હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા શું છે?

હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ (HEC) એ બિન-આયનીય સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જેનો વ્યાપકપણે બાંધકામ, કોટિંગ્સ, પેટ્રોલિયમ, દૈનિક રસાયણો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે. તે સારી જાડું થવું, સસ્પેન્શન, વિખેરવું, પ્રવાહીકરણ, ફિલ્મ-રચના, રક્ષણાત્મક કોલોઇડ અને અન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને તે એક મહત્વપૂર્ણ જાડું અને સ્ટેબિલાઇઝર છે.

1. કાચા માલની તૈયારી
હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝનો મુખ્ય કાચો માલ કુદરતી સેલ્યુલોઝ છે. સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે લાકડા, કપાસ અથવા અન્ય છોડમાંથી કાઢવામાં આવે છે. સેલ્યુલોઝની નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં સરળ છે, પરંતુ અંતિમ ઉત્પાદનની કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે તેને ઉચ્ચ શુદ્ધતાની જરૂર છે. આ કારણોસર, રાસાયણિક અથવા યાંત્રિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સેલ્યુલોઝની પૂર્વ-સારવાર માટે કરવામાં આવે છે, જેમાં ડિફેટિંગ, અશુદ્ધિ, બ્લીચિંગ અને અશુદ્ધિઓ અને બિન-સેલ્યુલોઝ ઘટકોને દૂર કરવાના અન્ય પગલાંનો સમાવેશ થાય છે.

2. આલ્કલાઈઝેશન સારવાર
આલ્કલાઈઝેશન ટ્રીટમેન્ટ એ હાઈડ્રોક્સીથાઈલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં એક મુખ્ય પગલું છે. આ પગલાનો હેતુ સેલ્યુલોઝ પરમાણુ સાંકળ પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ (-OH) ને સક્રિય કરવાનો છે જેથી અનુગામી ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવી શકાય. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) સોલ્યુશનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આલ્કલાઈઝિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે. વિશિષ્ટ પ્રક્રિયા છે: સેલ્યુલોઝને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન સાથે મિક્સ કરો જેથી તે આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં સેલ્યુલોઝને સંપૂર્ણપણે ફૂલી જાય અને વિખેરી નાખે. આ સમયે, સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓ પરના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો વધુ સક્રિય બને છે, જે અનુગામી ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા માટે તૈયારી કરે છે.

3. ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા
હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝના ઉત્પાદનમાં ઇથરફિકેશન પ્રતિક્રિયા એ મુખ્ય પગલું છે. આ પ્રક્રિયા આલ્કલાઇનાઇઝેશન ટ્રીટમેન્ટ પછી સેલ્યુલોઝમાં ઇથિલિન ઓક્સાઇડ (જેને ઇથિલિન ઓક્સાઇડ તરીકે પણ ઓળખાય છે)નો પરિચય કરાવવાનો છે અને સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇથાઇલ સેલ્યુલોઝ ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે બંધ રિએક્ટરમાં કરવામાં આવે છે, પ્રતિક્રિયા તાપમાન સામાન્ય રીતે 50-100 ° સે પર નિયંત્રિત થાય છે, અને પ્રતિક્રિયા સમય કેટલાક કલાકોથી દસ કલાકથી વધુ સુધીનો હોય છે. પ્રતિક્રિયાનું અંતિમ ઉત્પાદન આંશિક રીતે હાઇડ્રોક્સાઇથિલેટેડ સેલ્યુલોઝ ઈથર છે.

4. તટસ્થતા અને ધોવા
ઇથરિફિકેશન રિએક્શન પૂર્ણ થયા પછી, રિએક્ટન્ટ્સમાં સામાન્ય રીતે અપ્રક્રિયા ન કરાયેલ આલ્કલી અને પેટા-ઉત્પાદનોનો મોટો જથ્થો હોય છે. શુદ્ધ હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ ઉત્પાદન મેળવવા માટે, તટસ્થતા અને ધોવાની સારવાર હાથ ધરવામાં આવશ્યક છે. સામાન્ય રીતે, પાતળું એસિડ (જેમ કે પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ) પ્રતિક્રિયામાં શેષ આલ્કલીને નિષ્ક્રિય કરવા માટે વપરાય છે, અને પછી પાણીમાં દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ અને ઉપ-ઉત્પાદનોને દૂર કરવા માટે રિએક્ટન્ટ્સને મોટા પ્રમાણમાં પાણીથી વારંવાર ધોવામાં આવે છે. ધોવાઇ હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ ભીની ફિલ્ટર કેકના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં છે.

5. નિર્જલીકરણ અને સૂકવણી
ધોયા પછી ભીની કેકમાં પાણીનું પ્રમાણ વધુ હોય છે અને પાઉડર હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ ઉત્પાદન મેળવવા માટે તેને નિર્જલીકૃત અને સૂકવવાની જરૂર પડે છે. મોટા ભાગના પાણીને દૂર કરવા માટે નિર્જલીકરણ સામાન્ય રીતે વેક્યૂમ ફિલ્ટરેશન અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગલ સેપરેશન દ્વારા કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, ભીની કેકને સૂકવવા માટે સૂકવવાના સાધનોમાં મોકલવામાં આવે છે. સામાન્ય સૂકવવાના સાધનોમાં ડ્રમ ડ્રાયર્સ, ફ્લેશ ડ્રાયર્સ અને સ્પ્રે ડ્રાયર્સનો સમાવેશ થાય છે. સૂકવણીનું તાપમાન સામાન્ય રીતે 60-120 ℃ પર નિયંત્રિત થાય છે જેથી વધુ પડતા તાપમાનને ઉત્પાદનના વિકૃતીકરણ અથવા પ્રભાવમાં ઘટાડો થતો અટકાવી શકાય.

6. ગ્રાઇન્ડીંગ અને સ્ક્રીનીંગ
સૂકા હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે મોટા બ્લોક અથવા દાણાદાર સામગ્રી હોય છે. ઉપયોગને સરળ બનાવવા અને ઉત્પાદનની વિક્ષેપતાને સુધારવા માટે, તેને ગ્રાઉન્ડ અને સ્ક્રીનીંગ કરવાની જરૂર છે. ગ્રાઇન્ડીંગ સામાન્ય રીતે મિકેનિકલ ગ્રાઇન્ડરનો ઉપયોગ કરીને સામગ્રીના મોટા બ્લોક્સને બારીક પાવડરમાં ગ્રાઇન્ડ કરે છે. સ્ક્રિનિંગ એ બરછટ કણોને અલગ કરવા માટે છે જે બારીક પાવડરમાં જરૂરી કણોના કદ સુધી પહોંચતા નથી, જેથી અંતિમ ઉત્પાદનની એકસમાન સુંદરતા સુનિશ્ચિત કરી શકાય.

7. ઉત્પાદન પેકેજિંગ અને સંગ્રહ
ગ્રાઇન્ડીંગ અને સ્ક્રિનિંગ પછી હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ ઉત્પાદનમાં ચોક્કસ પ્રવાહીતા અને વિક્ષેપતા હોય છે, જે સીધી એપ્લિકેશન અથવા આગળની પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય છે. પરિવહન અને સંગ્રહ દરમિયાન ભેજ, દૂષણ અથવા ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે અંતિમ ઉત્પાદનને પેકેજ અને સંગ્રહિત કરવાની જરૂર છે. ભેજ-સાબિતી અને એન્ટી-ઓક્સિડેશન પેકેજિંગ સામગ્રી જેમ કે એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ બેગ અથવા મલ્ટી-લેયર કમ્પોઝિટ બેગ્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પેકેજિંગ માટે થાય છે. પેકેજિંગ પછી, ઉત્પાદનને ઠંડા અને શુષ્ક વાતાવરણમાં સંગ્રહિત કરવું જોઈએ, સીધો સૂર્યપ્રકાશ અને ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ ભેજની સ્થિતિને ટાળીને તેની સ્થિર કામગીરીની ખાતરી કરવી જોઈએ.

હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે કાચી સામગ્રીની તૈયારી, આલ્કલાઈઝેશન ટ્રીટમેન્ટ, ઈથરફિકેશન રિએક્શન, નિષ્ક્રિયકરણ અને ધોવા, ડિહાઈડ્રેશન અને સૂકવણી, ગ્રાઇન્ડીંગ અને સ્ક્રીનીંગ અને અંતિમ ઉત્પાદન પેકેજિંગ અને સંગ્રહનો સમાવેશ થાય છે. દરેક પગલાની પોતાની વિશિષ્ટ પ્રક્રિયા આવશ્યકતાઓ અને નિયંત્રણ બિંદુઓ હોય છે. ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને સ્થિર કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ અને ઓપરેટિંગ વિશિષ્ટતાઓને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. આ મલ્ટિફંક્શનલ પોલિમર મટિરિયલ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને રોજિંદા જીવનમાં એપ્લિકેશનની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે, જે તેના બદલી ન શકાય તેવા મહત્વને પ્રતિબિંબિત કરે છે.