquid level dropwise to the plate level, rinse the column with a wash bottle and lower the liquid level to the plate level 30 5. Wash with about 6 times the volume of the layer using about 1/2 the amount of water at a time. Allow the liquid surface to settle to the level of the plate after each rinse.

6. Lisätään kerroksen päälle 25 ml 1-n HC1 ja huuh-35 dellaan n. 10 ml:11a vettä pesupullon avulla. Aloitetaan effluentin keräys pisaroittain nopeudella 1-1,5 ml/min. Huuhdellaan pesupullon avulla, kun nestepinta laskeutuu levyn tasolle.6. Add 25 ml of 1N HCl to the bed and rinse with about 10 ml of water using a wash bottle. Start collecting the effluent drop by drop at a rate of 1-1.5 ml / min. Rinse with a wash bottle when the liquid level drops to the level of the plate.

_ - n --------- 10 67560 7. Pestään n. 6-kertaisella vesimäärällä kerroksen tilavuuteen nähden, kuten kohdassa 5 8. Titrataan effluentti pH-arvoon 7,0 1-n NaOH:11a Ioninvaihtokapasiteetti lasketaan seuraavasti: 5 I.v.kapasiteetti (mekv/g kuivaa (mlHClxn)-(mlNaOHxn) tuotetta) = g kuivaa adsorbenttia_ - n --------- 10 67560 7. Wash with about 6 times the volume of water as described in step 5. 8. Titrate the effluent to pH 7.0 with 1 N NaOH. The ion exchange capacity is calculated as follows: 5 Capacity (meq / g dry (mlHClxn) - (mlNaOHxn) product) = g dry adsorbent

Esimerkistä I voidaan laskea, että muuntamiseen käytetyn aineen (DEC) suhde selluloosan kuivapainoon oli 1,04, kun taas US-patenttijulkaisussa 4 110 164 kuvatussa 10 aiemmin tunnetussa menetelmässä DEC/selluloosa-suhde oli 0,7. Tämä arvo vastaa suurinta määrää, jossa agglomeroima-ton selluloosa voidaan muuntaa ja eristää vaikeuksitta tavanomaisin keinoin.From Example I, it can be calculated that the ratio of the conversion agent (DEC) to the dry weight of the cellulose was 1.04, while in the 10 previously known process described in U.S. Patent No. 4,110,164, the DEC / cellulose ratio was 0.7. This value corresponds to the maximum amount at which unagglomerated cellulose can be converted and isolated without difficulty by conventional means.

Esimerkki IIExample II

15 Tämä esimerkki kuvaa menetelmää agglomeroidun kuitu maisen ioninvaihtoselluloosatuotteen valmistamiseksi siten, että selluloosa muunnetaan agglomeroinnin jälkeen DEC/sellu-loosasuhteen ollessa yli 2.This example illustrates a process for preparing an agglomerated fibrous ion exchange cellulose product such that the cellulose is converted after agglomeration with a DEC / cellulose ratio greater than 2.

Agglomeroitu tuote, joka on valmistettu esimerkin I 20 mukaisesti, jauhettiin ja seulottiin kokoon 40-80 mesh, jolloin osaset läpäisivät seulan, jonka silmän leveys on 0,42 mm, mutta eivät seulaa, jonka silmän leveys on 0,177 mm.The agglomerated product prepared according to Example I 20 was ground and screened to a size of 40-80 mesh, whereby the particles passed through a sieve with a mesh width of 0.42 mm, but not through a sieve with a mesh width of 0.177 mm.

