중국 내 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 생산 기술 및 공정 개발 현황
하이드록시프로필 메틸셀룰로오스HPMC현재 국내 생산에서는 액상 에테르화 반응 기술이 우선적으로 사용되고 있는데, 이 기술은 1970년대 중국 우시 화학공업연구설계원 연구팀이 개발한 연구 성과를 바탕으로 보급되었습니다. 원래는 기상 에테르화 반응이었지만, 장비가 우리나라 환경에 적합하지 않아 액상 에테르화 반응법이 개발되었습니다. 현재까지도 고농도 액상 에테르화 반응 공정은 일부 유명 셀룰로오스 에테르 제조업체의 주요 생산 공정으로 사용되고 있습니다.
국내 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 생산은 일반적으로 정제된 면을 원료로 사용합니다(일부 제조업체는 목재 펄프를 사용하기도 함). 국내에서는 분쇄기를 사용하거나 정제된 면을 직접 알칼리화, 이성분 혼합 유기 용매를 사용한 에테르화 반응 후 수직 반응기에서 반응시킵니다. 정제 공정은 간헐적 공정을 사용하는데, 반응기에서 유기 용매를 제거하고 스크러버와 원심분리기를 통해 여러 차례 세척 및 탈수 과정을 거쳐 조제품을 정제합니다. 완제품은 가열 조건에서 간헐적 과립화(과립화 공정을 사용하지 않는 제조업체도 있음)를 거쳐 건조하고 분쇄하는 일반적인 방식으로 가공합니다. 대부분의 특수 공정은 제품의 수화 시간 지연(빠른 용해) 처리이며, 곰팡이 방지 처리를 하지 않고 유통 및 포장은 수작업으로 이루어집니다.
액상법은 다음과 같은 장점이 있습니다. 반응 공정 장비의 내부 압력이 낮고, 장비의 압력 용량 요구 사항이 낮으며, 위험도가 낮습니다. 또한, 알칼리 용액에 함침시킨 후,셀룰로오스셀룰로오스가 완전히 팽창하고 고르게 알칼리화될 수 있습니다. 가성소다는 셀룰로오스에 더 잘 침투하고 팽창합니다. 에테르화 반응기의 크기가 작고 알칼리 셀룰로오스의 균일한 팽창과 결합되어 제품 품질 관리가 용이하며, 치환도와 점도가 더욱 균일한 제품을 얻을 수 있고, 품종 변경도 간편합니다.
하지만 이 공정에는 다음과 같은 단점도 있습니다. 반응기 크기가 일반적으로 크지 않아 통계적 한계로 생산 능력이 제한적이며, 생산량 증대를 위해서는 반응기 수를 늘려야 합니다. 정제 및 순도 높은 조제품 생산에는 더 많은 장비와 복잡한 조작, 노동 집약적인 작업이 필요합니다. 항곰팡이 및 복합 처리가 이루어지지 않아 제품의 점도 안정성과 생산 비용에 영향을 미칩니다. 수작업 포장으로 노동 집약적이고 인건비가 높습니다. 반응 제어의 자동화 수준이 기상 공정에 비해 낮아 제어 정확도가 상대적으로 떨어집니다. 기상 공정과 비교했을 때, 복잡한 용매 회수 시스템이 필요합니다.
국내산 하이드록시프로필메틸셀룰로오스의 개선으로HPMC생산 기술 분야에서 일부 기업들은 지속적인 독자적인 혁신을 통해 대형 솥 액상 반응법을 비약적으로 발전시켜 독자적인 기술적 특성을 확보했습니다. 안신화학은 독자적인 HPMC 생산 공정을 사용하여 생산 공정의 합리성, 정확하고 신뢰할 수 있는 조작 제어 매개변수, 원료의 적절하고 충분한 사용, 균일한 제품 교체율, 철저한 반응, 우수한 용액 투명도 등을 확보하고 동시에 제품 품질의 안정성을 보장합니다. 일부 기업의 HPMC 생산 라인은 자동화 전환을 통해 DCS 자동 제어 시스템을 도입하여 액체 및 고체 원료를 정확하게 계량 및 첨가하고, 반응 과정의 온도와 압력을 DCS 자동 제어 및 원격 모니터링을 통해 제어함으로써 생산의 실현 가능성, 신뢰성, 안정성 및 안전성을 기존 생산 방식보다 크게 향상시켰습니다. 이는 인력 절감과 노동 강도 감소는 물론 현장 작업 환경 개선에도 기여합니다.
게시 시간: 2024년 4월 25일