ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر ٹیکنالوجی

ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر ایک قسم کا غیر قطبی سیلولوز ایتھر ہے جو ٹھنڈے پانی میں حل ہوتا ہے جو قدرتی سیلولوز سے الکلائزیشن اور ایتھریفیکیشن ترمیم کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

مطلوبہ الفاظ:hydroxypropyl methylcellulose آسمان؛ الکلائزیشن ردعمل؛ etherification رد عمل

1. ٹیکنالوجی

قدرتی سیلولوز پانی اور نامیاتی سالوینٹس میں اگھلنشیل ہے، روشنی، گرمی، تیزاب، نمک اور دیگر کیمیائی ذرائع کے لیے مستحکم ہے، اور سیلولوز کی سطح کو تبدیل کرنے کے لیے اسے پتلا الکلی محلول میں نم کیا جا سکتا ہے۔

ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر ایک قسم کا غیر قطبی، ٹھنڈے پانی میں گھلنشیل سیلولوز ایتھر ہے جو قدرتی سیلولوز سے الکلائزیشن اور ایتھریفیکیشن ترمیم کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

2. اہم کیمیائی رد عمل کا فارمولا

2.1 الکلائزیشن رد عمل

سیلولوز اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے رد عمل کے دو امکانات ہیں، یعنی مالیکیولر مرکبات پیدا کرنے کے لیے مختلف حالات کے مطابق، R – OH – NaOH؛ یا دھاتی الکحل مرکبات پیدا کرنے کے لیے، R – ONa۔

زیادہ تر اسکالرز کا خیال ہے کہ سیلولوز متمرکز الکلی کے ساتھ رد عمل کرتے ہوئے ایک مقررہ مادہ بناتا ہے، اور ان کا خیال ہے کہ ہر یا دو گلوکوز گروپ ایک NaOH مالیکیول کے ساتھ مل جاتے ہیں (ایک گلوکوز گروپ تین NaOH مالیکیولز کے ساتھ ملایا جاتا ہے جب رد عمل مکمل ہو جاتا ہے)۔

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH یا C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH یا C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

حال ہی میں، کچھ اسکالرز کا خیال ہے کہ سیلولوز اور مرتکز الکلی کے درمیان تعامل کے ایک ہی وقت میں دو اثرات ہوں گے۔

ساخت سے قطع نظر، سیلولوز اور الکالی کے عمل کے بعد سیلولوز کی کیمیائی سرگرمی کو تبدیل کیا جا سکتا ہے، اور یہ بامعنی پرجاتیوں کو حاصل کرنے کے لیے مختلف کیمیائی ذرائع کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتا ہے۔

2.2 ایتھریفیکیشن ری ایکشن

الکلائزیشن کے بعد، فعال الکلی سیلولوز ایتھریفیکیشن ایجنٹ کے ساتھ سیلولوز ایتھر بنانے کے لیے رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ استعمال ہونے والے ایتھریفائینگ ایجنٹ میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ ہیں۔

سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ ایک اتپریرک کی طرح کام کرتا ہے۔

n اور m بالترتیب سیلولوز یونٹ پر ہائیڈروکسی پروپیل اور میتھائل کے متبادل کی ڈگری کی نمائندگی کرتے ہیں۔ m + n کا زیادہ سے زیادہ مجموعہ 3 ہے۔

مندرجہ بالا اہم ردعمل کے علاوہ، ضمنی ردعمل بھی ہیں:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. hydroxypropyl methylcellulose ether کے عمل کی تفصیل

ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر ("مختصر طور پر "سیلولوز ایتھر") کا عمل تقریباً 6 عملوں پر مشتمل ہے، یعنی: خام مال کی کرشنگ، (الکلینائزیشن) ایتھریفیکیشن، سالوینٹس کو ہٹانا، فلٹریشن اور خشک کرنا، کرشنگ اور مکسنگ، اور تیار مصنوعات کی پیکیجنگ۔

3.1 خام مال کی تیاری

مارکیٹ میں خریدے گئے قدرتی شارٹ لنٹ سیلولوز کو بعد میں پروسیسنگ کی سہولت کے لیے پلورائزر کے ذریعے پاؤڈر میں کچل دیا جاتا ہے۔ ٹھوس الکلی (یا مائع الکلی) پگھلا کر تیار کیا جاتا ہے، اور تقریباً 90 تک گرم کیا جاتا ہے۔°C استعمال کے لیے 50% کاسٹک سوڈا کا محلول بنانا۔ ایک ہی وقت میں ردعمل میتھائل کلورائڈ، پروپیلین آکسائڈ ایتھریفیکیشن ایجنٹ، آئسوپروپینول اور ٹولیوین ردعمل سالوینٹ تیار کریں۔