100 g seulottua tuotetta lietettiin veteen (280 ml), johon oli liuotettu 80 g Na2SO^ ja 24 g NaOH. 40°C:n lämpötilassa 25 olevaan lietteeseen lisättiin 55 g 50 % DEC-liuosta sekoittaen ja nopeudella 0,5 ml/min n. 1,5 h:n aikana. Lisättiin vielä NaOH (26 g 50 % liuosta) lietteeseen ja sitten 55 g DEC-liuosta samalla tavalla kuin em. kerralla. Reaktioseos lämmitettiin 60°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 15 min.100 g of the screened product was slurried in water (280 ml) in which 80 g of Na 2 SO 4 and 24 g of NaOH had been dissolved. To the slurry at 40 ° C was added 55 g of a 50% DEC solution with stirring at a rate of 0.5 ml / min over about 1.5 h. Additional NaOH (26 g of a 50% solution) was added to the slurry and then 55 g of the DEC solution in the same manner as above. The reaction mixture was heated to 60 ° C and maintained at this temperature for 15 min.

30 Lisättiin lietteen tilavuuden verran vettä ja laimennetusta lietteestä poistettiin vesi ja pestiin 60 meshrn seulalla, jonka silmän leveys on 0,250 mm. Tuote lietettiin uudelleen veteen ja pH säädettiin arvoon 6,5-7,0 HCl:lla, seulottiin ja pestiin yllä mainitulla tavalla.Water was added to the volume of the slurry and the diluted slurry was dewatered and washed with a 60 mesh screen having a mesh width of 0.250 mm. The product was reslurried in water and the pH was adjusted to 6.5-7.0 with HCl, screened and washed as above.

35 Kuivan tuotteen ioninvaihtokapasiteetti määriteltiin mainitulla tavalla, ja se oli 1,28 mekv/g selluloosaa ja 0,32 mekv/g tuotetta. Jotta saavutettiin vertailukelpoinen 11 67560 ioninvaihtokapasiteetti käyttäen tunnettua menetelmää, jossa muunnettu DEAE-selluloosa agglomeroidaan polysty-reenin kanssa, vaadittaisiin sellaista muuntamisastetta, että selluloosa muuttuisi hyytelömäiseksi ja vaikeaksi eristää, suodattaa ja kuivata ilman kalliita käsittelyta-5 poja, kuten liuottimen tai suolaliuosten käyttöä tai selluloosan ristisitomista.The ion exchange capacity of the dry product was determined as mentioned and was 1.28 meq / g cellulose and 0.32 meq / g product. In order to achieve a comparable ion exchange capacity of 11,67560 using a known method of agglomerating modified DEAE cellulose with polystyrene, a degree of conversion would be required to make the cellulose gelatinous and difficult to isolate, filter and dry the cellulose without expensive or cross-linking.

Esimerkki lii Tässä esimerkissä kuvataan edellä mainittujen kuitumaisten aggloroeroitujen ioninvaihtoselluloosatuotteiden 10 sekä aiemmassa kirjallisuudessa kuvattujen tuotteiden glukoosi-isomeraasin adsorptiokykyä ja vertaillaan mainittujen tuotteiden luonnetta ja toimintaominaisuuksia.Example lii This example describes the glucose isomerase adsorption capacity of the above-mentioned fibrous agglomerated ion exchange cellulose products 10 and the products described in the previous literature, and compares the nature and performance characteristics of said products.

Glukoosi-isomeraasia, joka on saatu Streptomyces-lajista, ja jonka kapasiteetti on n. 20 IGIU/ml, lisättiin la yhtä suuret määrät tuotteisiin, jotka oli valmistettu US-patenttijulkaisun 4 110 164 ja esimerkkien I ja II mukaisesti. Entsyymi/tuote-lietteiden pH säädettiin arvoon 7 ja niitä sekoitettiin 5 h 25°C:ssa. Tuotteet eristettiin suodattamalla ja niihin adsorboituneen entsyymin määrä 20 määritettiin mittaamalla vastaavista suodoksista jäännös-gluKoosi-isoroeraasin aktiivisuus menetelmällä, jota on kuvattu julkaisussa N. E. Lloud et ai.. Cereal Chem.Glucose isomerase obtained from Streptomyces with a capacity of about 20 IGIU / ml was added in equal amounts to products prepared according to U.S. Patent No. 4,110,164 and Examples I and II. The enzyme / product slurries were adjusted to pH 7 and stirred for 5 h at 25 ° C. The products were isolated by filtration and the amount of enzyme adsorbed on them was determined by measuring the residual glucose isoroerase activity of the respective filtrates by the method described in N. E. Lloud et al., Cereal Chem.

