హైడ్రాక్సిథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీ

హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ (హెచ్‌ఇసి) అనేది సెల్యులోజ్ నుండి తీసుకోబడిన నాన్-అయానిక్, నీటిలో కరిగే పాలిమర్, ఇది మొక్కల కణ గోడలలో కనిపించే సహజ పాలిమర్. అద్భుతమైన గట్టిపడటం, చలనచిత్ర-ఏర్పడటం మరియు భూగర్భ లక్షణాల కారణంగా ce షధాలు, సౌందర్య సాధనాలు, పెయింట్స్ మరియు సంసంజనాలతో సహా వివిధ పరిశ్రమలలో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీలో ఆల్కలీన్ పరిస్థితులలో ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ తో సెల్యులోజ్ యొక్క ఎథెరాఫికేషన్ ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియను అనేక కీలక దశలుగా విభజించవచ్చు: సెల్యులోజ్ శుద్దీకరణ, ఆల్కలలైజేషన్, ఎథరిఫికేషన్, న్యూట్రలైజేషన్, వాషింగ్ మరియు ఎండబెట్టడం.

1. సెల్యులోజ్ శుద్దీకరణ
హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీలో మొదటి దశ సెల్యులోజ్ యొక్క శుద్దీకరణ, సాధారణంగా కలప గుజ్జు లేదా పత్తి లైన్టర్ల నుండి తీసుకోబడుతుంది. ముడి సెల్యులోజ్ లిగ్నిన్, హెమిసెల్యులోజ్ మరియు ఇతర ఎక్స్‌ట్రాక్టివ్‌ల వంటి మలినాలను కలిగి ఉంది, ఇవి రసాయన సవరణకు అనువైన అధిక-ప్యూరిటీ సెల్యులోజ్ పొందటానికి తొలగించబడాలి.

పాల్గొన్న దశలు:

మెకానికల్ ప్రాసెసింగ్: ముడి సెల్యులోజ్ దాని పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి మరియు దాని ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచడానికి యాంత్రికంగా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది, ఇది తదుపరి రసాయన చికిత్సలను సులభతరం చేస్తుంది.
రసాయన చికిత్స: సెల్యులోజ్‌ను లిగ్నిన్ మరియు హెమిసెల్యులోజ్లను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NAOH) మరియు సోడియం సల్ఫైట్ (NA2SO3) వంటి రసాయనాలతో చికిత్స చేస్తారు, తరువాత అవశేష మలినాలను తొలగించడానికి మరియు తెలుపు, ఫైబర్‌ల సెల్లలోజ్ పొందటానికి కడగడం మరియు బ్లీచింగ్ చేయడం.

2. ఆల్కలైజేషన్
శుద్ధి చేసిన సెల్యులోజ్ అప్పుడు ఎథరిఫికేషన్ ప్రతిచర్య కోసం సక్రియం చేయడానికి ఆల్కలైజ్ చేయబడుతుంది. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క సజల ద్రావణంతో సెల్యులోజ్‌ను చికిత్స చేయడం ఇందులో ఉంటుంది.

ప్రతిచర్య
సెల్యులోజ్+NaOH → ఆల్కలీ సెల్యులోజ్

విధానం:

సెల్యులోజ్ నీటిలో నిలిపివేయబడుతుంది మరియు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణం జోడించబడుతుంది. NaOH యొక్క ఏకాగ్రత సాధారణంగా 10-30%నుండి ఉంటుంది, మరియు ప్రతిచర్య 20-40 between C మధ్య ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరుగుతుంది.
ఆల్కలీ యొక్క ఏకరీతి శోషణను నిర్ధారించడానికి ఈ మిశ్రమం కదిలించబడుతుంది, ఇది ఆల్కలీ సెల్యులోజ్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. ఈ ఇంటర్మీడియట్ ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ వైపు మరింత రియాక్టివ్‌గా ఉంటుంది, ఇది ఎథరిఫికేషన్ ప్రక్రియను సులభతరం చేస్తుంది.