اس کے علاوہ، رد عمل کے عمل کے لیے معاون مواد کی ضرورت ہوتی ہے جیسے گرم پانی اور خالص پانی؛ بجلی کی مدد کے لیے بھاپ، کم درجہ حرارت کا ٹھنڈا پانی، اور گردش کرنے والا ٹھنڈا پانی درکار ہے۔

شارٹ لنٹرز، میتھائل کلورائد، اور پروپیلین آکسائیڈ ایتھریفیکیشن ایجنٹ ایتھریفائیڈ سیلولوز بنانے کے لیے اہم مواد ہیں، اور شارٹ لنٹرز بڑی مقدار میں استعمال کیے جاتے ہیں۔ میتھائل کلورائد اور پروپیلین آکسائیڈ قدرتی سیلولوز کو تبدیل کرنے کے لیے ایتھریفیکیشن ایجنٹ کے طور پر رد عمل میں حصہ لیتے ہیں، استعمال کی مقدار زیادہ نہیں ہے۔

سالوینٹس (یا ملاوٹ) میں بنیادی طور پر ٹولیون اور آئسوپروپانول شامل ہیں، جو بنیادی طور پر استعمال نہیں ہوتے ہیں، لیکن داخلی اور اتار چڑھاؤ کے نقصانات کے پیش نظر، پیداوار میں تھوڑا سا نقصان ہوتا ہے، اور استعمال ہونے والی مقدار بہت کم ہے۔

خام مال کی تیاری کے عمل میں خام مال کے ٹینک کا علاقہ اور منسلک خام مال کا گودام ہوتا ہے۔ ایتھریفائینگ ایجنٹس اور سالوینٹس، جیسے ٹولیون، آئسوپروپانول، اور ایسٹک ایسڈ (ری ایکٹنٹس کی پی ایچ ویلیو کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے)، خام مال کے ٹینک کے علاقے میں محفوظ کیے جاتے ہیں۔ مختصر لنٹ کی فراہمی کافی ہے، کسی بھی وقت مارکیٹ کی طرف سے فراہم کی جا سکتی ہے.

پسے ہوئے شارٹ لنٹ کو استعمال کے لیے ایک کارٹ کے ساتھ ورکشاپ میں بھیجا جاتا ہے۔

3.2 (Alkalinization) etherification

(Alkaline) etherification سیلولوز کے etherification کے عمل میں ایک اہم عمل ہے۔ پہلے کی پیداوار کے طریقہ کار میں، دو قدمی رد عمل الگ الگ کیے گئے تھے۔ اب اس عمل کو بہتر بنایا گیا ہے، اور دو قدمی رد عمل کو ایک مرحلے میں ملا کر ایک ساتھ انجام دیا جاتا ہے۔

سب سے پہلے، ہوا کو ہٹانے کے لیے ایتھریفیکیشن ٹینک کو ویکیومائز کریں، اور پھر ٹینک کو ہوا سے پاک کرنے کے لیے اسے نائٹروجن سے تبدیل کریں۔ تیار شدہ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول شامل کریں، آئسوپروپینول اور ٹولیوین سالوینٹس کی ایک خاص مقدار شامل کریں، ہلانا شروع کریں، پھر مختصر روئی کی اون ڈالیں، ٹھنڈا ہونے کے لیے گردش کرنے والے پانی کو آن کریں، اور درجہ حرارت ایک خاص سطح تک گرنے کے بعد، ہلکی آنچ کریں۔ درجہ حرارت پانی نظام کے مواد کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لئے تقریبا 20 تک گرا℃، اور الکلائزیشن کو مکمل کرنے کے لئے ایک خاص مدت کے لئے رد عمل کو برقرار رکھیں۔

الکلائزیشن کے بعد، ہائی لیول میٹرنگ ٹینک سے ماپا جانے والا ایتھرائفنگ ایجنٹ میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ شامل کریں، ہلچل جاری رکھیں، سسٹم کا درجہ حرارت تقریباً 70 تک بڑھانے کے لیے بھاپ کا استعمال کریں۔℃~ 80℃، اور پھر حرارتی اور برقرار رکھنے کے لئے گرم پانی کا استعمال کریں رد عمل کا درجہ حرارت کنٹرول کیا جاتا ہے ، اور پھر رد عمل کا درجہ حرارت اور رد عمل کا وقت کنٹرول کیا جاتا ہے ، اور آپریشن کو ایک خاص مدت تک ہلچل اور مکس کرکے مکمل کیا جاسکتا ہے۔