49 n:o 5 (1972) 544.49 No. 5 (1972) 544.

Kunkin tuotteen adsorboimat glukoosi-isomeraasimää-25 rät ja tiettyjä toimintaominaisuuksia kuvaavat tiedot on annettu taulukossa I.The amounts of glucose isomerase adsorbed by each product and information describing specific performance characteristics are given in Table I.

Taulukko ITable I

Tuote Painosuhde Ioninvaihto Adsorptio- DEC:selluloosa kapasiteetti kapasiteetti 30 _ (mekv/q)_(IGIU g**1)_Product Weight ratio Ion exchange Adsorption DEC: cellulose capacity capacity 30 _ (meq / q) _ (IGIU g ** 1) _

Esimerkki I 1,04 0,21 490Example I 1.04 0.21 490

Esimerkki II 2,2 0,32 690 US-oatentti 0,7 0,14 361 n:o 4 110 164 12 67560Example II 2.2 0.32 690 U.S. Patent 0.7 0.14 361 No. 4,110,164 12,67560

Esimerkki IVExample IV

Tässä esimerkissä kuvataan keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen agglomeroitujen kuitumaisten ioninvaihtoselluloosatuotteiden huokoisuutta ja verrataan 5 mainittujen ja aiemmin tunnettujen tuotteiden sekä eräiden agglomeroimattomien kuitumaisten selluloosatuotteiden virtausomainaisuuksia.This example describes the porosity of the agglomerated fibrous ion exchange cellulose products prepared by the process of the invention and compares the flow characteristics of said and previously known products and some non-agglomerated fibrous cellulosic products.

Seuraavien materiaalien huokoisominaisuudet määritettiin: 10 1. a & b. Ristisidottu Whatman-selluloosa, val mistaja W & R Balston Ltd, England 2. Ristisidoksia sisältämättömän DEAE-selluloosa (valmistettu US-patenttijulkaisun 3 823 133 mukaisesti) 3. Tuote, joka valmistettiin agglomeroimalla 15 kuitumaista ioninvaihtoselluloosaa ja polystyreeniä (valmistettu US-patenttijulkaisun 4 110 164 mukaisesti) 4. Esimerkin 1 mukainen tuote 5. Esimerkin IX mukainen tuoteThe porosity properties of the following materials were determined: 1. a & b. Crosslinked Whatman cellulose, manufactured by W&R Balston Ltd, England 2. Non-crosslinked DEAE cellulose (prepared according to U.S. Patent 3,823,133) 3. Product prepared by agglomeration 15 fibrous ion exchange cellulose and polystyrene (prepared according to U.S. Patent 4,110,164) 4. Product of Example 1 5. Product of Example IX

