วิธีการผลิตเฟสของเหลวในการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC)

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) เป็นเซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมและเภสัชกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ดีเยี่ยม โดยทั่วไป HPMC จะถูกผลิตขึ้นด้วยวิธีการต่างๆ รวมถึงวิธีการผลิตแบบเฟสของเหลว

วิธีการผลิตในระยะของเหลวเป็นกระบวนการทำปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของเมทิลเซลลูโลส (MC) กับโพรพิลีนออกไซด์ (PO) แล้วกับโพรพิลีนไกลคอล (PG) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การเตรียมเมทิลเซลลูโลส (MC)

MC ได้มาจากการบำบัดเซลลูโลสด้วยอัลคาไลแล้วจึงทำเมทิลเลตด้วยเมทิลคลอไรด์ ระดับการแทนที่ (DS) ของ MC จะกำหนดคุณสมบัติของมัน และสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยา

2. การเตรียมโพรพิลีนออกไซด์ (PO)

PO เตรียมโดยการออกซิเดชันของโพรพิลีนโดยใช้อากาศหรือออกซิเจนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันสูงเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลผลิตของ PO สูง

3. ปฏิกิริยาของ MC กับ PO

ปฏิกิริยาของ MC กับ PO เกิดขึ้นโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวทำละลาย เช่น โทลูอีนหรือไดคลอโรมีเทน ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนและก่อให้เกิดความร้อน ซึ่งจะต้องได้รับการควบคุมเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาที่หนีไม่พ้น

4. การเตรียมโพรพิลีนไกลคอล (PG)

PG เตรียมโดยการไฮโดรไลซิสของโพรพิลีนออกไซด์โดยใช้น้ำหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดหรือเบสที่เหมาะสม ปฏิกิริยาจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงเพื่อให้ได้ผลผลิต PG สูง

5. ปฏิกิริยาของ MC-PO กับ PG

จากนั้นผลิตภัณฑ์ MC-PO จะถูกทำปฏิกิริยากับ PG โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวทำละลาย เช่น เอทานอลหรือเมทานอล ปฏิกิริยานี้ยังเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนและก่อให้เกิดความร้อน ซึ่งต้องควบคุมเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาที่หนีไม่พ้น

6. การซักและการอบแห้ง

หลังจากทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์จะถูกล้างด้วยน้ำและทำให้แห้งเพื่อให้ได้ HPMC โดยปกติแล้วผลิตภัณฑ์จะได้รับการทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ขั้นตอนการกรองและการหมุนเหวี่ยงหลายขั้นตอนเพื่อขจัดสิ่งเจือปนใดๆ

วิธีการผลิตแบบเฟสของเหลวมีข้อดีเหนือวิธีอื่นๆ หลายประการ รวมถึงผลผลิตสูง ต้นทุนต่ำ และความสามารถในการปรับขนาดได้ง่าย การทำปฏิกิริยาสามารถทำได้ในถังเดียว ช่วยลดความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์และกระบวนการที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม วิธีการผลิตแบบเฟสของเหลวก็มีข้อเสียอยู่เช่นกัน ปฏิกิริยานี้สามารถก่อให้เกิดความร้อนได้ ซึ่งจะต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านความปลอดภัย การใช้ตัวทำละลายยังอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ และกระบวนการทำให้บริสุทธิ์อาจใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง

โดยสรุป วิธีการผลิตแบบเฟสของเหลวเป็นวิธีการผลิต HPMC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของ MC กับ PO และ PG ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตามด้วยการทำให้บริสุทธิ์และการทำให้แห้ง แม้ว่าวิธีนี้จะมีข้อเสียอยู่บ้าง แต่ข้อดีทำให้วิธีนี้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเภสัชกรรม