Theo thống kê chưa đầy đủ, sản lượng ether cellulose không ion hiện nay trên toàn cầu đã đạt hơn 500.000 tấn, và hydroxypropyl methyl cellulose chiếm 80% đến hơn 400.000 tấn, Trung Quốc trong hai năm gần đây, một số công ty đã mở rộng sản xuất nhanh chóng. mở rộng công suất đã đạt khoảng 180.000 tấn, tiêu thụ nội địa khoảng 60.000 tấn. Trong đó, hơn 550 triệu tấn được sử dụng trong công nghiệp và khoảng 70% được sử dụng làm phụ gia xây dựng.
Do cách sử dụng sản phẩm khác nhau nên yêu cầu về chỉ số tro của sản phẩm cũng có thể khác nhau, do đó việc tổ chức sản xuất có thể được tổ chức theo yêu cầu của các mô hình khác nhau trong quy trình sản xuất, điều này có lợi cho hiệu quả tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu thụ và giảm phát thải.
1 tro hydroxypropyl methyl cellulose và các dạng hiện có của nó
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) được gọi là tro theo tiêu chuẩn chất lượng công nghiệp và cặn sunfat hoặc nóng theo dược điển, có thể hiểu đơn giản là tạp chất muối vô cơ có trong sản phẩm.Quá trình sản xuất chính bằng chất kiềm mạnh (natri hydroxit) thông qua phản ứng cuối cùng để điều chỉnh độ pH thành muối trung tính và nguyên liệu ban đầu vốn có trong tổng lượng muối vô cơ.
Phương pháp xác định tro tổng số;Sau khi một lượng mẫu nhất định được cacbon hóa và đốt trong lò nhiệt độ cao, các chất hữu cơ bị oxy hóa và phân hủy, thoát ra dưới dạng carbon dioxide, oxit nitơ và nước, còn các chất vô cơ vẫn ở dạng sunfat, photphat, cacbonat, clorua và các muối vô cơ khác và oxit kim loại.Những dư lượng này là tro.Lượng tro tổng số trong mẫu có thể được tính bằng cách cân phần cặn.
Tùy theo quá trình sử dụng các axit khác nhau sẽ tạo ra các loại muối khác nhau: chủ yếu là natri clorua (được tạo ra bởi phản ứng của ion clorua trong clorometan và natri hydroxit) cộng với các axit trung hòa khác có thể tạo ra natri axetat, natri sunfua hoặc natri oxalat.
2. Yêu cầu tro của hydroxypropyl methyl cellulose cấp công nghiệp
Hydroxypropyl methyl cellulose chủ yếu được sử dụng làm chất làm đặc, nhũ hóa, tạo màng, keo bảo vệ, giữ nước, bám dính, chống enzyme và trơ trao đổi chất và các ứng dụng khác, nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, có thể được chia đại khái thành các loại sau các khía cạnh:
(1) Xây dựng: vai trò chính là giữ nước, làm đặc, độ nhớt, bôi trơn, hỗ trợ dòng chảy để cải thiện khả năng gia công xi măng và thạch cao, bơm.Lớp phủ kiến trúc, lớp phủ cao su chủ yếu được sử dụng làm chất keo bảo vệ, tạo màng, chất làm đặc và chất trợ huyền phù sắc tố.
(2) Polyvinyl clorua: chủ yếu được sử dụng làm chất phân tán trong phản ứng trùng hợp của hệ thống trùng hợp huyền phù.
(3) hóa chất hàng ngày: chủ yếu được sử dụng làm vật tư bảo vệ, nó có thể cải thiện quá trình nhũ hóa sản phẩm, chống enzyme, phân tán, bám dính, hoạt động bề mặt, tạo màng, giữ ẩm, tạo bọt, tạo hình, chất giải phóng, chất làm mềm, chất bôi trơn và các đặc tính khác;
(4) Công nghiệp dược phẩm: trong ngành dược phẩm chủ yếu được sử dụng để sản xuất chế phẩm, dùng làm chất phủ rắn, vật liệu viên nang rỗng, chất kết dính, dùng làm khung dược phẩm giải phóng chậm, tạo màng, chất tạo lỗ chân lông, dùng làm chất lỏng, chất chuẩn bị bán rắn làm đặc, nhũ hóa, huyền phù, ứng dụng nền;
(5) Gốm sứ: dùng làm chất kết dính cho phôi ngành gốm sứ, chất phân tán cho màu men;
(6) sản xuất giấy: chất phân tán, chất tạo màu, chất tăng cường;
(7) In và nhuộm vải: bột vải, màu, chất mở rộng màu:
(8) Sản xuất nông nghiệp: trong nông nghiệp, nó có thể được sử dụng để xử lý hạt giống cây trồng, cải thiện tỷ lệ nảy mầm, bảo vệ độ ẩm và ngăn ngừa nấm mốc, giữ cho trái cây tươi, chất giải phóng chậm phân bón hóa học và thuốc trừ sâu, v.v.