Huokoisuusväkio kullekin materiaalille määritettiin 20 seuraavasti: 15-75 g kuivaa tuotetta lietettiin veteen ja lietteestä poistettiin ilma sekoittamalla alipaineessa 15 min. Lasikolonni (sisähalkaisija 3,8 cm, korkeus 45,7 cm), joka oli varustettu huokoisella lasilevyllä ja pohjaha-25 nalla, liitettiin vakuumipulloon kumikorkilla. Pullo puo lestaan liitettiin imupumppuun. Ilmaton liete kaadettiin kolonniin ja kolonnin pohjalle säädettiin alipaine (0,83 atm alle normaalipaineen) avaamalla pohjahana, jolloin huokoiselle lasilevylle muodostui ainekerros. Saman-30 aikaisesti lisättiin kolonnin yläpäähän vettä korvaamaan suodattamalla poistuvaa siten, että kerroksen päällä oli n. 13 cm vettä koko ajan. Kun oli kerätty kaikkiaan 1000 ml vettä, hana suljettiin, pullo poistettiin ja vesi kaadettiin pullosta. Pullo liitettiin sitten uudelleen 35 kolonniin, alipaine säädettiin, hana avattiin ja mitattu määrä (1000-3000 ml) vettä suodatettiin tiivistyneenThe porosity concentration for each material was determined as follows: 15-75 g of dry product was slurried in water and the slurry was deaerated by stirring under reduced pressure for 15 min. A glass column (inner diameter 3.8 cm, height 45.7 cm) equipped with a porous glass plate and a bottom hook was attached to a vacuum flask with a rubber stopper. The bottle was connected to a suction pump. The airless slurry was poured onto the column, and a vacuum (0.83 atm below normal pressure) was adjusted to the bottom of the column by opening the bottom tap to form a layer of material on the porous glass plate. At the same time, water was added to the top of the column to replace the effluent by filtering so that there was about 13 cm of water on top of the bed at all times. After collecting a total of 1000 ml of water, the tap was closed, the flask was removed and the water was poured from the flask. The flask was then reconnected to 35 columns, the vacuum was adjusted, the tap was opened and a measured amount (1000-3000 ml) of water was filtered through condensed

IIII

13 67560 kerroksen läpi ja kerättiin. Veden keräämiseen kulunut aika mitattiin kellolla. Huokoisuusvakio laskettiin seuraavan kaavan avullai K—(VH)/(TPA) 5 jossa K = huokoisuusaviko (ml cm/g min) V = kerätyn veden tilavuus (ml) H = tiivistyneen kerroksen korkeus (cm) T = veden keruuseen kulunut aika (min) 2 10 J? * kerroksen aiheuttama painehaviö (g/cm ) 2 A * kerroksen poikkipinta-ala (cm )13,67560 layers and was collected. The time taken to collect the water was measured with a clock. The porosity constant was calculated using the following formula K— (VH) / (TPA) 5 where K = porosity loss (ml cm / g min) V = volume of water collected (ml) H = height of the compacted bed (cm) T = time taken to collect water (min ) 2 10 J? * pressure drop caused by the layer (g / cm) 2 A * cross-sectional area of the layer (cm)

Tulokset ovat taulukossa II.The results are shown in Table II.

Taulukko IITable II

15 Materiaali Huokoisuusvakio (1) _(ml cm g ^ min ^)_ 1 (a) 0,21 1 (b) 0,60 2 0,01 20 3 4,7 4 2,6 5 3,6 (1) huokoisuusvakio vähintään 1,5 ml cm/g min katsotaan 25 välttämättömäksi, jotta laitteisto, jossa käytetään paksuja kerroksia toimisi tyydyttävästi.15 Material Porosity constant (1) _ (ml cm g ^ min ^) _ 1 (a) 0.21 1 (b) 0.60 2 0.01 20 3 4.7 4 2.6 5 3.6 (1) a porosity constant of at least 1.5 ml cm / g min is considered necessary for the satisfactory operation of equipment using thick layers.

Claims (10)

