روند تولید متیل سلولز چیست؟

متیل سلولز (MC) یک ترکیب پلیمری محلول در آب است که به طور گسترده در مواد غذایی ، دارو ، مواد شیمیایی روزانه ، ساخت و ساز و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند تولید آن شامل چندین مرحله است که عمدتاً شامل استخراج سلولز ، واکنش اصلاح ، خشک کردن و خرد شدن است.

1. استخراج سلولز
ماده اولیه اصلی متیل سلولز سلولز طبیعی است که معمولاً از خمیر چوب یا پنبه حاصل می شود. اول ، چوب یا پنبه برای از بین بردن ناخالصی ها (مانند لیگنین ، رزین ، پروتئین و غیره) برای به دست آوردن سلولز خالص در معرض یک سری پیش درمانی قرار می گیرد. روشهای پیش درمانی متداول شامل روش اسید پایه و روش آنزیمی است. در روش اسید پایه ، خمیر چوب یا پنبه با هیدروکسید سدیم (NaOH) یا سایر محلول های قلیایی برای حل لیگنین و سایر ناخالصی ها درمان می شود و از این طریق سلولز را استخراج می کند.

2. واکنش اتریکاسیون سلولز
در مرحله بعد ، یک واکنش متیلاسیون (واکنش اتریکاسیون) برای تهیه متیل سلولز انجام می شود. مرحله اصلی واکنش اتریکاسیون ، واکنش به سلولز با یک ماده متیلاسیون (معمولاً متیل کلرید ، متیل یدید و غیره) برای به دست آوردن متیل سلولز است. عملیات خاص به شرح زیر است:

انتخاب حلال واکنش: حلالهای قطبی (مانند آب ، اتانول یا یک حلال مخلوط آب و الکل) معمولاً به عنوان محیط واکنش استفاده می شوند و کاتالیزورها (مانند هیدروکسید سدیم) برای بهبود راندمان واکنش اضافه می شوند.
شرایط واکنش: واکنش در دمای و فشار معینی انجام می شود و دمای واکنش معمول 50-70 درجه سانتیگراد است. در طی واکنش ، متیل کلرید با گروه هیدروکسیل (-OH) در مولکول سلولز واکنش نشان می دهد تا آن را به متیل سلولز تبدیل کند.
کنترل واکنش: واکنش متیلاسیون نیاز به کنترل دقیق زمان و دما دارد. زمان واکنش بیش از حد طولانی یا دمای بیش از حد زیاد ممکن است باعث تجزیه سلولز شود ، در حالی که دمای بیش از حد یا واکنش ناقص ممکن است منجر به متیلاسیون کافی شود و بر عملکرد متیل سلولز تأثیر می گذارد.

3. خنثی سازی و تمیز کردن
پس از اتمام واکنش ، معرفهای متیلاسیون بدون واکنش و کاتالیزورها ممکن است در محصول متیل سلولز باقی بمانند ، که نیاز به خنثی و تمیز شدن دارد. فرآیند خنثی سازی معمولاً از یک محلول اسیدی (مانند محلول اسید استیک) برای خنثی کردن مواد قلیایی در محصول واکنش استفاده می کند. فرآیند تمیز کردن از مقدار زیادی آب یا الکل برای از بین بردن حلالها ، مواد شیمیایی بدون واکنش و فرآورده های جانبی پس از واکنش استفاده می کند تا از خلوص محصول نهایی اطمینان حاصل شود.

4. خشک کردن و خرد کردن
پس از شستشو ، متیل سلولز معمولاً در حالت خمیر یا ژل قرار دارد ، بنابراین برای به دست آوردن یک محصول پودری باید خشک شود. روش های زیادی برای خشک شدن وجود دارد ، و موارد متداول شامل خشک کردن اسپری ، خشک شدن یخ و خشک شدن خلاء است. در طی فرآیند خشک کردن ، دما و رطوبت باید به شدت کنترل شود تا از تجزیه ناشی از دمای بالا یا آسیب به خواص ژل جلوگیری شود.

پس از خشک شدن ، متیل سلولز به دست آمده برای دستیابی به اندازه ذرات مورد نیاز باید خرد شود. فرآیند خرد کردن معمولاً توسط آسیاب جت هوا یا فرز مکانیکی انجام می شود. با کنترل اندازه ذرات ، میزان انحلال و خصوصیات ویسکوزیته متیل سلولز قابل تنظیم است.

5. بازرسی و بسته بندی محصول نهایی
پس از خرد کردن ، متیل سلولز باید تحت کنترل دقیق کیفیت قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که از مشخصات فنی برخوردار است. موارد بازرسی مشترک عبارتند از:

رطوبت: رطوبت بیش از حد زیاد متیل سلولز بر پایداری و ذخیره آن تأثیر می گذارد.
توزیع اندازه ذرات: اندازه و توزیع ذرات بر حلالیت متیل سلولز تأثیر می گذارد.
درجه متیلاسیون: درجه متیلاسیون یک شاخص اصلی برای ارزیابی کیفیت متیل سلولز است و بر حلالیت و عملکرد کاربرد آن تأثیر می گذارد.
حلالیت و ویسکوزیته: حلالیت و ویسکوزیته متیل سلولز پارامترهای مهمی در کاربرد آن است ، به خصوص در زمینه غذا و پزشکی.
پس از گذشت بازرسی ، این محصول مطابق با نیازهای مختلف ، معمولاً در کیسه های پلاستیکی یا کیسه های کاغذی بسته بندی می شود و با شماره دسته تولید ، مشخصات ، تاریخ تولید و سایر اطلاعات مشخص می شود.

6. حفاظت از محیط زیست و ایمنی
در طی فرآیند تولید متیل سلولز ، اقدامات مناسب برای حفاظت از محیط زیست باید انجام شود ، به خصوص برای مواد شیمیایی و حلالهایی که در فرآیند واکنش مورد استفاده قرار می گیرند. پس از واکنش ، برای جلوگیری از آلاینده محیط ، باید مایع زباله و زباله را تصفیه کنید. علاوه بر این ، معرفهای شیمیایی در فرآیند تولید باید مطابق با روشهای عملیاتی ایمنی برای اطمینان از ایمنی کارگران به شدت انجام شود.

فرآیند تولید متیل سلولز به طور عمده شامل استخراج سلولز ، واکنش متیلاسیون ، شستشو و خنثی سازی ، خشک شدن و خرد شدن است. هر لینک تأثیر مهمی بر کیفیت محصول نهایی دارد ، بنابراین کنترل و نظارت در فرآیند تولید بسیار مهم است. از طریق این مراحل فرآیند ، متیل سلولز که نیازهای مختلف کاربردی را برآورده می کند می تواند تولید شود.