CZ20004603A3 - Způsob výroby polyvinylalkoholového gelu a mechanicky vysoce stabilní gel připravený tímto způsobem - Google Patents

Způsob výroby polyvinylalkoholového gelu a mechanicky vysoce stabilní gel připravený tímto způsobem Download PDF

Info

Publication number
CZ20004603A3
CZ20004603A3 CZ20004603A CZ20004603A CZ20004603A3 CZ 20004603 A3 CZ20004603 A3 CZ 20004603A3 CZ 20004603 A CZ20004603 A CZ 20004603A CZ 20004603 A CZ20004603 A CZ 20004603A CZ 20004603 A3 CZ20004603 A3 CZ 20004603A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
gel
water
solution
drying
Prior art date
Application number
CZ20004603A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ294179B6 (cs
Inventor
Klaus-Dieter Prof. Dr. Vorlop
Maren Jekel
Original Assignee
Klaus-Dieter Prof. Dr. Vorlop
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
Application filed by Klaus-Dieter Prof. Dr. Vorlop filed Critical Klaus-Dieter Prof. Dr. Vorlop
Publication of CZ20004603A3 publication Critical patent/CZ20004603A3/cs
Publication of CZ294179B6 publication Critical patent/CZ294179B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075Macromolecular gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Způsob výroby polyvinylalkoholového gelu a mechanicky vysoce stabilní gel připravený tímto způsobem
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby gelu z polyvinylalkoholu. Vynález se dále týká mechanicky vysoce stabilního gelu připraveného tímto způsobem.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že nechají-li se roztoky obsahující polyvinylalkohol (PVA) stát, projevují se zvyšováním viskozity. Je také známo, že lze PVA roztoky přeměnit na gel, když se roztok zmrazí a následně zase rozmrazí (FR 2 107 711 A). Takto připravené gely však vykazují relativně nízkou pevnost.
Z EP 0 107 055 B1 je dále známo, že pro zvýšení pevnosti PVA-gelu vyrobeného zmrazením je pochod zmražení a rozmražení alespoň jednou, s výhodou dva- až pětkrát opakován. Přitom je použit roztok PVA se stupněm zmýdelnění od > 95 % mol., s výhodou od > 98 % mol. Horní mezní teplota pro zmrazování roztoku je -3 °C, rychlost ochlazování může ležet mezi 0,1 °C/min a 50 °C/min, rychlost rozmrazování mezi 1 °C/min až 50 °C/min. Použitý PVA má stupeň polymerace alespoň 700. Koncentrace PVA v roztoku by se měla pohybovat nad 6 % hmotn. a s výhodou je mezi 6 a 25 % hmotn. PVA-gel vyrobený několikerým opakováním zmrazování a rozmrazování má dobrou mechanickou pevnost a vysoký obsah vody, který je zachován i při mechanické zátěži. Vyrobený gel je vysoce elastický, netoxický a lze jej použít u mnoha, zejména lékařských aplikací.
Ke gelu mohou být přimíchány různé látky a materiály, které na jedné straně mohou zvyšovat pevnost, např. glykol, glycerin, sacharóza, glukóza, agar, želatina, metylcelulóza, atd. Přidáním aktivních látek, jako např. heparinu, mohou být uskutečněny lékařské aplikace, při nichž je aktivní látka kontinuálně a stejnoměrně po dlouhou dobu z gelu vydávána. Gel může být dále smísen s mikroorganismy a enzymy, čímž je vytvořen biologicky aktivní systém.
Z US-PS 4 663 358 je známo, že k vodnému roztoku polyvinylalkoholu je přidáno organické prostředí roztoku, aby tím byl snížen bod tuhnutí roztoku. Tím se dosáhne toho, že při telotě gelovatění, která leží pod -10 °C, s výhodou kolem přibližně -20 °C, je zamezeno zmrznutí vody, čímž je vytvořen homogenní a tím transparentní gel. Nízká
• ·
teplota gelovatění bude provedena kvůli tvorbě jemně krystalických gelů, které mají dostatečnou mechanickou pevnost.
Výroba PVA-gelu zmrazovací technikou je nákladná a časově náročná.
Z DE 43 27 923 C2 je znám způsob, kterým může být vyroben PVA-gel bez zmrazovacího postupu. Použitím roztoku PVA se stupněm hydrolýzy od > 99 % mol. a přidáním rozpustné přísady, která má nevodné OH- nebo NH2- skupiny, lze uskutečnit gelovatění PVA při teplotách nad 0 °C. Průběh gelovatění však při tom vyžaduje dobu několika ho- j. ·.
e e e din, která je popř. doplněna další dobou skladování ve výši mnoha hodin za účelem vy- * *. tvrzení, aby bylo gelové těleso zcela stabilní. Toto je přirozeně nevýhodné pro pro vý- ’’ ’* robu větších množství gelových těles v průmyslovém měřítku.
