Hello mindenkinek. Ma egy kicsit technikaibb témáról beszélünk: az aszparaginsav-fermentáció, az enzimatikus szintézis és a kémiai szintézis három előállítási módszeréről. Bár az ezekből a különböző eljárásokból származó termékek mindegyike aszparaginsavnak minősül, jelentős különbségeket mutatnak tisztaságuk, költségük és környezeti hatásuk tekintetében.
Fermentációs módszer: A leghagyományosabb, legalacsonyabb belépési akadály
A fermentációs módszer mikroorganizmusokat, -például E. coli-t vagy Corynebacterium fajokat- használ a cukor-alapú táptalaj fermentálására, és sav előállítására, amelyet azután extrahálnak és tisztítanak.
Előnyök:Az alapanyagok olcsók; alkalmasak olyan anyagok, mint a melasz vagy a keményítőhidrolizátumok. A folyamat kiforrott, a felszerelési követelmények szerények, és még a kis-léptékű létesítmények is megvalósíthatják.
Hátrányok:A fermentlé összetétele összetett; a célterméken kívül mikrobiális biomasszát, pigmenteket és savas melléktermékeket tartalmaz. Ebből következően az extrakciós és tisztítási lépések sokak, a szennyvíz kémiai oxigénigénye (KOI) magas. A kapott termék tisztasága jellemzően 98% és 99% közötti; a szennyeződések nyomokban tartalmazhatnak endotoxinokat (a mikrobiális sejtekből származnak), ami alkalmatlanná teszi az injekciós -minőségű alkalmazásokban való használatra.
Költség:A nyersanyagköltségek alacsonyak, de a környezetvédelmi kezelési költségek magasak. Összességében a teljes költség az alsó--középső{2}}tartományba esik.
Enzimatikus módszer: jelenleg a mainstream választás, jól{0}}kiegyensúlyozott
Az enzimatikus módszer enzimeket alkalmaz a fumársav és az ammónia közötti reakció katalizálására, aszparaginsavat termelve. A reakciókörülmények enyhék, jellemzően környezeti hőmérsékleten és légköri nyomáson mennek végbe hatékonyan.
Előnyök:A reakció nagy specifitást mutat, ami minimális mellékterméket eredményez. A konverziós arány magas, gyakran meghaladja a 95%-ot. A tisztítás egyszerű, így könnyen elérhető a 99% feletti tisztaság; továbbá kiküszöböli a fermentációs módszerrel összefüggő endotoxin-szennyeződés kockázatát.
Hátrányok:Az enzimek költsége jelentős; míg az immobilizált enzimek ismételten felhasználhatók, a kezdeti tőkebefektetés jelentős. Ezenkívül a nyersanyag-fumársav-ára ki van téve a petrolkémiai piac ingadozásainak.
Költség:Nem olcsó, de stabil és irányítható. A környezeti nyomás viszonylag alacsony, mivel a szennyvíz mennyisége csak körülbelül egy{1}}harmada a fermentációs módszerrel keletkezőnek. Ez az eljárás jelenleg a fő választás a nagy-gyártó létesítmények között.
Kémiai szintézis módszer: a legrégebbi megközelítés, jelenleg egyre inkább csökken
A kémiai szintézis módszere magában foglalja az aszparaginsavat akrilnitrilből vagy más petrolkémiai nyersanyagokból több lépésben, például addíciós és hidrolízises reakciókon keresztül.
Előnyök:Elméletileg az alapanyagok olcsók, és az eljárás jól-alkalmas nagy-üzemi, folyamatos gyártásra.
Hátrányok:Számos probléma szenved. A reakcióhoz magas hőmérséklet és nagy nyomás szükséges, ami nagy energiafogyasztást eredményez. Ezenkívül számos mellékterméket termel, -beleértve a szervetlen sókat, például az ammónium-szulfátot-, ami rendkívül megnehezíti a termék magas tisztasági szintjének elérését. Ezen túlmenően ez a szintetikus út magában foglalhatja a cianid használatát, ami jelentős biztonsági kockázatot jelent, és hatalmas környezeti terhelést jelent.
Költség:Bár a nyersanyagok olcsónak tűnhetnek, a tényleges költség,{0}}ha figyelembe vesszük az energiafogyasztást, a környezetvédelmi intézkedéseket és a biztonsági befektetéseket,-egyáltalán nem alacsony. Ezt a módszert mára nagyrészt megszüntették itthon; bár néhány speciális szintetikus út még mindig alkalmazza, az ilyen esetek rendkívül ritkák.