Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) emäksinen upotustuotantomenetelmä (Immersion)

1. Mikä on emäksinen upotustuotantomenetelmä

Hydroksipropyylimetyyliselluloosan tuotantomenetelmä, emäksinen upotustuotantomenetelmä, tunnetaan myös nimellä askel askeleelta -menetelmä. Tämä tuotantomenetelmä syntyi Kiinassa 1980-luvulla. Hydroksipropyylimetyyliselluloosan raaka-aineena käytetään puhdistettua puuvillaa, ja joissakin paikoissa hydroksipropyylimetyyliselluloosan valmistukseen käytetään myös hartsia. Lisäksi hydroksipropyylimetyyliselluloosan koostumuksessa on metyyliä, propyleenioksidia ja metyylikloridia. Metyyliryhmän pitoisuus määrää jossain määrin selluloosaeetterin sakeuttavan vaikutuksen. Siksi nämä kolme ainetta ovat välttämättömiä raaka-aineita hydroksipropyylimetyyliselluloosan tuotantoprosessissa.

Emäksisessä upotustuotantomenetelmässä puhdistettu puuvilla- tai puumassa kyllästetään nestemäisellä kaustisella soodalla, puristetaan ylimääräisen emäksisen nesteen poistamiseksi, jolloin saadaan emäksistä selluloosaa, lisätään liuotin ja eetteröintiaine ja suoritetaan eetteröintireaktio tietyssä lämpötilassa ja paineessa. Halutun eetteröitymisasteen perusteella suoritetun reaktion päätteeksi lopputuote neutraloidaan, pestään, kuivataan, murskataan jne.

Emäksinen upotus tapahtuu seuraavasti:

Ensin murskaamaton, hilseilevä selluloosa lisätään yksinoikeudella käytettävään kyllästyskoneeseen. Alkalisointi voidaan suorittaa yli kuusinkertaisessa määrässä emäksistä nestettä. Ylimääräisen emäksisen nesteen poistamisen jälkeen selluloosa syötetään sitten pystysuoraan reaktoriin, jossa on voimakas sekoituslaite, ja dispergoidaan noin kahdeksankertaiseen tilavuuteen metyylikloridia. Tämän jälkeen lisätään tietty määrä propyleenioksidia, jotta kemiallinen reaktio voisi tapahtua. Reaktion päätyttyä reagoiva metyylikloridi, propyleenioksidi ja sivutuote dimetyylieetteri otetaan talteen. Lopputuote saadaan pesemällä kuumassa vedessä, kuivaamalla, murskaamalla ja seulomalla.

Tuotantomenetelmän vuokaavio on esitetty seuraavassa kuvassa:

2. Tärkeimmät laitteet, joita käytetään emäksisessä upotustuotantomenetelmässä:

3. Emäksisen upotustuotantomenetelmän tärkeimmät parametrit:

4. Emäksisen upotustuotantomenetelmän edut ja haitat

Emäksisellä upotustuotantomenetelmällä tuotettu HPMC on hyvin stabiili, koska se kestää koko 12 tunnin reaktion. Epäpuhtauksien määrä valmiissa tuotteessa on hyvin pieni. Näin ollen HPMC erittäin puhtaana voidaan saada.

Tuotantomenetelmä vaatii kuitenkin suuren määrän metyylikloridia dispergointiaineena, ja haluttu reaktiopaine on jopa 3,0 MPa. Reaktion päätyttyä on otettava talteen suuri määrä metyylikloridia ja dimetyylieetteriä. Raaka-aineen kulutus ja jäteveden kemiallisen hapenkulutuksen (COD) määrä ovat suuria. Tuotantomenetelmällä saadun lopputuotteen laatu on taattu. Lopputuotteen hinta on kuitenkin korkea, koska työvoima-, materiaali- ja aikakustannukset ovat korkeat.

Emäksisen liuotusmenetelmän käyttö vaatii ajoittaista toimintaa, eikä tuotteen laatu ole vakaa. Parannettu menetelmä on käyttää jatkuvaa alkalointia ja eetteröintiä, puhdistustekniikkaa. Seuraavassa artikkelissa melacoll esittelee sinulle toisen hydroksipropyylimetyyliselluloosan tuotantomenetelmän - nestemäisen faasin tuotantomenetelmä, joka tunnetaan myös nimellä lieteprosessi. Kerromme sinulle lyhyesti tämän tuotantomenetelmän prosessivirrasta sekä sen eduista ja haitoista.