Theo phản hồi từ kinh nghiệm ứng dụng lâu dài ở trên và tóm tắt tiêu chuẩn kiểm soát nội bộ của một số doanh nghiệp trong và ngoài nước, chỉ một số sản phẩm trùng hợp polyvinyl clorua và hóa chất hàng ngày là cần thiết để kiểm soát muối dưới 0,010 và dược điển của nhiều quốc gia khác nhau yêu cầu kiểm soát lượng muối dưới 0,015.Và các ứng dụng kiểm soát muối khác có thể tương đối rộng hơn, đặc biệt là các sản phẩm xây dựng ngoài việc sản xuất bột bả, muối sơn có những yêu cầu nhất định, phần còn lại có thể kiểm soát muối <0,05 về cơ bản có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng.
3. Quá trình hydroxypropyl methyl cellulose và phương pháp loại bỏ muối
Các phương pháp sản xuất hydroxypropyl methyl cellulose chính trong và ngoài nước như sau:
(1) Phương pháp pha lỏng (phương pháp bùn): bột mịn của cellulose cần nghiền được phân tán trong dung môi hữu cơ khoảng 10 lần trong lò phản ứng thẳng đứng hoặc nằm ngang với sự khuấy trộn mạnh, sau đó thêm dung dịch kiềm định lượng và chất ete hóa vào để phản ứng.Sau phản ứng, sản phẩm được rửa sạch, sấy khô, nghiền và sàng bằng nước nóng.
(2) Phương pháp pha khí (phương pháp khí-rắn): Phản ứng của bột xenlulo sắp được nghiền được hoàn thành ở trạng thái bán khô bằng cách thêm trực tiếp dung dịch kiềm và chất ete hóa định lượng và một lượng nhỏ sản phẩm phụ có nhiệt độ sôi thấp trong thiết bị phản ứng nằm ngang có khuấy trộn mạnh.Không cần thêm dung môi hữu cơ cho phản ứng.Sau phản ứng, sản phẩm được rửa sạch, sấy khô, nghiền và sàng bằng nước nóng.
(3) Phương pháp đồng nhất (phương pháp hòa tan): Có thể thêm chất ngang trực tiếp sau khi nghiền cellulose bằng máy phản ứng khuấy mạnh rải rác trong naoh/urê (hoặc dung môi khác của cellulose) khoảng 5 ~ 8 lần dung môi đóng băng nước trong dung môi, sau đó thêm dung dịch kiềm định lượng và chất ether hóa vào phản ứng, sau phản ứng với phản ứng kết tủa axeton là ete cellulose tốt, sau đó được rửa trong nước nóng, sấy khô, nghiền và sàng để thu được thành phẩm.(Nó chưa được đưa vào sản xuất công nghiệp).
Kết thúc phản ứng bất kể sử dụng loại phương pháp nào được đề cập ở trên có nhiều muối, theo các quy trình khác nhau có thể tạo ra là: natri clorua và natri axetat, natri sunfua, natri oxalat, v.v. trộn muối, cần thông qua quá trình khử muối, sử dụng muối hòa tan trong nước, nói chung là rửa nhiều bằng nước nóng, hiện nay các thiết bị và cách rửa chính là:
(1) bộ lọc chân không đai;Nó thực hiện điều này bằng cách ngâm nguyên liệu thô đã hoàn thành bằng nước nóng, sau đó rửa muối bằng cách trải đều bùn lên băng tải bằng cách phun nước nóng lên đó và hút bụi bên dưới.
