¿Cómo se fabrica HPMC en polvo?

HPMC es un éter de celulosa muy popular que desempeña un papel importante en los campos de la construcción, productos farmacéuticos, productos químicos de uso diario, alimentos, etc. ¿Cómo se fabrica el polvo HPMC? Los pasos básicos son: preparación de la materia prima, tratamiento con álcali, eterificación, metilación, hidroxipropilación, y purificación y secado.

Preparación de la materia prima

La producción de polvo de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) comienza con la celulosa como material de base. Las fuentes más comunes son la pulpa de madera y los linters de algodón. La pulpa de madera, al ser rentable, se procesa primero para eliminar la lignina y otros componentes no celulósicos. Los linters de algodón, al tener un alto contenido en celulosa, al utilizar algodón refinado como materia prima para producir HPMC la viscosidad será mayor.

Tratamiento alcalino

La celulosa seleccionada se trata con un álcali, normalmente hidróxido de sodio (NaOH). Este tratamiento tiene dos objetivos principales. En primer lugar, hace que las fibras de celulosa se hinchen. Cuando la celulosa absorbe la solución alcalina, se rompen los enlaces de hidrógeno internos de la estructura de la celulosa. Este hinchamiento físico permite una mejor penetración de los reactivos posteriores. En segundo lugar, activa químicamente la celulosa. Los grupos hidroxilo (-OH) de la celulosa se vuelven más reactivos, lo que es crucial para la siguiente fase del proceso.

Eterificación

La eterificación es el paso central en la fabricación de HPMC. Se utilizan dos reactivos clave: cloruro de metilo (CH₃Cl) y óxido de propileno (C₃H₆O).

Metilación

El cloruro de metilo reacciona con la celulosa activada en una reacción de sustitución nucleofílica. El átomo de cloro del cloruro de metilo se sustituye por un grupo metilo (-CH₃) en los grupos hidroxilo de la celulosa. Este paso de metilación influye en la solubilidad y la naturaleza hidrófoba del producto final.

Hidroxipropilación

El óxido de propileno reacciona con los grupos hidroxilo restantes de la celulosa. El anillo epóxido del óxido de propileno se abre y un grupo hidroxipropilo (-CH₂CH(OH)CH₃) se une a la celulosa. Esto confiere a la HPMC solubilidad en agua y otras propiedades útiles. La reacción se produce en un recipiente de reacción, donde la temperatura suele mantenerse entre 50 y 100°C y la presión se ajusta en función de los requisitos de la reacción. El tiempo de reacción es de varias horas para garantizar una sustitución adecuada.

Purificación y secado

Tras la reacción de eterificación, la mezcla contiene sustancias químicas que no han reaccionado, subproductos y sales junto con la HPMC bruta. Se lava con agua o un disolvente adecuado para eliminar estas impurezas y luego se neutraliza. La HPMC lavada se separa de la fase líquida, por ejemplo, por filtración o centrifugación. Por último, se seca, a menudo mediante secado por pulverización. En el secado por pulverización, la HPMC húmeda se convierte en pequeñas gotas y se seca con aire caliente, obteniéndose un polvo fino con un tamaño de partícula uniforme.

Resumen

La producción y fabricación de HPMC requiere ciertas condiciones. Los pequeños talleres que cuentan con los equipos pertinentes también pueden producirlo, pero la calidad no puede garantizarse. Para encontrar polvo HPMC de alta calidad, sigue siendo necesario el apoyo de fabricantes habituales de HPMC!