Preparation and Characterization of Microcrystalline Chitin from Crab Shell

게 껍질로부터 Microcrystalline Chitin 제조와 특성 규명

In spite of diverse applications of chitin derivatives, commercial use of chitin has been limited due to highly resistance to chemicals and the absense of proper solvents. One of methods to reduce such high resistance to chemicals is to make microcrystalline chitin(MCC) by hydrolysis of chitin. Presently, MCC is produced mainly by using high concentration of acid, but this treatment requires an extensive posttreatment to remove or recover acid. An alternative process for MCC production was developed by using dilute hydrochloric acid with ultrasound and hydrogen peroxide. The major parameters for this process were found to be acid concentration, swelling time and temperature, and irradiation time and frequency of ultrasound. The effects of these parameters on MCC molecular weight were investigated. The molecular weight of MCC produced at a typical condition was around 30,000 which was approximately 1/8 of that of chitin and approached to a constant value. This phenomenon was explained by introducing the model of molecular arrangement of cellulose. SEM analysis showed that both chitin and MCC had a fibrous shaped morphology and the fibril size of MCC was much smaller than that of chitin.

Chitin 유도체의 다양한 응용성에도 불구하고 chi­tin의 강한 내약품성과 적당한 용매부재로 산업적인 용도개발은 매우 부진한 실정 이다. 이와 같은 chitin 의 강한 내약품성을 완화시키는 방법의 하나는 chi­tin을 가수분해하여 MCC를 제조동}는 것이다. 기존의 MCC 제조공정은 주로 강산을 사용하는 공정이어서 사용한 산을 제거하거나 회수하기 위해 많은 후처리가 필요하다. 그래서 이를 대체할 수 있는 공정으로 초음파와 과산화수소를 붉은 엽산과 함께 사용하는 공정을 개발하였다. 이 공정의 주요변수로는 산농도, 팽윤시간 및 온도 그리고 초음파 조사시간 및 주파수이고 이들 변수가 분자량에 미치는 영향을 조사하였다. MCC의 분자량은 chitin 분자량 크기의 약 1/8인 30,000 정도였고, 어떤 일정한 크기에 접 근해 가는 것을 발견하였다. 이와 같은 현상은 cellu lose의 분자배열모델을 도입하여 해석하였다. Chitin 과 MCC 모두 섬유형태로 되어 었으며, MCC의 fi bril 크기는 chitin의 fibril 크기보다 훨씬 작음을 알 수 있었다.