Podstata vynálezu • · · « • · • · e · · ·
Problematika tvořící základ tohoto vynálezu tedy zůstává v tom, nalézt jednoduše a rychle vyrobená PVA-gelová tělesa a přitom pokud možno ještě zlepšit kvalitu vyrobeného gelového tělesa.
Vycházeje z této problematiky bude podle vynálezu realizován způsob výroby gelu z polyvinylalkoholu s následujícími kroky:
a) použití vodného roztoku polyvinylalkoholu se stupněm hydrolýzy od > 98 % mol.
b) přidání přísady, která se po přimíšení do vodného roztoku polyvinylalkoholu rozpustí a zakoncentrováním vytvoří oddělenou, jemně rozptýlenou fázi obsahující vodu
c) sušení vodného roztoku až po zbytkový obsah vody maximálně 50 % hmotn., aby došlo k separaci fází a s tím spojenému gelovatění polyvinylalkoholu
d) zpětné bobtnání polyvinylalkoholu ve vodném prostředí.
fZpůsob podle vynálezu umožňuje překvapivým způsobem gelovatění polyvinylalko• holu během několika minut při teplotě místnosti nebo dokonce při vyšších teplotách.
Přidáním ve vodě rozpustných přísad a zakoncentrováním odpařením vody je způsobena jemně rozptýlená separace fází, čímž se gelovatění v PVA fázi podaří ve velmi krátkém čase. K tomu účelu slouží předpoklad, že vodu obsahující fázi vytváří také přísada rozpustná ve vodě, takže fázovou separací PVA-fáze je během velmi krátkého času odstraněna příslušná vodná část, čímž je dosaženo zgelovatění polyvinylalkoholu.
Je účelné, když ve vodě rozpustná přísada vykazuje takovou afinitu k vodě, která je alespoň srovnatelná s afinitou PVA k vodě.
-i
PVA fáze, která je při gelovatění nedostatečně zásobená vodou, zachycuje při následujícím zpětném bobtnání vodu, čímž je vylepšena elasticita a mechanická stabilita PVA-geiu, aniž by nastalo zpětné gelovatění. Ukázalo se, že pro zpětné gelovatění vede určitý podíl elektrolytu ve vodném prostředí ke zvýšení stability PVA-gelu, takže zpětné bobtnání se provádí ve vodě z vodovodu nebo lépe v roztoku soli.
Způsob podle vynálezu skýtá tu výhodu, že umožňuje výrobu PVA-gelu bez velkých výdajů a zejména bez procesu zmrazování a bez opakovaného průběhu sušení, během ·. ·, • · krátké doby, takže je možná extrémně úsporná výroba PVA-gelových těles. Gelová tě- ”, • <
lesa podle vynálezu se navíc vyznačují vysokou elasticitou a stabilitou a zejména pev- ** “ ností v tahu a jsou v tomto ohledu jasně silnější než dosavadní způsoby výroby PVA• « ·· gelových těles.
____Μ«βίΐ
----- «
K dalšímu zvýšení stability a elasticity PVA-gelového tělesa přispívá, když je » • · * * · k výrobě použit dodatečně zmýdelněný vodný roztok PVA.
Výhodnou přísadou rozpustnou ve vodě je polyetylenglykol, který je přidán v koncentraci od 4 do 30% hmotn., s výhodou 4 až 20 % hmotn., zejména 6 až 16% hmotn. Dalšími příklady možných přísad jsou ester celulózy, ester škrobu, éter škrobu, polyalkylenglykoléter, polyalkylenglykol, alkanol s dlouhým řetězcem (CnH2n+iOH, kde n 8), ester cukru, éter cukru.
Jedna obzvlášť výhodná oblast využití PVA-gelových těles leží v jejich vytvoření ve formě biologicky, chemicky nebo fyzikálně aktivního tělesa, a tedy ve vložení biologicky, fyzikálně nebo chemicky aktivního materiálu do PVA-gelu, Proto se PVA-gel skvěle hodí např. pro výrobu chemických nebo biologických katalyzátorů.