(2) Máy ly tâm ngang: khi kết thúc phản ứng của nguyên liệu thô thành bùn với nước nóng để pha loãng muối hòa tan trong nước nóng và sau đó qua quá trình ly tâm sẽ tách lỏng-rắn để loại bỏ muối.
(3) với bộ lọc áp suất, khi kết thúc phản ứng của nguyên liệu thô thành bùn với nước nóng, nó vào bộ lọc áp suất, đầu tiên bằng nước thổi bằng hơi nước và sau đó phun nước nóng N lần bằng nước thổi hơi nước để tách và loại bỏ muối.
Rửa bằng nước nóng để loại bỏ muối hòa tan, vì cần phải hòa nước nóng, rửa càng nhiều thì hàm lượng tro càng thấp và ngược lại, do đó tro của nó liên quan trực tiếp đến lượng nước nóng, công nghiệp nói chung sản phẩm nếu kiểm soát tro dưới 1% SỬ DỤNG nước nóng 10 tấn, nếu kiểm soát dưới 5% sẽ cần khoảng 6 tấn nước nóng.
Nước thải cellulose ether có nhu cầu oxy hóa học (COD) trên 60 000 mg/L và hàm lượng muối trên 30 000 mg/L nên việc xử lý loại nước thải này rất tốn kém vì khó có thể trực tiếp xử lý được. muối sinh hóa cao như vậy và không được phép pha loãng theo yêu cầu bảo vệ môi trường quốc gia hiện hành.Giải pháp cuối cùng là loại bỏ muối bằng cách chưng cất.Vì vậy, cứ thêm một tấn nước sôi rửa sẽ tạo ra thêm một tấn nước thải.Theo công nghệ MUR hiện nay với hiệu suất năng lượng cao, chi phí tổng hợp cho mỗi tấn nước rửa cô đặc là khoảng 80 nhân dân tệ, và chi phí chính là tiêu thụ năng lượng toàn diện.
Ảnh hưởng của tro 4 đến khả năng giữ nước của hydroxypropyl methyl cellulose công nghiệp
HPMC chủ yếu đóng ba vai trò giữ nước, làm đặc và thuận tiện cho việc xây dựng vật liệu xây dựng.
Giữ nước: để tăng thời gian mở giữ nước của vật liệu, hỗ trợ đầy đủ chức năng hydrat hóa của nó.
Làm dày: Cellulose có thể được làm dày để đóng vai trò huyền phù, sao cho dung dịch duy trì tính đồng nhất lên xuống cùng một vai trò, khả năng chống chảy treo.
Xây dựng: Bôi trơn bằng Cellulose, có thể có cấu trúc tốt.HPMC không tham gia vào quá trình phản ứng hóa học mà chỉ đóng vai trò phụ trợ.Một trong những yếu tố quan trọng nhất là giữ nước, việc giữ nước của vữa ảnh hưởng đến độ đồng nhất của vữa, sau đó ảnh hưởng đến tính chất cơ lý và độ bền của vữa đông cứng.Vữa xây và vữa trát là hai phần quan trọng của vật liệu vữa, lĩnh vực ứng dụng quan trọng của vữa xây và vữa trát là kết cấu xây.Vì khối trong ứng dụng trong quá trình sản phẩm ở trạng thái khô, để giảm khối khô do hấp thụ nước mạnh của vữa, việc xây dựng sử dụng khối trước khi làm ướt trước, để chặn độ ẩm nhất định, giữ độ ẩm trong vữa để ngăn chặn sự hấp thụ quá mức của vật liệu, có thể duy trì sự hydrat hóa bình thường của vật liệu tạo gel bên trong như vữa xi măng.Tuy nhiên, các yếu tố như sự khác biệt về loại khối và mức độ làm ướt trước của khu vực sẽ ảnh hưởng đến tốc độ thất thoát nước và thất thoát nước của vữa, điều này sẽ mang đến những mối nguy hiểm tiềm ẩn cho chất lượng tổng thể của kết cấu khối xây.Vữa có khả năng giữ nước tuyệt vời có thể loại bỏ ảnh hưởng của vật liệu khối và yếu tố con người, đồng thời đảm bảo tính đồng nhất của vữa.
