Raziskovalci Laboratorija za vodne in turbinske stroje (LVTS) so skupaj z raziskovalci Odseka za polimerno kemijo in tehnologijo Kemijskega inštituta (KI) razgradili hidroksipropilmetil celulozo s pomočjo akustične in hidrodinamske kavitacije. Rezultate študije so objavili v reviji Ultrasonics Sonochemistry (IF=8.7).
Ob kolapsu kavitacijskega mehurčka se v zelo omejeno časovno in prostorsko območje sprosti energija, ki povzroči mehanske in kemijske fenomene, povezane s kavitacijo. Ti fenomeni lahko med drugim povzročijo cepitev glikozidnih vezi in posledično razgradnjo polisaharidov. Raziskovalci so v študiji primerjali učinkovitost razgradnje polisaharida (hidroksipropilmetil celuloze) z dvema tipoma kavitacije: a) akustično kavitacijo, kjer je kavitacija posledica akustičnega zvočnega valovanja in b) hidrodinamsko kavitacijo, kjer je kavitacija posledica lokalno povečane hitrosti tekočine.
Slika 1: Izgled kavitacije: AC1 – akustična kavitacija brez dodanega polimera, AC2 – akustična kavitacija z dodanim polimerom, HC1 – hidrodinamska kavitacija brez dodanega polimera, HC2 – hidrodinamska kavitacija z dodanim polimerom.
Metode obdelave polisaharidov, ki ob manjšanju molske mase omogočajo tudi zmanjševanje disperznosti, so dolgotrajne in lahko trajajo tudi do 24 ur. Raziskovalci so v študiji z uporabo kavitacije in dodatka oksidanta v 30 minutah zmanjšali povprečno molsko maso polisaharida za 98,8 % ob hkratnem zmanjševanju disperznosti.
Rezultati študije ponovno potrjujejo, da bi lahko za cepitev glikozidnih vezi v polisaharidih kot alternativo kemijskim in encimskim metodam uporabili kavitacijsko obdelavo. Pridobljeno znanje lahko služi kot osnova za razgradnjo drugih naravnih polisaharidov, kot sta hialuronska kislina in hitozan.