Sušení vodného roztoku za účelem oddělení fází a s tím spojeného gelovatění se provádí až do zbytkové vlhkosti maximálně 50 % hmotn. Spodní hranice zbytkové vlhkosti se udává přibližně 10 % hmotn. proto, že vyrobený PVA-gel by měl být ještě zcela zpětně bobtnavý, takže při zbytkové vlhkosti pod přibližně 10 % hmotn. gelové těleso vykazuje sníženou elasticitu, a že pod uvedenou zbytkovou vlhkostí by mohly být případné přidané biologické materiály poškozeny. Výhodné rozmezí zbytkové vlhkosti leží mezi 10 a 30 % hmotn.
Sušení může být pohodlně prováděno během krátké doby odpařováním vody na vzduchu při teplotě místnosti, když je vodný roztok rozdělený na malé části, zejména na takové části, v nichž má roztok pouze nepatrnou tloušťku. Když je roztok nakapán na tvrdou podložku, je to možné obzvlášť výhodně tak, že průměr kapky je roven minimálně dvojnásobku výšky kapky. Toho lze podobně dosáhnout nalitím roztoku do licí
• · » * Α·
I · · ·· • ·· ♦ » « » · • · · © formy a/nebo nanášením na podložku. Utvořením tenké vrstvy nebo i filmu se docílí odpaření nezbytného množství zbytkové vody během několika minut, např. během 15 minut. Urychlení pochodu sušení - a tím pochodu gelovatění - lze dosáhnout tak, že sušení probíhá v sušičce při zvýšené teplotě.
Roztok soli s výhodou použitý pro zpětné bobtnání obsahuje především vícemocné anionty.
Pro imobilizaci biologicky aktivního materiálu je podle způsobu vynálezu obzvlášť výhodné, aby ji bylo možné provést mimořádně šetrně pro biologický materiál, tak, aby biologický materiál vykazoval oproti jiným postupům imobilizace jasně vyšší počáteční aktivitu.
To může být ještě podpořeno tím, že vodné prostředí, v němž probíhá zpětné bobtnání PVA-gelu, je současně živným roztokem pro biologicky aktivní materiál.
Hustota PVA-gelu vyrobeného podle vynálezu může být změněna vhodnými přísadami. Tak může být měrná hmotnost zvýšena např. přidáním oxidu titanu a snížena přidáním velmi malých skleněných kuliček.
Gelovatění podle vynálezu je možné - jak bylo uvedeno - při teplotě místnosti, může však probíhat i za nižších nebo vyšších teplot. Biologicky aktivním materiálem vloženým do PVA-gelu mohou být enzymy, mikroorganismy, spory a buňky.
Způsob podle vynálezu lze uskutečnit v mnoha provedeních. Tak je např. možné nechat v opadávací věži probíhat sušení kapky za účelem vytvoření fází a zároveň tvorbu kapek tak, aby po dopadu kapky na podložku po oddělení fází již proběhlo gelovatění. Tento způsob výroby se hodí zejména pro výrobu PVA-gelových těles jako je materiál pro chromatografií, který může mít pro laboratorní účely průměr 10 až 100 pm a jinak 100 až 800 pm. Dále je možné vysušit kapalinu s nastavenou vyšší viskozitou po vytlačování pásu a přitom uskutečnit gelovatění.
Gelové těleso zhotovené podle způsobu vynálezu vykazuje oproti dříve známým gelovým tělesům vyšší mechanickou stabilitu, zejména pokud jde o odolnost vůči otěru a pevnost v tahu.
Tyto lepší mechanické vlastnosti umožňují zejména zhotovení gelového tělesa podle vynálezu v reakčně kineticky vhodné čočkovité formě, kdy dříve známá gelová tělesa vůbec nevykazovala dostatečnou mechanickou stabilitu, zejména stabilitu při míchání.
Gelové těleso podle vynálezu je oproti tomu více než několik měsíců stabilní a odolné vůči otěru dokonce po vysokootáčkovém míchání. Čočkovitá forma s velkým průměrem
:..5..’ a malou výškou způsobuje to, že je fyzikálně nebo biologicky aktivní materiál vždy umístěn blízko povrchu a výsledkem toho je reakčně kineticky vhodné uspořádání.
Tento vynález umožňuje do polyvinylalkoholového tělesa jednoduše vložit magnetickou příměs, aby mohla být případně gelová tělesa vysbírána z kapaliny pomocí magnetu.
Ukázalo se, že porézní struktura polyvinylalkoholového tělesa podle vynálezu je nastavitelná molekulovou hmotností přidávaných přísad, které zapříčiňují oddělení fází. .( • « 4
Regulací molekulové hmotnosti přidávaného polyetylenglykolů, jehož molekulová hmot- ’. nost leží s výhodou mezi 800 a 1350, lze nastavit velikosti pórů polyvinylalkoholového ·· ’· tělesa mezi 1 a 15 pm.