1. Menetelmä agglomeroidun kuitumaisen ionin vaihto selluloosatuotteen valmistamiseksi, joka pystyy 5 adsorboimaan tai sitomaan varauksellisia makromolekyylejä, esimerkiksi entsyymejä, agglomeroimalla kuitumainen selluloosa hydrofobisen polymeerin kanssa, tunnettu siitä, että ensin valmistetaan agglomeraatti kuitumaisesta selluloosasta ja hydrofobisesta polymeeristä ja sen 10 jälkeen agglomeraatti muunnetaan vesisuspensiossa aikalisissä olosuhteissa ominaisuuksiltaan ioneja vaihtavaksi, jolloin rakeisen tuotteen hydrofobinen polymeerikomponentti ei liukene merkittävästi ja tuote säilyy rakeisena.A process for the exchange of an agglomerated fibrous ion for the preparation of a cellulosic product capable of adsorbing or binding charged macromolecules, for example enzymes, by agglomerating fibrous cellulose with a hydrophobic polymer under aqueous conditions and converting ion exchange properties, whereby the hydrophobic polymer component of the granular product does not dissolve significantly and the product remains granular. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että muodostunut muunnettu selluloosa on dietyyliaminoetyyliselluloosa.Process according to Claim 1, characterized in that the modified cellulose formed is diethylaminoethylcellulose. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrofobinen polymeeri on polystyreeni.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the hydrophobic polymer is polystyrene. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että tuote sisältää tiheyttä suurentavaa ainetta, kuten jauhemaisia metallioksideja, silikaatteja tai niiden seoksia.Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the product contains a density-increasing agent, such as powdered metal oxides, silicates or mixtures thereof. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen mene- 25 telmä, tunnettu siitä, että agglomeraatti valmistetaan yhdistämällä selluloosa polymeeriin, joka on kuumennettu plastiseen tilaan.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the agglomerate is prepared by combining cellulose with a polymer which has been heated to a plastic state. 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että agglomeraatti valmis- 30 tetaan liuottamalla polymeeri orgaaniseen liuottimeen ja lisäämällä tähän liuokseen selluloosa.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the agglomerate is prepared by dissolving the polymer in an organic solvent and adding cellulose to this solution. 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuote hienonnetaan sellaiseen hiukkaskokoon, että sen muodostamat rakeet 35 läpäisevät 20 meshrn seulan, jonka silmän leveys on 0,84 mm, mutta pysähtyvät 60 mesh:n seulaan, jonka silmän leveys on 0,250 mm. Il 15 67560Process according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the product is comminuted to a particle size such that the granules 35 formed pass through a 20-mesh sieve with a mesh width of 0.84 mm but stop at a 60-mesh sieve with a mesh width of 0.250 mm. Il 15 67560 8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotteen ioninvaihto-kapasiteetti on vähintään noin 0,10 mekv/g kuivaa ionin-vaihtoselluloosatuotetta.Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the product has an ion exchange capacity of at least about 0.10 meq / g of dry ion exchange cellulose product. 9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että tuotteen ioninvaihto-kapasiteetti on vähintään noin 0,20 mekv/g kuivattua ionin-vaihtoselluloosatuotetta.Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the product has an ion exchange capacity of at least about 0.20 meq / g of dried ion exchange cellulose product. 10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen mene-10 telmä, tunnettu siitä, että kuitumainen selluloosa istutetaan hydrofobiseen polymeeriin. Patentkrav 6 V 5 6 OProcess according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the fibrous cellulose is implanted in a hydrophobic polymer. Patent krav 6 V 5 6 O
FI812636A 1980-10-08 1981-08-26 FOERBAETTRAT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AGGLOMERERAD FIBROES CELLULOSA FI67560C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19504980A 1980-10-08 1980-10-08
US19521480 1980-10-08
US06/195,214 US4355117A (en) 1980-10-08 1980-10-08 Process for preparing agglomerated fibrous cellulose
US19504980 1980-10-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI812636L FI812636L (en) 1982-04-09
FI67560B true FI67560B (en) 1984-12-31
FI67560C FI67560C (en) 1985-04-10

Family

ID=26890657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI812636A FI67560C (en) 1980-10-08 1981-08-26 FOERBAETTRAT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AGGLOMERERAD FIBROES CELLULOSA

Country Status (18)