ردعمل تقریبا 90 پر کیا جاتا ہے°سی اور 0.3 ایم پی اے۔

3.3 تنزلی

اوپر بیان کردہ رد عمل کے عمل کے مواد کو ڈیسولوینٹیزر کو بھیجا جاتا ہے، اور مواد کو چھین کر بھاپ سے گرم کیا جاتا ہے، اور ٹولیون اور آئسوپروپینول سالوینٹس کو بخارات بنا کر ری سائیکلنگ کے لیے بازیافت کیا جاتا ہے۔

بخارات بننے والے سالوینٹس کو پہلے ٹھنڈا کیا جاتا ہے اور گردش کرنے والے پانی سے جزوی طور پر گاڑھا ہوتا ہے، اور پھر کم درجہ حرارت والے پانی سے گاڑھا ہوتا ہے، اور کنڈینسیٹ مرکب مائع کی تہہ اور جداکار میں داخل ہوتا ہے تاکہ پانی اور سالوینٹ کو الگ کر سکے۔ اوپری تہہ میں ٹولوئین اور آئسوپروپینول کے مخلوط سالوینٹس کو تناسب میں ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اسے براہ راست استعمال کریں، اور پانی اور آئسوپروپینول محلول کو نچلی تہہ میں استعمال کے لیے ڈیسولوینٹیزر کو واپس کریں۔

اضافی سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کو بے اثر کرنے کے لیے ری ایکٹنٹ میں ایسٹک ایسڈ شامل کریں، پھر مواد کو دھونے کے لیے گرم پانی کا استعمال کریں، سیلولوز ایتھر کو دھونے کے لیے گرم پانی سے سیلولوز ایتھر کے جمنے کی خصوصیت کا بھرپور استعمال کریں، اور ری ایکٹنٹ کو بہتر کریں۔ بہتر مواد کو علیحدگی اور خشک کرنے کے لیے اگلے عمل میں بھیجا جاتا ہے۔

3.4 فلٹر کریں اور خشک کریں۔

بہتر مواد کو ہائی پریشر اسکرو پمپ کے ذریعے افقی اسکرو الگ کرنے والے کو بھیجا جاتا ہے تاکہ مفت پانی کو الگ کیا جاسکے، اور باقی ٹھوس مواد سکرو فیڈر کے ذریعے ایئر ڈرائر میں داخل ہوتا ہے، اور گرم ہوا کے رابطے میں خشک ہوجاتا ہے، اور پھر طوفان سے گزرتا ہے۔ جداکار اور ہوا کی علیحدگی، ٹھوس مواد بعد میں کرشنگ میں داخل ہوتا ہے۔

افقی سرپل الگ کرنے والے کے ذریعہ الگ کیا ہوا پانی سیڈیمینٹیشن ٹینک میں تلچھٹ کے بعد پانی کے علاج کے ٹینک میں داخل ہوتا ہے تاکہ داخل شدہ سیلولوز کو الگ کیا جاسکے۔

3.5 کرشنگ اور مکسنگ

خشک ہونے کے بعد، ایتھریفائیڈ سیلولوز میں ذرہ کا سائز ناہموار ہوگا، جسے کچلنے اور ملانے کی ضرورت ہے تاکہ ذرہ کے سائز کی تقسیم اور مواد کی مجموعی ظاہری شکل مصنوعات کی معیاری ضروریات کو پورا کرے۔

3. 6 تیار شدہ مصنوعات کی پیکیجنگ

کرشنگ اور مکسنگ آپریشنز کے بعد حاصل ہونے والا مواد تیار شدہ ایتھریفائیڈ سیلولوز ہے، جسے پیک کرکے اسٹوریج میں رکھا جا سکتا ہے۔

4. خلاصہ

الگ کیے گئے گندے پانی میں نمک کی ایک خاص مقدار ہوتی ہے، بنیادی طور پر سوڈیم کلورائیڈ۔ گندے پانی کو نمک کو الگ کرنے کے لیے بخارات بنایا جاتا ہے، اور بخارات سے بنی ثانوی بھاپ کو گاڑھا پانی کی وصولی کے لیے گاڑھا کیا جا سکتا ہے، یا براہ راست خارج کیا جا سکتا ہے۔ الگ کیے گئے نمک کا بنیادی جز سوڈیم کلورائیڈ ہے، جس میں ایسٹک ایسڈ کے ساتھ غیرجانبدار ہونے کی وجہ سے سوڈیم ایسیٹیٹ کی ایک خاص مقدار بھی ہوتی ہے۔ اس نمک کی صنعتی استعمال کی قیمت صرف دوبارہ قائم کرنے، الگ کرنے اور صاف کرنے کے بعد ہوتی ہے۔