• · · ·
Pro zhotovení vodného roztoku z polyvinylalkoholu a přísady podle vynálezu se ukážalo, že při použití destilované vody je nutný zvýšený stupeň vysušení, aby bylo dosa···· ženo stejných mechanických výsledků. Výsledky jsou ihned lepší, jestliže je použita obyčejná voda z vodovodu s určitým stupněm tvrdosti. Z toho tedy plyne, že určitý ob- »...:. sah soli ve vodě je pro způsob podle vynálezu výhodný.
Příklady provedení vynálezu
Vynález bude blíže vysvětlen na základě následujících příkladů provedení.
Příklad 1
Ke 2 g PVA a 1,2 g polyetylenglykolů (PEG 1000) se přidá 16,8 g vody. Roztok bude zahříván na 90 °C tak dlouho, až se všechny složky úplně rozpustí, aby se získal viskózní, bezbarvý roztok. Po ochlazení na 30 °C se nechá polymerní roztok odkapat stříkačkou na polypropylenovou desku za působení tlaku. Odkapání je přitom prováděno poklepáváním duté jehly na PP-desku rychlostí přibližně 1 až 2/s; velikost kapky činí v průměru asi 3 mm a na výšku asi 1 mm. Po nakapání se z kapkového povlaku vytvoří bílý voskovitý film. Potom se při pokojové teplotě odpaří 89 % hmotn. vody, gelové těleso zpětně nabobtná ve vodě nebo v prostředí solanky. Získaná gelová tělesa mají průměr 3 až 4 mm a výšku asi 200 až 400 pm.
fe.
• · • · • · • · ···· ♦
• · ···· £»·
Příklad 2
Po ochlazení suspenze polymeru (složení: 2 g PVA, 1,2 g PEG 1000 a 15,8 g vody) se k 20 g roztoku polymeru přidá 1 ml nitrifikační smíšené kultury (Nitrosomonas europaea a Nitrobacter winogradsky) a disperguje se, aby vznikl obsah biosušiny 0,06 % hmotn. Výroba gelového tělesa probíhá podle příkladu 1. Získaná gelová tělesa zpětně nabobtnají ve standardním prostředí minerální soli pro nitrifikační činidlo. Takto \ • · · vyrobené imobilizáty vykazují přímo po imobilizací počáteční aktivitu přibližně 70 % pro \ • · · vzorek Nitrosomonas a 100% pro vzorek Nitrobacter ve srovnání se stejným množ- ’* stvím samotného nitrifikačního činidla.
• · · ·
Při vložení nitrifikačního činidla do PVA-kryogelu při -20 °C je počáteční aktivita pro :
'-Φ:----vzorek Nitrosomonas asi 1 %, při -10 °C asi 25 % za nižší mechanické stability PVA···· hydrogelu.
Inkubace imobilizátu probíhá ve stejném prostředí při 30 °C. Pokud se 10 mg gelo- ····;. váho tělesa inkubuje ve 30 ml standardního prostředí minerální soli, tak se po 19 dnech dosáhne maximální rychlosti rozkladu amonia mezi 7 až 8 μιηοΙ NH4 +/(gKat*min).
Příklad 3
Ve 12,8 g H2O se rozpustí 1,6 g polyetylenglykolu (PEG 1000) a přidá se 1,6 g PVA a dále se postupuje jako v příkladu 1. Po ochlazení roztoku polymeru na 30 °C se v roztoku disperguje kultura striktně anaerobní bakterie Clostridium butyricum NRRL B-1024, která rostla přes noc v bezkyslíkaté atmosféře, glycerin konvertovaný na 1,3-propandiol (PD) (buněčný obsah v roztoku polymeru: 6 x 107 na ml). Výroba gelového tělesa probíhá podle příkladu 1. Potom se při pokojové teplotě odpaří 70 % hmotn. vody, imobilizát zpětně bobtná v prostředí minerální soli (20násobný přebytek). Inkubace buňkami naloženého gelového tělesa probíhá v témže prostředí (40násobný přebytek) při 30 °C. Aby byla biomasa dostatečně zásobována živinami, je prostředí ve fázi růstu několikrát vyměněno.