Country Link
AU (1) AU538846B2 (en)
BG (1) BG45218A3 (en)
BR (1) BR8105458A (en)
CA (1) CA1161198A (en)
DE (1) DE3130178C2 (en)
ES (1) ES8204306A1 (en)
FI (1) FI67560C (en)
FR (1) FR2491483B1 (en)
GB (1) GB2085449B (en)
HU (1) HU196442B (en)
IT (1) IT1153989B (en)
MX (1) MX157681A (en)
NL (1) NL189300C (en)
NZ (1) NZ198572A (en)
PT (1) PT73653B (en)
SE (1) SE451585B (en)
SU (1) SU1759234A3 (en)
YU (1) YU41991B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI895116A0 (en) * 1989-10-27 1989-10-27 Cultor Oy FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN ALKOHOLFRI MALTDRYCK.
US5612072A (en) * 1990-10-23 1997-03-18 Cultor Ltd. Process for the production of non-alcoholic or low alcohol malt beverage
DE4239612A1 (en) * 1992-11-25 1994-05-26 Cultor Oy Bioreactor with immobilized, lactic acid-producing bacteria and its use in fermentation processes

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4110164A (en) * 1977-04-19 1978-08-29 Standard Brands Incorporated Agglomerated fibrous cellulose

Also Published As

Publication number Publication date
HU196442B (en) 1988-11-28
NZ198572A (en) 1985-01-31
AU7467381A (en) 1982-04-22
BR8105458A (en) 1982-09-08
SE8105926L (en) 1982-04-09
MX157681A (en) 1988-12-09
FR2491483B1 (en) 1986-06-06
NL189300B (en) 1992-10-01
IT1153989B (en) 1987-01-21
ES504704A0 (en) 1982-05-16
PT73653B (en) 1982-11-17
DE3130178C2 (en) 1985-10-03
GB2085449A (en) 1982-04-28
IT8124325A0 (en) 1981-10-05
ES8204306A1 (en) 1982-05-16
NL189300C (en) 1993-03-01
DE3130178A1 (en) 1982-05-13
GB2085449B (en) 1983-11-09
CA1161198A (en) 1984-01-24
AU538846B2 (en) 1984-08-30
FI67560C (en) 1985-04-10
SU1759234A3 (en) 1992-08-30
YU41991B (en) 1988-04-30
BG45218A3 (en) 1989-04-14
SE451585B (en) 1987-10-19
PT73653A (en) 1981-10-01
NL8103620A (en) 1982-05-03
FR2491483A1 (en) 1982-04-09
FI812636L (en) 1982-04-09
YU242481A (en) 1983-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chassary et al. Metal anion sorption on chitosan and derivative materials: a strategy for polymer modification and optimum use
CA2086752C (en) Substance carrying conglomerate
EP0530258B1 (en) Adsorbent medium
Mckay et al. Equilibrium studies for the sorption of metal ions onto chitosan
CN101903296B (en) Composite polymeric filtration media
EP0021750B1 (en) Production of spherically shaped material made of chitin derivative
US4110164A (en) Agglomerated fibrous cellulose
US4355117A (en) Process for preparing agglomerated fibrous cellulose
CN104258830A (en) Polyethyleneimine modified chitosan microsphere medium as well as preparation and application methods thereof
KR20200039994A (en) Hybrid bead using persimmon leaf and chitosan for the treatment of aqueous solution contaminated with toxic heavy metal ions and method of the same
FI67560B (en) FOERBAETTRAT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AGGLOMERERAD FIBROES CELLULOSA
US4168250A (en) Agglomerated fibrous ion exchange cellulose
EP0377046A1 (en) Fine particles of porous ion-exchange cellulose, process for their production, and affinity carrier
FI82891B (en) PRODUCT FOLLOWING FOER OEKNING AV ENZYMADSORPTION.
US5690996A (en) Cross-linked cellulose sponge
AU623396B2 (en) Product and process for increasing enzyme absorption
SI8112424A8 (en) Process for obtaining agglomerated fibrous ion-exchanging cellulose
Léonil et al. A new photoactivatable support for protein immobilization: Fixation of β-d-galactosidase on modified chitosan
CN116376066A (en) Adsorbent for separating and purifying inositol from phenanthrene-tin hydrolysate and preparation method thereof
GB1594546A (en) Agglomerated fibrous ion-exchange cellulose composite
JPS6371177A (en) Immobilized enzyme

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired

Owner name: STABRA AG