ሴሉሎስ ኤተርስ እንዴት ይመረታሉ?

ሴሉሎስ ኤተርስበእፅዋት ሴል ግድግዳዎች ውስጥ ከሚገኙት በጣም በብዛት ከሚገኙት ተፈጥሯዊ ፖሊመሮች ውስጥ ሴሉሎስ የተገኙ በውሃ የሚሟሟ ፖሊመሮች ቤተሰብ ናቸው። እነዚህ የተሻሻሉ ፖሊመሮች በግንባታ፣ በመድኃኒት ምርቶች፣ በምግብ፣ በመዋቢያዎች እና በቀለሞች ውስጥ መጠቀምን ጨምሮ የተለያዩ የኢንዱስትሪ እና የንግድ አፕሊኬሽኖች አሏቸው። የሴሉሎስ ኤተር የማምረት ሂደት የመሟሟት አቅሙን፣ የሙቀት መረጋጋትን፣ የviscosity ቁጥጥርን እና ተግባራዊ ሁለገብነትን ለማሻሻል የተፈጥሮ ሴሉሎስን የኬሚካል ማሻሻልን ያካትታል።

1. ጥሬ እቃ፡ ተፈጥሯዊ ሴሉሎስ

በሴሉሎስ ኤተር ምርት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ዋናው ጥሬ ዕቃ የተጣራ ሴሉሎስ ሲሆን በተለምዶ ከሚከተለው የተገኘ ነው፡

የእንጨት ልጣጭ (ጠንካራ ወይም ለስላሳ እንጨት)

የጥጥ ጨርቆች (ከፍተኛ ንፁህ ምንጭ)

ሴሉሎዝ በβ-1,4-ግላይኮሲዲክ ቦንዶች የተገናኙ የβ-ዲ-ግሉኮስ አሃዶች መስመራዊ ሰንሰለቶችን ያቀፈ ፖሊሶካካርዴድ ነው። በግሉኮስ አሃዶች ላይ ያሉት የሃይድሮክሲል ቡድኖች (–OH) ሴሉሎስን በጣም ምላሽ ሰጪ እና ለኬሚካል ማሻሻያ ተስማሚ ያደርጉታል።

2. የሴሉሎስ ኤተርስ ምደባ

ሴሉሎስ ኤተር የተሰየሙት በሴሉሎስ የጀርባ አጥንት ውስጥ በሚገቡት ንጥረ ነገሮች ላይ በመመስረት ነው። በጣም የተለመዱት ዓይነቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

ሜቲል ሴሉሎስ (ኤምሲ)

ሃይድሮክሲኤቲል ሴሉሎስ (HEC)

ሃይድሮክሲፕሮፒል ሜቲልሴሉሎስ (ኤችፒኤምሲ)

ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ (ሲኤምሲ)

ኤቲል ሴሉሎስ (ኢሲ)

ሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ (HPC)

የመተካት አይነት እና ደረጃ የመጨረሻውን ምርት አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያትን ይወስናል።

3. በምርት ውስጥ ቁልፍ የኬሚካል ግብረመልሶች

ሴሉሎስ ኤተር የሚመረተው በሴሉሎስ ላይ ያሉትን የሃይድሮክሲል ቡድኖችን በማጣራት ነው። አጠቃላይ ሂደቱ ሁለት ዋና ዋና የኬሚካል ግብረመልሶችን ያካትታል፡

3.1. አልካላይዜሽን (የማግበር ደረጃ)

ይህ እርምጃ ሴሉሎስን ወደ አልካላይን ሴሉሎስ በመቀየር ለኤተርፊኬሽን ያዘጋጃል፡

ምላሽ፡

ናኦኤች (ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ) የሃይድሮጂን ትስስርን ይሰብራል እና የሴሉሎስ ፋይበሮችን ያብጣል፣ ይህም ተደራሽነትን ይጨምራል።

በሴሉሎስ ላይ ያሉት የሃይድሮክሲል ቡድኖች አልካላይን ሴሉሎስን ለመፍጠር ይንቀሳቀሳሉ።

3.2. ኢተርፊኬሽን (የምትክተት ምላሽ)

ከዚያም አልካላይ ሴሉሎስ ከተወሰኑ የኢተርፈሪንግ ወኪሎች ጋር ምላሽ ይሰጣል፣ ይህም በሚፈለገው ምርት ላይ በመመስረት ነው፡

ሜቲል ክሎራይድ (CH₃Cl) ለሜቲል ሴሉሎስ

ኤቲሊን ኦክሳይድ (C₂H₄O) ወይም ለሃይድሮክሲኤቲል ሴሉሎስ ክሎሮኤታኖል

ለሃይድሮክሲፕሮፒል ቡድኖች ፕሮፒሊን ኦክሳይድ (C₃H₆O)