Pokud je do 40 mí prostředí minerální soli s 24,4 g L-1 glycerinu zavedeno 0,25 g takto získaného imobilizovaného biokatalyzátoru, zvýší se koncentrace 1,3-PD uvnitř za
3,25 hodin o 2,8 g L-1. To odpovídá aktivitě katalyzátoru 0,14 g 1,3-PD na g katalyzátoru a hodinu. Po odečtení aktivity dospělých buněk vychází velikost aktivity katalyzátoru 0,08 g 1,3-PD (gKat*hod).
• · -7 · ···· y·
Příklad 4
K 2 g PVAL a 1,2 g polyetylenglykolu (PEG 1000) se přidá 15,8 g vody a dále se postupuje jako v příkladu 1.
Po ochlazení suspenze polymeru na přibližně 30 až 37 °C se k 20 g roztoku polymeru přidá 1 ml definované suspenze spor houby Aspergillus terreus a disperguje se. í. *.
• · ·
Suspenze spor je zvolena tak, aby po 5 dnech růstu v růstovém prostředí poskytla ob- .· :
• · · sah sušiny 0,005 % hmotn.
• ·· ·
Potom se při pokojové teplotě odpaří 70 % hmotn. vody, imobilizát zpětně bobtná v prostředí minerální soli pro Aspergillus terreus (20násobný přebytek).
____·Inkubace imobilizátu probíhá v růstovém prostředí. K tvorbě kyseliny itakonové je φ*φι ·' · růstové prostředí vyměněno za produkční prostředí. *··<·’
Vyrobené imobilizáty vykazují přímo po imobilizaci počáteční aktivitu asi 60 % ve ;··*·· srovnání se stejným množstvím samotných buněk hub. Pokud se inkubuje 0,2 g gelového tělesa ve 100 ml produkčního prostředí s 60 g/l glukózy, tak se po 7denní produkci získá 35 mg kyseliny itakonové/(gKat*hod).
Příklad 5
Větší množství gelových těles se získají odkapáváním roztoku polymeru (složení podle příkladu 1) pomocí mnohatryskového systému na dopravníku. Kapky PVA se vysuší na principu pásové sušárny v sušicím tunelu na definovanou zbytkovou vlhkost a nakonec se shazovačem seberou do sběrné nádoby a tam zpětně bobtnají a promyjí se.
Příklad 6
Při výrobě podle příkladu 1 se polymerní roztok nevysuší, ale odlije se do prefabrikovaných pootevřených forem o vnitřním průměru 1 až 10 mm a o libovolné délce.
Po zpětném nabobtnání ve vodě lze dloužit pásy až na 3- až 4násobnou délku, aniž by se roztrhly. Prodloužení je nevratné. Takto zhotovený pás může být zatížen hmotností 500 g, aniž by se roztrhl.
Příklad 7
Pás připravený podle příkladu 6 je po skladování 14 dnů ve vodě z vodovodu popsán z hlediska mechaniky. Do tohoto okamžiku vykazuje pás šířku přibližně 8 mm a výšku přibližně 1 mm. Stupeň zbobtnání zohledňuje hmotnostní úbytek pásu po bobtnání a 14denním skladování ve vodě, vztahující se k celkové hmotnosti použitého roztoku polymeru před procesem sušení. Pásy vykazují elastické chování až do prodloužení při ··. *·
0 0 přetržení 40 %. .· ;
- Mechanická charakterizace vyrobeného pásu při různých stupních usušení pro složení ·.../ % hmotn. PVA a 6 % hmotn. PEG 1000:
Zbytkový obsah stupeň zpětného prodloužení při E-modul
vody po sušení [%] zbobtnání [%] přetržení [%] [N/mm2]
27 76 455 0,11
20 74 420 0,11
15 68 410 0,18
13 65 390 0,24
10 63 380 0,27
1 57 360 0,34
- Mechanická charakterizace pásu při stupni usušení 80 % hmotn. pro složení % hmotn. PVA a 8 % hmotn. PEG pro různé druhy PEG:
Druh PEG stupeň zpětného zbobtnání [%] prodloužení při přetržení [%] E-modul [N/mm2]
400 57 410 0,27
600 66 290 0,22
800 82 360 0,19
1000 84 420 0,11
1350 92 370 0,12
- Mechanické vlastnosti pásu z PVA-hydrogelu pro různé koncentrace PVA s příměsí
% hmotn. PEG 1000 při stupni vysušení (množství odpařené vody během procesu sušení) 80 % hmotn.:
PVAL [%j prodloužení při přetržení [%] E-modul [N/mm2]
8 350 0,09
10 420 0,11
12 420 0,17
14 460 0,19
16 440 0,25
- Mechanické vlastnosti pásů při stupni vysušení 80 % hmotn. pro složení 10 % hmotn.