3. ఎథరిఫికేషన్
హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీలో కీలక దశ ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్‌తో క్షార సెల్యులోజ్ యొక్క ఎథెరాఫికేషన్. ఈ ప్రతిచర్య హైడ్రాక్సీథైల్ సమూహాలను (-ch2ch2oh) ను సెల్యులోజ్ వెన్నెముకలోకి పరిచయం చేస్తుంది, ఇది నీటిలో కరిగేదిగా చేస్తుంది.

ప్రతిచర్య
క్షార సెల్యులోజ్+ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ → హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్+NAOH

విధానం:

బ్యాచ్ లేదా నిరంతర ప్రక్రియలో ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ ఆల్కలీ సెల్యులోజ్‌కు జోడించబడుతుంది. ప్రతిచర్య సాధారణంగా ఆటోక్లేవ్ లేదా ప్రెజర్ రియాక్టర్‌లో నిర్వహించబడుతుంది.
హైడ్రాక్సీథైల్ సమూహాల యొక్క సరైన ప్రత్యామ్నాయాన్ని నిర్ధారించడానికి ఉష్ణోగ్రత (50-100 ° C) మరియు పీడనం (1-5 atm) తో సహా ప్రతిచర్య పరిస్థితులు జాగ్రత్తగా నియంత్రించబడతాయి. ప్రత్యామ్నాయం (DS) మరియు మోలార్ ప్రత్యామ్నాయం (MS) యొక్క డిగ్రీ తుది ఉత్పత్తి యొక్క లక్షణాలను ప్రభావితం చేసే క్లిష్టమైన పారామితులు.

4. తటస్థీకరణ
ఎథరిఫికేషన్ ప్రతిచర్య తరువాత, ఈ మిశ్రమంలో హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ మరియు అవశేష సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ఉన్నాయి. తరువాతి దశ తటస్థీకరణ, ఇక్కడ అదనపు క్షార, సాధారణంగా ఎసిటిక్ ఆమ్లం (CH3COOH) లేదా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCL) ఉపయోగించి తటస్థీకరించబడుతుంది.

ప్రతిచర్య: NaOH+HCL → NaCl+H2O

విధానం:

అధిక వేడిని నివారించడానికి మరియు హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క క్షీణతను నివారించడానికి నియంత్రిత పరిస్థితులలో ఆమ్లం నెమ్మదిగా ప్రతిచర్య మిశ్రమానికి జోడించబడుతుంది.
తటస్థీకరించిన మిశ్రమం పిహెచ్ సర్దుబాటుకు లోబడి ఉంటుంది, అది కావలసిన పరిధిలో, సాధారణంగా తటస్థ పిహెచ్ (6-8) చుట్టూ ఉంటుంది.
5. వాషింగ్
తటస్థీకరణను అనుసరించి, లవణాలు మరియు ఇతర ఉప-ఉత్పత్తులను తొలగించడానికి ఉత్పత్తిని కడిగివేయబడాలి. స్వచ్ఛమైన హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ పొందటానికి ఈ దశ చాలా ముఖ్యమైనది.

విధానం:

ప్రతిచర్య మిశ్రమం నీటితో కరిగించబడుతుంది మరియు హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ వడపోత లేదా సెంట్రిఫ్యూగేషన్ ద్వారా వేరు చేయబడుతుంది.
వేరు చేయబడిన హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ అవశేష లవణాలు మరియు మలినాలను తొలగించడానికి డీయోనైజ్డ్ నీటితో పదేపదే కడుగుతారు. వాష్ వాటర్ ఒక నిర్దిష్ట వాహకతకు చేరుకునే వరకు వాషింగ్ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది, ఇది కరిగే మలినాలను తొలగించడాన్ని సూచిస్తుంది.
6. ఎండబెట్టడం
హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీలో చివరి దశ ఎండిపోతోంది. ఈ దశ అదనపు నీటిని తొలగిస్తుంది, వివిధ అనువర్తనాలకు అనువైన పొడి, పొడి ఉత్పత్తిని ఇస్తుంది.