ሶዲየም ሞኖክሎሮአሴቴት ለካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ

ምሳሌ (የኤምሲ ምስረታ):

ምሳሌ (የሲኤምሲ ምስረታ):

የመተካት መጠን (DS - የመተካት ደረጃ) እና የኢተር ቡድን አይነት የሚፈጠረውን ሴሉሎስ ኤተር የመሟሟት፣ የመምጠጥ እና የሙቀት ባህሪ ይወስናሉ።

4. የሴሉሎስ ኤተርስ የማምረቻ ሂደት

የሴሉሎስ ኤተርስ የንግድ ምርት በተለምዶ በርካታ በጥንቃቄ ቁጥጥር የሚደረግባቸው ደረጃዎች ያሉት ተከታታይ ወይም ተከታታይ ሂደትን ይከተላል፡

ደረጃ 1፡ የሴሉሎስን ማጽዳት

ጥሬ ሴሉሎስ ሊግኒን፣ ሄሚሴሎሉ እና ቆሻሻዎችን ለማስወገድ ይጸዳል እና ይጸዳል።

የተሻሻለ ምላሽ ለመስጠት ደርቆ ወደ ጥሩ ዱቄት ይቀየራል።

ደረጃ 2፡ አልካላይዜሽን

ሴሉሎስ ከሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መፍትሄ ጋር ተቀላቅሏል።

የሙቀት መጠኑ ምላሽ ሰጪነትን ለመቆጣጠር ከ20°ሴ እስከ 40°ሴ ባለው ጊዜ ውስጥ ይጠበቃል።

ይህ ሂደት ሴሉሎስን ወደ አልካላይን ሴሉሎስ ይለውጠዋል።

ደረጃ 3፡ የኢተርፊኬሽን ምላሽ

የኢተርፊንግ ወኪል በግፊት እና በተቆጣጠረ የሙቀት መጠን ውስጥ ይጨመራል።

የምላሽ ሁኔታዎች (የሙቀት መጠን፣ ጊዜ፣ የፒኤች መጠን እና የሪአጀንት ክምችት) ለታለመው የምርት ዝርዝር መግለጫዎች የተመቻቹ ናቸው።

እንደ NaCl፣ methanol ወይም ግላይኮል ያሉ ተረፈ ምርቶች ይፈጠራሉ፣ እነዚህም በኋላ ላይ መወገድ አለባቸው።

ደረጃ 4፡ ገለልተኛነት

ምላሽ ያልተሰጠበት አልካላይ እንደ አሴቲክ አሲድ ወይም ሃይድሮክሎሪክ አሲድ ባሉ አሲዶች በመጠቀም ገለልተኛ ነው።

ይህ እርምጃ ምርቱን ያረጋጋል እና ተጨማሪ ያልተፈለጉ ምላሾችን ይከላከላል።

ደረጃ 5፡ ማጠብ

ጥሬው ምርት በውሃ፣ በአልኮል ወይም በአሴቶን ብዙ ጊዜ ይታጠባል።

ይህ ተረፈ ምርቶችን፣ የቀሩትን ሬጀንቶችን እና ጨዎችን ያስወግዳል።

ጠጣር ነገሮችን ለመለየት ማጣሪያ ወይም ሴንትሪፉጌሽን ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።

ደረጃ 6፡ ማድረቅ

እርጥብ ኬክ የሚደርቀው በ rotary dryers፣ fluidized algae dryers ወይም belt dryers ውስጥ ነው።

የማድረቅ ሙቀት መበላሸትን ለመከላከል በጥንቃቄ ቁጥጥር ይደረግበታል።

ደረጃ 7፡ ወፍጮ መፍጨት እና ማጣራት

የደረቀው ምርት ወደ ጥቃቅን ዱቄቶች ይፈጫል።

የፓርቲክል መጠን ስርጭት ለመጨረሻ ተጠቃሚ መተግበሪያ ፍላጎቶች የተስተካከለ ነው።

ደረጃ 8፡ ማሸግ

የመጨረሻው ምርት እርጥበትን በማይከላከሉ ከረጢቶች ወይም መያዣዎች ውስጥ የታሸገ ነው።

የማከማቻ ሁኔታዎች ጥራትን ለመጠበቅ ደረቅ እና ቀዝቃዛ መሆን አለባቸው።

5. የጥራት ቁጥጥር እና ማበጀት

እንደ viscosity፣ የመተካት ደረጃ፣ የእርጥበት ይዘት፣ የፒኤች እና የቅንጣት መጠን ያሉ የጥራት መለኪያዎች በበርካታ ደረጃዎች ይፈተናሉ። ምርቱ ለሚከተሉት ሊበጅ ይችላል፦