PVA a 6 % hmotn. PEG 1000 pro různá prostředí zpětného bobtnání:
Prostředí zpětného bobtnání prodloužení při přetržení [%] E-modul [N/mm2]
voda z vodovodu 420 0,11
K2HP04(100 mmol/l) 410 0,17
K2SO4 (120 mmol/l) 530 0,15
CaCI2(120 mmol/l) . 360 0,10
KCI (175 mmol/l) 370 0,15
Příkiad 8
Gelové těleso se zhotoví podle příkladu 1 a zpětně zbobtná v deionizované vodě (5 μδ H2O). Stupeň zpětného zbobtnání gelového tělesa je stanoven přímo po pochodu zpětného bobtnání pro různé stupně vysušení. Při stupni zpětného zbobtnání 100 % hmotn. je hmotnost gelového tělesa před procesem sušení a po zpětném bobtnání stejná, jak lze poznat z přiložených výkresů.

Claims (25)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Způsob výroby biokatalyzátoru s biologicky aktivním materiálem ve formě mikroorganismů, enzymů, spor a/nebo buněk, který je vnesen do polyvinylalkoholového gelu, pomocí kroků:
a) použití vodného roztoku polyvinylalkoholu se stupněm hydrolýzy od > 98 % mol.
b) přidání aditiva, které se po přidání do vodného roztoku polyvinylalkoholu rozpustí a ·· · zakoncentrováním vytvoří oddělenou, jemně rozptýlenou fázi obsahující vodu *. ”, • · ·
c) přidání biologicky aktivního materiálu **
d) vysušení vodného roztoku do zbytkového obsahu vody maximálně 50 % hmotn. za • · · · účelem separování fází a s tím spojeného zgelovatění polyvinylalkoholu
--------------------------------------------------------------------------·—;--e) zpětné zbobtnání polyvinylalkoholu ve vodném prostředí.
• · · ·
2 a 4 mm, a o výšce mezi 0,1 a 1 mm, zejména mezi 0,2 a 0,4 mm. .
• · ·
2. Způsob podle nároku 1, V y Z n a Č U j í C í se t í m , Že roztok polyvinylalko- ·....· holu vykazuje koncentraci od 4 do 30 % hmotn., s výhodou 6 až 16 % hm. :.....
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je použito aditivum rozpustné ve vodě, jehož afinita k vodě je alespoň srovnatelná s afinitou polyvinylalkoholu k vodě.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, v y z n a Č u j í C í S e t í m , Že aditivum rozpustné ve vodě je vybráno ze skupiny sestávající z esteru celulózy, éteru celulózy, esteru škrobu, éteru škrobu, polyalkylenglykoléteru, polyalkylenglykolu, alkanolu s dlouhým řetězcem (n > 8), esteru cukru, éteru cukru.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že jako aditivum rozpustné ve vodě je použit polyetylenglykol.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že aditivum rozpustné ve vodě je použito v koncentraci 4 až 20 % hmotn., s výhodou 6 až 10% hmotn.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í S e t í m , Že sušení vodného roztoku je provedeno do zbytkového obsahu vody alespoň 10% hmotn.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, Že sušení vodného roztoku je provedeno do zbytkové vlhkosti 10 až 30 % hmotn.
9 9 99
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že sušení proběhne po nakapání roztoku na tvrdou podložku.
• ·
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se t í m , že sušení proběhne po nalití roztoku do licí formy.
11. Způsob podle nároku 9 nebo 10, v y z n a Č u j í c í se t í m , že nakapání nebo nalití je provedeno tak, že je vytvořeno gelové těleso o průměru, který je alespoň tak velký jako je dvojnásobek výšky gelového tělesa.
12. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, Že nakapání nebo nalití β 9 je provedeno tak, že je vytvořeno gelové těleso o průměru > 1 mm, zejména mezi ·*·..*
13. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, v y Z n a Č U j í C í S e t í m , že sušení proběhne po odlití roztoku do podlouhlého předlitku. —·· • ·
T4rZpůsob podle některého z nároků Ί až 13; v-y-zn-a Čující—se—ti m/y že sušení vodného roztoku proběhne po odlití na podkladový materiál.
..14- ·.
15. Způsob podle některého z nároků 1 až 14, v y z n a Č u j í c í S e t í m , že zpětné bobtnání proběhne ve vodě z vodovodu.
16. Způsob podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že bobtnání proběhne v roztoku soli.
17. Způsob podle nároku 16, v y z n a Č u j í C í se t í m , že jako roztok soli je použit živný roztok pro biologicky aktivní materiál.
18. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že je použit roztok soli obsahující vícemocné anionty.
19. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 18, vyznačující se t í m , že sušení proběhne zcela opadáním vytvořených kapek v opadávací věži.
20. Mechanicky vysoce stabilní gelové těleso z polyvinylalkoholu vytvořené způsobem podle některého z nároků 1 až 19.
21. Biokatalyzátor podle nároku 20, v y z n a Č U j í C í se t í m , že je vytvořen v čočkovité formě, u níž je průměr podstatně větší než výška.
22. Biokatalyzátor podle nároku 20 nebo 21, vyznačující se tím, že je opatřeno magnetickou přísadou.
23. Způsob výroby produktu vzniklého reakcí s katalyzátorem podle jednoho z nároků 20 až 22.
24. Způsob podle nároku 23, v y Z n a Č U j í C í se t í m , že je vyroben 1,3-propandiol.
·· ···· >2
25. Způsob podle nároku 24, v y z n a Č u j í c í se itakonová.
CZ20004603A 1998-06-20 1999-03-30 Způsob výroby biokatalyzátoru a biokatalyzátor připravený tímto způsobem CZ294179B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19827552A DE19827552C1 (de) 1998-06-20 1998-06-20 Verfahren zur Herstellung eines Gels aus Polyvinylalkohol und nach dem Verfahren hergestelltes mechanisch hochstabiles Gel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20004603A3 true CZ20004603A3 (cs) 2001-10-17
CZ294179B6 CZ294179B6 (cs) 2004-10-13

Family

ID=7871521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20004603A CZ294179B6 (cs) 1998-06-20 1999-03-30 Způsob výroby biokatalyzátoru a biokatalyzátor připravený tímto způsobem

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP1091996B1 (cs)
JP (1) JP2002518570A (cs)
KR (1) KR20010053046A (cs)
AT (1) ATE285433T1 (cs)
AU (1) AU746982B2 (cs)
BG (1) BG64957B1 (cs)
BR (1) BR9911393A (cs)
CA (1) CA2334661A1 (cs)
CZ (1) CZ294179B6 (cs)
DE (2) DE19827552C1 (cs)
DK (1) DK1091996T3 (cs)
ES (1) ES2230856T3 (cs)
HU (1) HU227366B1 (cs)
IL (1) IL140337A (cs)
MX (1) MX229185B (cs)
PL (1) PL194759B1 (cs)
SK (1) SK284467B6 (cs)
WO (1) WO1999067320A1 (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080477A2 (en) * 2004-02-04 2005-09-01 Cambridge Polymer Group, Inc. Systems and methods for controlling and forming polymer gels
EP1996156B1 (en) * 2006-03-13 2016-12-07 Lentikat'S, A.S. A device for industrial production of biocatalysts in the form of enzymes or microorganisms immobilized in polyvinyl alcohol gel
US7731988B2 (en) * 2007-08-03 2010-06-08 Zimmer, Inc. Multi-polymer hydrogels
EP2764931A4 (en) * 2011-10-07 2015-07-01 Iga Bio Res Co Ltd Method and apparatus for decomposing biological substance
JP6380003B2 (ja) * 2014-10-29 2018-08-29 Jnc株式会社 微生物培養器材及び微生物検出法
DE102016007662A1 (de) 2015-11-27 2017-06-01 Instraction Gmbh Filterkartusche zum Reinigen von Wasser
CN105315589A (zh) * 2015-12-01 2016-02-10 惠安华晨贸易有限公司 一种用于制造垃圾袋的塑料制作工艺
US11753605B2 (en) 2016-11-01 2023-09-12 Novozymes A/S Multi-core granules
DE102019105019B4 (de) 2019-02-27 2022-08-25 Ostthüringische Materialprüfgesellschaft Für Textil Und Kunststoffe Mbh Verwendung einer flüssigen Formulierung zur Bildung von elastischen, stabilen, bioabbaubaren Polymerfilmen
NL2024726B1 (en) 2020-01-22 2021-09-09 Biomosae B V Enzymatic crop protection and process for preparing biological crop protection composition
KR102864804B1 (ko) * 2020-09-15 2025-09-25 주식회사 엘지화학 세포 배양용 마이크로-캐리어 및 그 제조방법
US20230034857A1 (en) * 2020-09-15 2023-02-02 Lg Chem, Ltd. Microcarrier for cell culture and method for preparing the same