Ảnh hưởng của việc giữ nước đến hiệu suất làm cứng của vữa chủ yếu được phản ánh qua ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc giữa vữa và khối.Với sự mất nước nhanh chóng của vữa và khả năng giữ nước kém, hàm lượng nước trong vữa ở phần tiếp giáp rõ ràng là không đủ và xi măng không thể được hydrat hóa hoàn toàn, điều này ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ bình thường.Độ bền liên kết của vật liệu gốc xi măng chủ yếu được tạo ra nhờ sự neo giữ của các sản phẩm thủy hóa xi măng.Việc hydrat hóa xi măng không đủ ở khu vực tiếp giáp làm giảm cường độ liên kết giữa các bề mặt, đồng thời làm tăng độ phồng rỗng và nứt của vữa.
Do đó, việc lựa chọn yêu cầu giữ nước nhạy cảm nhất để xây dựng thương hiệu K ba lô có độ nhớt khác nhau, thông qua các cách rửa khác nhau để xuất hiện cùng một lô số hai hàm lượng tro dự kiến, sau đó theo phương pháp kiểm tra khả năng giữ nước phổ biến hiện nay (phương pháp giấy lọc) ) trên cùng một số lô khác nhau, hàm lượng tro giữ nước của ba nhóm mẫu cụ thể như sau:
4.1 Phương pháp thí nghiệm xác định tỷ lệ giữ nước (phương pháp giấy lọc)
4.1.1 Ứng dụng dụng cụ, thiết bị
Máy trộn vữa xi măng, ống đong, cân, đồng hồ bấm giờ, thùng inox, thìa, khuôn vòng inox (đường kính trong φ100 mm× đường kính ngoài φ110 mm× cao 25 mm, giấy lọc nhanh, giấy lọc chậm, tấm thủy tinh.
4.1.2 Vật liệu và thuốc thử
XI MĂNG Portland thông thường (425#), CÁT TIÊU CHUẨN (CÁT KHÔNG CÓ BÙN RỬA NƯỚC), MẪU SẢN PHẨM (HPMC), NƯỚC SẠCH THÍ NGHIỆM (NƯỚC VÒI, NƯỚC KHOÁNG).
4.1.3 Điều kiện phân tích thí nghiệm
Nhiệt độ phòng thí nghiệm: 23±2 oC;Độ ẩm tương đối: ≥ 50%;Nhiệt độ nước trong phòng thí nghiệm giống như nhiệt độ phòng 23oC.
4.1.4 Phương pháp thực nghiệm
Đặt tấm kính lên bệ vận hành, đặt giấy lọc mãn tính đã cân (trọng lượng: M1) lên trên, sau đó đặt một mảnh giấy lọc nhanh lên giấy lọc chậm, sau đó đặt khuôn vòng kim loại lên giấy lọc nhanh ( khuôn vòng không được vượt quá giấy lọc nhanh hình tròn).
Cân chính xác (425#) xi măng 90 g;Cát tiêu chuẩn 210 g;Sản phẩm (mẫu) 0,125g;Đổ vào thùng inox và trộn đều (trộn khô).
Dùng máy trộn xi măng (thùng trộn và lá trộn sạch và khô, rửa sạch và khô hoàn toàn sau mỗi lần thí nghiệm, đặt sang một bên).Dùng ống đong đo 72 ml nước sạch (23 oC), đầu tiên đổ vào nồi khuấy, sau đó đổ nguyên liệu đã chuẩn bị sẵn, thấm trong 30 giây;Đồng thời, nâng nồi lên vị trí trộn, khởi động máy trộn và khuấy ở tốc độ thấp (tức là khuấy chậm) trong 60 giây;Dừng lại trong 15 giây và cạo lớp bùn trên thành và lưỡi dao vào nồi;Tiếp tục đánh nhanh trong 120s thì dừng.Đổ (nạp) toàn bộ vữa đã trộn vào khuôn vòng inox thật nhanh, tính từ thời điểm vữa chạm vào giấy lọc nhanh (nhấn đồng hồ bấm giờ).Sau 2 phút, lật khuôn vòng và lấy giấy lọc lâu năm ra và cân (trọng lượng: M2).Tiến hành thí nghiệm trắng theo phương pháp trên (khối lượng giấy lọc mãn tính trước và sau khi cân là M3, M4)
Phương pháp tính toán như sau:
(1)
Trong đó, M1 - trọng lượng của giấy lọc lâu năm trước khi thí nghiệm mẫu;M2 - khối lượng giấy lọc lâu năm sau khi lấy mẫu;M3 - trọng lượng của giấy lọc lâu năm trước khi thí nghiệm trắng;M4 - khối lượng giấy lọc thường xuyên sau thí nghiệm trắng.