విధానం:

కడిగిన హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ ఎండబెట్టడం ట్రేలలో వ్యాప్తి చెందుతుంది లేదా ఎండబెట్టడం సొరంగం ద్వారా తెలియజేస్తుంది. ఉష్ణ క్షీణతను నివారించడానికి ఎండబెట్టడం ఉష్ణోగ్రత జాగ్రత్తగా నియంత్రించబడుతుంది, సాధారణంగా 50-80 ° C నుండి ఉంటుంది.
ప్రత్యామ్నాయంగా, స్ప్రే ఎండబెట్టడం వేగంగా మరియు సమర్థవంతంగా ఎండబెట్టడానికి ఉపయోగించవచ్చు. స్ప్రే ఎండబెట్టడంలో, సజల హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణాన్ని చక్కటి బిందువులుగా అటామైజ్ చేసి వేడి గాలి ప్రవాహంలో ఎండబెట్టి, ఫలితంగా చక్కటి పొడి వస్తుంది.
ఎండిన ఉత్పత్తి అప్పుడు కావలసిన కణ పరిమాణానికి మిల్లింగ్ చేయబడుతుంది మరియు నిల్వ మరియు పంపిణీ కోసం ప్యాక్ చేయబడుతుంది.
నాణ్యత నియంత్రణ మరియు అనువర్తనాలు
తయారీ ప్రక్రియ అంతటా, హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క స్థిరత్వం మరియు నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి కఠినమైన నాణ్యత నియంత్రణ చర్యలు అమలు చేయబడతాయి. స్నిగ్ధత, ప్రత్యామ్నాయ డిగ్రీ, తేమ మరియు కణ పరిమాణం వంటి కీ పారామితులు క్రమం తప్పకుండా పర్యవేక్షించబడతాయి.

అనువర్తనాలు:

ఫార్మాస్యూటికల్స్: టాబ్లెట్లు, సస్పెన్షన్లు మరియు లేపనాలు వంటి సూత్రీకరణలలో గట్టిపడే ఏజెంట్, బైండర్ మరియు స్టెబిలైజర్‌గా ఉపయోగిస్తారు.
సౌందర్య సాధనాలు: క్రీములు, లోషన్లు మరియు షాంపూలు వంటి ఉత్పత్తులకు స్నిగ్ధత మరియు ఆకృతిని అందిస్తుంది.
పెయింట్స్ మరియు పూతలు: గట్టిపడటం మరియు రియాలజీ మాడిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది, అప్లికేషన్ లక్షణాలు మరియు పెయింట్స్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
ఆహార పరిశ్రమ: వివిధ ఆహార ఉత్పత్తులలో గట్టిపడటం, స్టెబిలైజర్ మరియు ఎమల్సిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది.

హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీలో హైడ్రాక్సీథైల్ సమూహాలను పరిచయం చేయడానికి సెల్యులోజ్‌ను సవరించడానికి ఉద్దేశించిన బాగా నిర్వచించబడిన రసాయన మరియు యాంత్రిక ప్రక్రియల శ్రేణి ఉంటుంది. ప్రతి దశ, సెల్యులోజ్ శుద్దీకరణ నుండి ఎండబెట్టడం వరకు, తుది ఉత్పత్తి యొక్క నాణ్యత మరియు కార్యాచరణను నిర్ణయించడంలో చాలా ముఖ్యమైనది. హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క బహుముఖ లక్షణాలు అనేక పరిశ్రమలలో అమూల్యమైన పదార్ధంగా మారుస్తాయి, వివిధ అనువర్తనాల యొక్క నిర్దిష్ట అవసరాలను తీర్చడానికి ఖచ్చితమైన తయారీ పద్ధతుల యొక్క ప్రాముఖ్యతను హైలైట్ చేస్తాయి.