ፈጣን ወይም የዘገየ መፍረስ

የተወሰኑ የviscosity ክልሎች (ከዝቅተኛ እስከ ከፍተኛ)

የጨው መቻቻል

የገጽታ ህክምና (ለምሳሌ፣ ለዘገየ እርጥበት የገጽታ መሻገሪያ)

6. የአካባቢ ጉዳዮች

የሴሉሎስ ኤተር ማምረት ተለዋዋጭ ኦርጋኒክ ውህዶችን (VOCs)፣ አልካላይኖችን እና ተረፈ ምርቶችን ማስተናገድን ያካትታል። ኃላፊነት የሚሰማቸው አምራቾች በሚከተሉት ላይ ኢንቨስት ያደርጋሉ፡

የ VOC ቀረጻ እና ህክምና ስርዓቶች

የተዘጉ የማጠቢያ እና የማገገሚያ ስርዓቶች

የጨው ተረፈ ምርቶችን ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ማስወገድ ወይም እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል

ኃይል ቆጣቢ የማድረቂያ እና የማቀነባበሪያ መሳሪያዎች

የሴሉሎስ ኤተር ምርትን የበለጠ ዘላቂ ለማድረግ ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ አማራጮች እና አረንጓዴ የኬሚስትሪ ፈጠራዎች እየተመረመሩ ነው።

7. የሴሉሎስ ኤተርስ አተገባበር

በተለያዩ ባህሪያት (ውፍረት፣ ማረጋጋት፣ ማሰር፣ ፊልም መፈጠር፣ ኢሚልሲፊንግ፣ ውሃ ማቆየት) ምክንያት፣ ሴሉሎስ ኤተር በሚከተሉት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፡

7.1. ግንባታ

የሰድር ማጣበቂያዎች፣ ሪነርስ፣ የሲሚንቶ ፕላስተሮች፣ ራስን የሚያላቅቁ ውህዶች

የውሃ ማቆየት እና የስራ አቅም ማሻሻያ መሳሪያዎች 

7.2. ፋርማሲዩቲካልስ

የጡባዊ ማያያዣዎች እና ማጽጃዎች

ቁጥጥር የሚደረግባቸው የልቀት ማትሪክስ

7.3. የምግብ ኢንዱስትሪ

በሾርባዎች፣ በጣፋጭ ምግቦች፣ በወተት አማራጮች ውስጥ ወፍራም ወኪሎች

ዝቅተኛ-ካሎሪ ምግቦች ውስጥ የስብ ምትክ

7.4. ኮስሞቲክስ እና የግል እንክብካቤ

ለሸካራነት እና ለጽኑነት የሚያገለግሉ ሎሽን፣ ክሬም፣ ሻምፖ እና ጄል

7.5. ቀለሞች እና ሽፋኖች

በውሃ ላይ በተመሰረቱ ቀለሞች ላይ የሩዮሎጂ ማስተካከያዎች

ፀረ-ዝገት እና ብሩሽነት ማሻሻያ

7.6. የዘይት ቁፋሮ

በቆፋሪ ጭቃዎች ውስጥ ፈሳሽ መጥፋት መቆጣጠሪያ

በስብራት ፈሳሾች ውስጥ ቅባት

የሴሉሎስ ኤተርስ ምርት በጥንቃቄ የተነደፈ የኬሚካል ሂደት ሲሆን ይህም በብዛት የሚገኙትን ተፈጥሯዊ ሴሉሎስ ወደ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ተግባራዊ ፖሊመሮች ይለውጣል። ከእንጨት ወይም ከጥጥ ልጣጭ፣ አልካላይዜሽን እና ኢተርፊኬሽን እስከ የመጨረሻው የተጣራ እና የደረቀ ምርት ድረስ፣ እያንዳንዱ እርምጃ ለደህንነት፣ ቅልጥፍና እና ለምርት ጥራት የተመቻቸ ነው። እነዚህ ሁለገብ ቁሳቁሶች በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ አስፈላጊ ናቸው፣ ምክንያቱም ልዩ የተፈጥሮ ምንጭ እና ሰው ሰራሽ ተግባራቸውን በማጣመር። በባዮግራዳይድ እና ዘላቂ በሆኑ ቁሳቁሶች ላይ እየጨመረ በሚሄድ ትኩረት፣ሴሉሎስ ኤተርስ በአረንጓዴ ኬሚስትሪ እና በተራቀቁ ቁሳቁሶች የወደፊት ዕጣ ፈንታ ውስጥ ወሳኝ ሚና መጫወቱን ቀጥሏል።