4.1.5 Phòng ngừa
(1) nhiệt độ nước sạch phải là 23oC và cân phải chính xác;
(2) sau khi khuấy, lấy nồi khuấy ra và dùng thìa khuấy đều;
(3) khuôn phải được lắp đặt nhanh chóng, vữa sẽ được làm phẳng và chắc chắn trong khi lắp đặt;
(4) Đảm bảo tính thời điểm vữa chạm vào giấy lọc nhanh, không đổ vữa lên giấy lọc bên ngoài.
4.2 mẫu
Ba số lô có độ nhớt khác nhau của cùng nhãn hiệu K đã được chọn là: độ nhớt 201302028 75 000 mPa·s, độ nhớt 20130233 150 000 mPa·s, độ nhớt 20130236 200 000 mPa·s thông qua quá trình rửa khác nhau để thu được cùng số lô của hai loại khác nhau tro (xem Bảng 3.1).Kiểm soát chặt chẽ độ ẩm và độ pH của cùng một lô mẫu càng nhiều càng tốt, sau đó tiến hành kiểm tra tỷ lệ giữ nước theo phương pháp trên (phương pháp giấy lọc).
4.3 Kết quả thực nghiệm
Kết quả phân tích chỉ số của ba lô mẫu được trình bày trong Bảng 1, kết quả thử nghiệm tỷ lệ giữ nước của các độ nhớt khác nhau được thể hiện trong Hình 1, và kết quả thử nghiệm tỷ lệ giữ nước của các loại tro và pH khác nhau được thể hiện trong Hình 2 .
(1) Kết quả phân tích chỉ số của 3 lô mẫu được thể hiện ở Bảng 1
Bảng 1 Kết quả phân tích của 3 lô mẫu
dự án
Lô số.
Tro %
pH
Độ nhớt/mPa, s
Nước / %
Giữ nước
201302028
4,9
4.2
75.000,
6
76
0,9
4.3
74, 500,
5,9
76
20130233
4.7
4.0
150.000,
5,5
79
0,8
4.1
140.000,
5.4
78
20130236
4,8
4.1
200, 000,
5.1
82
0,9
4.0
195.000,
5.2
81
(2) Kết quả thử nghiệm khả năng giữ nước của ba lô mẫu có độ nhớt khác nhau được thể hiện trên Hình 1.
QUẢ SUNG.1 Kết quả thử khả năng giữ nước của 3 lô mẫu có độ nhớt khác nhau
(3) Kết quả phát hiện tỷ lệ giữ nước của ba lô mẫu có hàm lượng tro và pH khác nhau được thể hiện trên Hình 2.
QUẢ SUNG.2 Kết quả phát hiện tỷ lệ giữ nước của 3 lô mẫu có hàm lượng tro và pH khác nhau
Qua kết quả thí nghiệm trên cho thấy ảnh hưởng của tỷ lệ giữ nước chủ yếu đến từ độ nhớt, độ nhớt cao tương ứng với tỷ lệ giữ nước cao thì ngược lại sẽ kém.Sự dao động của hàm lượng tro trong khoảng 1% ~ 5% hầu như không ảnh hưởng đến tỷ lệ giữ nước nên sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất giữ nước của nó.
5. Kết luận
Để tiêu chuẩn có tính ứng dụng cao hơn với thực tế và phù hợp với xu thế ngày càng gay gắt về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, đề xuất:
Tiêu chuẩn công nghiệp của hydroxypropyl methyl cellulose công nghiệp được xây dựng trong việc kiểm soát tro theo cấp độ như: tro kiểm soát cấp 1 < 0,010, tro kiểm soát cấp 2 < 0,050.Bằng cách này, nhà sản xuất có thể lựa chọn để người dùng cũng có nhiều sự lựa chọn hơn.Đồng thời, có thể ấn định giá theo nguyên tắc chất lượng cao, giá cao để tránh gây nhầm lẫn cho thị trường.Điều quan trọng nhất là tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường giúp cho việc sản xuất sản phẩm trở nên thân thiện và hài hòa hơn với môi trường.
Thời gian đăng: Sep-09-2022