CN113214584B (zh) * 2021-05-07 2023-03-28 珠海鹏鲲生物医药科技有限公司 一种复合水凝胶及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03161046A (ja) * 1989-11-20 1991-07-11 Terumo Corp 高含水高分子ブレンドヒドロゲルおよびその製造方法
JP3055963B2 (ja) * 1991-04-18 2000-06-26 株式会社クラレ 生体触媒固定化成形物用高分子ゲル
JP3165734B2 (ja) * 1992-05-19 2001-05-14 テルモ株式会社 新規な高吸水形状記憶材料
DE4327923C2 (de) * 1993-08-19 1997-01-09 Arbo Medizin Technologie Gmbh Gel aus Polyvinylalkohol und Verfahren zu seiner Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
PL194759B1 (pl) 2007-07-31
JP2002518570A (ja) 2002-06-25
EP1091996A1 (de) 2001-04-18
AU746982B2 (en) 2002-05-09
BG105133A (en) 2001-09-28
BR9911393A (pt) 2001-03-20
MX229185B (en) 2005-07-15
HU227366B1 (hu) 2011-04-28
ES2230856T3 (es) 2005-05-01
IL140337A (en) 2005-08-31
DE59911335D1 (de) 2005-01-27
SK19422000A3 (sk) 2001-07-10
AU3926199A (en) 2000-01-10
IL140337A0 (en) 2002-02-10
DE19827552C1 (de) 2000-03-02
KR20010053046A (ko) 2001-06-25
PL344595A1 (en) 2001-11-05
HUP0102098A3 (en) 2002-06-28
CZ294179B6 (cs) 2004-10-13
HUP0102098A2 (hu) 2001-10-28
ATE285433T1 (de) 2005-01-15
SK284467B6 (sk) 2005-04-01
BG64957B1 (bg) 2006-10-31
DK1091996T3 (da) 2005-01-24
HK1032410A1 (en) 2001-07-20
EP1091996B1 (de) 2004-12-22
CA2334661A1 (en) 1999-12-29
WO1999067320A1 (de) 1999-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lozinsky et al. Poly (vinyl alcohol) cryogels employed as matrices for cell immobilization. 3. Overview of recent research and developments
CZ20004603A3 (cs) Způsob výroby polyvinylalkoholového gelu a mechanicky vysoce stabilní gel připravený tímto způsobem
US6514522B2 (en) Polymer constructs
Lozinsky et al. Swelling behavior of poly (vinyl alcohol) cryogels employed as matrices for cell immobilization
Cho et al. Time-dependent alginate/polyvinyl alcohol hydrogels as injectable cell carriers
KR860001595A (ko) 흡수성 활성 화합물 데포우의 제조방법
MXPA00012227A (es) Procedimiento para la fabricacion de un gel de alcohol polivinilico y gel altamente estable mecanicamente, producido de acuerdo con el procedimiento
DE2407961B2 (de) Enzymatisch aktive membran, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
IL150042A (en) Cytosene particles with large constituents, a method for their preparation and use in a method for producing living cells or plant cells
Chen et al. Waterborne coatings encapsulating living nitrifying bacteria for wastewater treatment
CN113614177A (zh) 蛋白质水凝胶、其制备方法和用途
Alkan et al. Immobilization of invertase in conducting thiophene-capped poly (methylmethacrylate)/polypyrrole matrices
JP2710816B2 (ja) 生体触媒固定化ポリビニルアルコールゲル状繊維及びその製造法
DD294729A5 (de) Verfahren zur herstellung von immobilisaten mit biologisch aktiven, makromolekularen verbindungen
Vert et al. The complexity of the biodegradation of poly (2-hydroxy acid)-type aliphatic polyesters
Pulat Preparation of gelatin and chitosan hydrogels beads
Pulat The Preparatıon of Gelatin Coated Sodium Alginate Hydrogels
JP2710815B2 (ja) ゲル基材
KR20240053421A (ko) 미생물 고정화 담체의 제조방법, 미생물 고정화 담체 및 이를 이용한 미생물 발효방법 및 바이오플라스틱 합성용 단량체의 제조방법
JP2002138162A (ja) 生分解性保水ゲル及びその使用方法
JPH03146128A (ja) 生体触媒固定化ゲル
Wang et al. Mass transfer characteristics of glutaraldehyde-crosslinked and epoxy-crosslinked collagen films
HK1032410B (en) Process for preparing a biocatalyst with a polyvinyl alcohol gel and biocatalyst produced by this process
Jovanovic-Malinovska et al. The use of poly (ethylene oxide) hydrogels as immobilization matrices for yeast cells
JPS645251B2 (cs)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20180330