กระบวนการผลิตของ methylcellulose คืออะไร?

Methylcellulose (MC) เป็นสารประกอบพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร, ยา, สารเคมีทุกวัน, การก่อสร้างและอุตสาหกรรมอื่น ๆ กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนส่วนใหญ่รวมถึงการสกัดเซลลูโลสปฏิกิริยาการปรับเปลี่ยนการอบแห้งและการบด

1. การสกัดเซลลูโลส
วัตถุดิบพื้นฐานของเมธิลเซลลูโลสเป็นเซลลูโลสธรรมชาติซึ่งมักจะได้มาจากเยื่อไม้หรือฝ้าย ก่อนอื่นไม้หรือฝ้ายจะต้องได้รับการปรับสภาพเพื่อกำจัดสิ่งสกปรก (เช่นลิกนินเรซิ่นโปรตีน ฯลฯ ) เพื่อให้ได้เซลลูโลสบริสุทธิ์ วิธีการปรับสภาพที่พบบ่อย ได้แก่ วิธีการเป็นกรดเบสและวิธีการของเอนไซม์ ในวิธีการเป็นกรดเบสไม้หรือเนื้อฝ้ายได้รับการรักษาด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือสารละลายอัลคาไลน์อื่น ๆ เพื่อละลายลิกนินและสิ่งสกปรกอื่น ๆ

2. ปฏิกิริยาอีเธอร์ฟิวชั่นของเซลลูโลส
ถัดไปจะมีการทำปฏิกิริยาเมทิลเลชั่น (ปฏิกิริยา eTherification) เพื่อเตรียมเมธิลเซลลูโลส ขั้นตอนหลักของปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟคือการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสกับเอเจนต์เมทิลเลต (โดยปกติแล้วเมธิลคลอไรด์เมทิลไอโอไดด์ ฯลฯ ) เพื่อให้ได้เมธิลเซลลูโลส การดำเนินการเฉพาะมีดังนี้:

ทางเลือกของตัวทำละลายปฏิกิริยา: ตัวทำละลายขั้วโลก (เช่นน้ำ, เอทานอลหรือตัวทำละลายผสมน้ำและแอลกอฮอล์) มักใช้เป็นสื่อปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์) บางครั้งก็ถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยา
เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยา: ปฏิกิริยาจะดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันที่แน่นอนและอุณหภูมิปฏิกิริยาปกติคือ 50-70 ° C ในระหว่างการทำปฏิกิริยาเมทิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ในโมเลกุลเซลลูโลสเพื่อแปลงเป็นเมทิลเซลลูโลส
การควบคุมปฏิกิริยา: ปฏิกิริยาเมทิลเลชั่นต้องการการควบคุมเวลาและอุณหภูมิที่แม่นยำ เวลาตอบสนองที่ยาวเกินไปหรืออุณหภูมิสูงเกินไปอาจทำให้เกิดการสลายตัวของเซลลูโลสในขณะที่อุณหภูมิต่ำเกินไปหรือปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์อาจนำไปสู่เมทิลเลชั่นไม่เพียงพอซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเมทิลเซลลูโลส

3. การวางตัวเป็นกลางและการทำความสะอาด
หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้นรีเอเจนต์เมทิลเลชั่นที่ไม่ทำปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาอาจยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์เมทิลเซลลูโลสซึ่งจะต้องมีการทำให้เป็นกลางและทำความสะอาด กระบวนการทำให้เป็นกลางมักใช้สารละลายที่เป็นกรด (เช่นสารละลายกรดอะซิติก) เพื่อทำให้สารอัลคาไลน์เป็นกลางในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา กระบวนการทำความสะอาดใช้น้ำหรือแอลกอฮอล์จำนวนมากเพื่อกำจัดตัวทำละลายสารเคมีที่ไม่ทำปฏิกิริยาและผลพลอยได้หลังจากปฏิกิริยาเพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

4. การอบแห้งและบดขยี้
หลังจากล้างแล้ว methylcellulose มักจะอยู่ในสถานะวางหรือเจลดังนั้นจึงต้องแห้งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ผง มีหลายวิธีในการแห้งและวิธีที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การอบแห้งสเปรย์การอบแห้งแช่แข็งและการอบแห้งสูญญากาศ ในระหว่างกระบวนการอบแห้งอุณหภูมิและความชื้นจะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงการสลายตัวที่เกิดจากอุณหภูมิสูงหรือความเสียหายต่อคุณสมบัติของเจล

หลังจากการอบแห้งเมทิลเซลลูโลสที่ได้รับจะต้องถูกบดเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการ กระบวนการบดมักจะเสร็จสิ้นโดยการกัดเจ็ตอากาศหรือการกัดเชิงกล โดยการควบคุมขนาดอนุภาคอัตราการละลายและลักษณะความหนืดของเมธิลเซลลูโลสสามารถปรับได้

5. การตรวจสอบและบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
หลังจากบดขยี้เมธิลเซลลูโลสจำเป็นต้องได้รับการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค รายการตรวจสอบทั่วไป ได้แก่ :

ปริมาณความชื้น: ปริมาณความชื้นสูงเกินไปของเมธิลเซลลูโลสจะส่งผลต่อความเสถียรและการจัดเก็บ
การกระจายขนาดอนุภาค: ขนาดและการกระจายของอนุภาคจะส่งผลต่อความสามารถในการละลายของเมธิลเซลลูโลส
ระดับของ methylation: ระดับของ methylation เป็นตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการประเมินคุณภาพของ methylcellulose ซึ่งมีผลต่อความสามารถในการละลายและประสิทธิภาพการใช้งาน
ความสามารถในการละลายและความหนืด: ความสามารถในการละลายและความหนืดของเมธิลเซลลูโลสเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านอาหารและการแพทย์
หลังจากผ่านการตรวจสอบผลิตภัณฑ์จะถูกบรรจุตามความต้องการที่แตกต่างกันโดยปกติจะอยู่ในถุงพลาสติกหรือถุงกระดาษและทำเครื่องหมายด้วยหมายเลขแบทช์การผลิตข้อมูลจำเพาะวันที่ผลิตและข้อมูลอื่น ๆ

6. การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
ในระหว่างกระบวนการผลิตเมทิลเซลลูโลสจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสารเคมีและตัวทำละลายที่ใช้ในกระบวนการปฏิกิริยา หลังจากปฏิกิริยาจะต้องได้รับการบำบัดของเหลวและก๊าซเสียเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้รีเอเจนต์เคมีในกระบวนการผลิตควรดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามขั้นตอนการดำเนินงานด้านความปลอดภัยเพื่อความปลอดภัยของคนงาน

กระบวนการผลิตของเมทิลเซลลูโลสส่วนใหญ่รวมถึงการสกัดเซลลูโลส, ปฏิกิริยาเมทิลเลชั่น, การซักและการวางตัวเป็นกลาง, การอบแห้งและการบด แต่ละลิงก์มีผลกระทบที่สำคัญต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายดังนั้นการควบคุมและการตรวจสอบในกระบวนการผลิตจึงมีความสำคัญมาก ผ่านขั้นตอนกระบวนการเหล่านี้เมทิลเซลลูโลสที่ตรงกับข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกันสามารถผลิตได้