DE60122279T2

DE60122279T2 - Verfahren zum Abtrennen von Celluloseether aus wässrigen Lösungen mittels Ultrafiltration mit verstärkter Scherwirkung

Info

Publication number: DE60122279T2
Application number: DE60122279T
Authority: DE
Inventors: John N. Wilmington Kostas
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: ATE336515T1; KR20030078941A; WO2002068101A1; EP1236741A1; CN1533298A; EP1236741B1; CA2435007A1; RU2003127402A; RU2291739C2; JP2005506169A; US20040030122A1; CN1301782C; JP4375967B2; MXPA03007113A; KR100830309B1; DE60122279D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Celluloseethern aus wässrigen Lösungen, insbesondere aus Waschmedien, die bei der Reinigung von unreinen Celluloseethern erhalten werden.
Wasserlösliche Celluloseethern werden in vielen industriellen Anwendungen verwendet, z.B. als Wasserrückhaltehilfsstoffe, Verdickungsmittel, Schutzkolloide, Suspendiermittel, Bindemittel und Stabilisierungen. Celluloseether werden im allgemeinen durch eine heterogene Reaktion von gereinigter Cellulose mit einem Alkalihydroxid, typischerweise Natriumhydroxid, und mindestens einem Veretherungsmittel hergestellt. Veretherungsmittel können Alkylhalogenide, Ethylen-, Propylen- oder Butylenoxide und Monochlorcarbonsäuren umfassen (siehe Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2. Auflage, Band 3, Seiten 224-269, insbesondere Seiten 229-231). Das Alkalihydroxid wird normalerweise in Wasser eingebracht, während die Veretherungsmittel normalerweise in ein inertes organisches Lösungsmittel eingebracht werden. Das unreine Celluloseetherprodukt wird dann von der Reaktionsmischung unter Verwendung von herkömmlichen Filtrationstechniken abfiltriert und kann dann entweder getrocknet oder gemahlen werden, um ein Produkt in technischer Reinheit herzustellen, oder typischerweise kann es weiter durch die Abtrennung des Celluloseethers von den Nebenprodukten der Veretherungsreaktion gereinigt werden. Diese Nebenprodukte können anorganische Salze, wie z.B. Natriumchlorid, und die Hydrolyseprodukte der Veretherungsmittel, z.B. Ethylen- oder Propylenglykole, enthalten.
Die Abtrennung des Celluloseetherprodukts von den Nebenprodukten wird normalerweise durch das Waschen des unreinen Celluloseetherprodukts mit Wasser erreicht, obwohl in einigen Fällen eine Mischung aus Wasser und einem geeigneten Alkohol, wie z.B. Methanol, Ethanol oder Isopropanol, verwendet werden kann. Celluloseether, die in kaltem Wasser nicht löslich sind, wie z.B. Ethylcellulose, können leicht durch Waschen mit kaltem Wasser gereinigt werden. Celluloseether, die nicht in heissem Wasser, aber in kaltem Wasser löslich sind, wie z.B. Methyl-, Methylhydroxyethyl-, Methylhydroxypropyl- oder Hydroxypropylcellulose, können von den Reaktionsnebenprodukten durch Waschen mit heissem Wasser oder Dampf bei einer Temperatur über der Gel- oder Ausflockungstemperatur (der Temperatur, über der der Celluloseether aus der Lösung ausfällt) abgetrennt werden. Celluloseether, die in heissem und kaltem Wasser löslich sind, wie z.B. Carboxymethyl- oder Hydroxyethylcellulose, können von den Reaktionsnebenprodukten durch Extraktion der Nebenprodukte mit einer wässrigen Alkoholmischung, in der die Reaktionsnebenprodukte löslich sind und der Celluloseether nicht löslich ist, abgetrennt werden.
Im Anschluss an das Waschen des unreinen Celluloseetherprodukts wird das Waschmedium die Reaktionsnebenprodukte, typischerweise die anorganischen Salze, und die Hydrolyseprodukte der Veretherungsmittel enthalten. Zusätzlich zu diesen Nebenprodukten wird in den meisten Fällen unglücklicherweise ein Anteil des Celluloseetherprodukts, am wahrscheinlichsten eine niedermolekulargewichtige Fraktion des Celluloseethers, in dem Waschmedium gelöst. Dieser Produktverlust in dem Waschmedium tritt am wahrscheinlichsten in dem Fall von kaltwasserlöslichen Celluloseethern, z.B. Methyl-, Methylhydroxyethyl-, Methylhydroxypropyl- oder Hydroxypropylcellulose, auf. Dieser gelöste Anteil des Celluloseetherprodukts führt zu einem Ausbeuteverlust. Da die Waschmedien typischerweise zu Abfallbehandlungseinrichtungen gebracht werden, wo die organischen Komponenten biologisch abgebaut werden, erhöht der Gehalt von Celluloseethern in den Waschmedien zudem den Bedarf an chemischem Sauerstoff (COD) bei der Behandlungseinrichtung. Zudem werden Celluloseether nicht leicht von Bakterien angegriffen und von diesen abgebaut, mit anderen Worten sind sie schlecht bioabbaubar, was zu Schwierigkeiten und hohen Kosten in der Abfallbehandlungseinrichtung führen kann. Es werden daher Verfahren untersucht, die die Abtrennung von löslichen Celluloseethern von den Waschmedien des rohen Celluloseetherprodukts ermöglichen würden. Ein solches Verfahren muss auch die Reinigung des abgetrennten Celluloseethers erlauben, so dass die Nebenprodukte aus der Reaktion auch im wesentlichen von dem Celluloseetherprodukt abgetrennt werden.
Aufgrund des möglichen Produktverlustes wie auch der bei der Abfallbehandlung der Waschmedien vom Waschen unreiner Celluloseether hervorgehenden Schwierigkeiten wäre es vorteilhaft, ein Verfahren zur Abtrennung und Reinigung der löslichen Celluloseether von den Waschmedien in einer wirksamen und kostensparenden Weise bereitzustellen. Es ist eine Anzahl von Verfahren mit dem Ziel verwendet worden, lösliche Celluloseether von den Waschmedien des unreinen Celluloseetherprodukts abzutrennen und zu reinigen. Einige dieser Verfahren verwenden chemische Behandlungen, gefolgt von einer mechanischen Abtrennung, während andere rein mechanische Trenntechniken verwenden.
Zum Beispiel beschreiben US-PS 4 537 958 und JP-OS 28-68190 Verfahren, um wasserlösliche Celluloseether, die in dem Waschmedien vom Waschen des unreinen Celluloseetherprodukts enthalten sind, unlöslich zu machen. US-PS 4 537 958 umfasst das Mischen der Lösung des wasserlöslichen Celluloseethers mit einem Dialdehyd unter sauren Bedingungen, wodurch der Celluloseether durch Vernetzen unlöslich wird, während JP-OS 28-68190 die Umsetzung des wasserlöslichen Celluloseethers mit phenolischen Verbindungen, die als Ausflockungsmittel zur Ausfällung des Celluloseethers dienen, umfasst. Die unlösliche Celluloseetherverbindung kann durch Standardfiltration oder Centrifugation zurückgewonnen werden. Während das Waschmedium wesentlich weniger lösliche Cellulose im Anschluss an solche Behandlungen enthält, verbleiben die zu dem Waschmedium zum Unlöslichmachen des Celluloseethers hinzugefügten Verbindungen in dem Waschmedium und müssen in dem anschliessenden Verfahren berücksichtigt werden. Zudem sind die ausgefällten Celluloseether durch die Reaktion mit den hinzugefügten Verbindungen modifiziert worden und können für das Mischen mit den Hauptcelluloseetherprodukten ungeeignet sein.
US-PS 4 672 113 beschreibt Ultrafiltrationsverfahren zur Reinigung des durch die Herstellung von Celluloseethern erhaltenen flüssigen Reaktions- und/oder Waschmediums. Es wird ein Verfahren beschrieben, in dem ein flüssiges Medium destilliert wird, um die niedrigsiedenden organischen Nebenprodukte der Reaktion abzutrennen, und anschliessend der wässrige Destillationsrest durch vorzugsweise eine Polyethersulfonmembran einer Ultrafiltration unterzogen wird, wobei ein Permeat mit einem verminderten COD-Wert und ein Konzentrat, das etwa zu gleichen Mengen Celluloseether und anorganisches Salz enthält, hergestellt wird. Die Celluloseetherkonzentration in dem Konzentratstrom ist gering und wird eine weitere Verarbeitung erfordern, um die Lagerung einer grossen Menge an Konzentrat zu vermeiden. Die Flussraten durch die Membran sind ebenfalls gering, wodurch eine hohe Membranfläche erforderlich ist. Zudem wird das Konzentrat noch das anorganische Salznebenprodukt aus der Celluloseetherreaktion enthalten, wodurch eine weitere Verarbeitung des Stroms erforderlich wird, um ein reines Celluloseetherprodukt zurückzugewinnen.
Um einige der Nachteile des in US-PS 4 672 113 offenbarten Verfahrens zu verbessern, lehrt US-PS 5 500 124 ein Verfahren, umfassend die Reinigung des während der Herstellung von Celluloseethern erhaltenen flüssigen Reaktions- und/oder Waschmediums. Das Verfahren umfasst die Ultrafiltration des Mediums bei einer Temperatur über der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers. Die Ultrafiltration wird wiederum vorzugsweise unter Verwendung einer Polyethersulfonmembran durchgeführt. Das Konzentrat der Reaktion und/oder das aus dem Ultrafiltrationsprozess erhaltene Waschmedium enthält noch das anorganische Salznebenprodukt und wird weiterhin mit einem Oxidationsmittel behandelt, so dass der gelöste Celluloseether oxidativ abgebaut wird.
US-PS 5 218 107 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von wasserlöslichen Verunreinigungen (in erster Linie anorganischem Salz) aus einer wässrigen Lösung von wasserlöslichem Celluloseether, das die Behandlung der wässrigen Lösung des wasserlöslichen Celluloseethers mittels Ultrafiltration und Diafiltration bei Bedingungen, die wirksam eine behandelte wässrige Lösung mit einer verminderten Konzentration der wasserlöslichen Verunreinigung und einer erhöhten Konzentration des wasserlöslichen Celluloseethers herstellt, umfasst. Die durch diese Membran beanspruchten Flussraten, 3 bis 20 l/m²/std, sind gering, was zu einer grossen Membranfläche und einem ineffizienten Verfahren führen würde. Weiterhin lehrt dieses Patent, dass für Celluloseether, die bei hohen Temperaturen weniger löslich sind, die Temperatur dieses Verfahrens erhöht werden kann, um solche Celluloseether unlöslich zu machen.
US-PS 5 360 902 beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung kurzkettiger Celluloseether, die in dem Waschwasser, das durch Spülen von Methylhydroxyalkylcelluloseethern mit Wasser hergestellt wird, unlöslich sind. Die kurzkettigen Celluloseether werden durch Durchleiten des Waschwassers durch zwei Stufen einer Membranfiltration zurückgewonnen. Um vernünftige Flussraten durch diese Membran zu erhalten, ist die Molekulargewichtsgrenze der Membran jedoch derart, das nur Celluloseether mit einem Molekulargewicht von über 8.000 Dalton zurückgewonnen werden, während kürzerkettige Spezies (weniger als 8.000 Dalton) nicht zurückgewonnen werden. Bei Verwendung der 8.000 Dalton-Membran werden etwa 5 % des löslichen Materials nicht zurückgewonnen. Um diese kürzerkettigen Celluloseether zurückzugewinnen, wurde eine Membran mit einer niedrigeren Molekulargewichtsgrenze, 500 Dalton, verwendet. Die beanspruchten Flussraten von 5 bis 10 l/m²/std, um die gesamten oder fast die gesamten löslichen Celluloseether zurückzugewinnen, würde zu einer grossen Membranfläche und einem ineffizienten Verfahren führen. Ein Versuch, die Flussrate durch Erhöhen des Drucks zu erhöhen, war nicht erfolgreich (die Flussrate sank bei Erhöhung des Drucks), vermutlich aufgrund des Faulens der Polyethersulfonmembran.
US-PS 5 482 634 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung eines wässrigen Reaktions- und/oder Waschmediums, das Celluloseether enthält. Das Verfahren umfasst das Erhitzen des wässrigen Mediums über den Ausflockungspunkt der heisswasserlöslichen Celluloseether und Abtrennen des ausgefällten Gels unter Verwendung einer Vollmantelzentrifuge oder eines Tellerseparators, gefolgt von einer Behandlung des wässrigen Liquors durch Ultrafiltration durch vorzugsweise eine Polyethersulfonmembran bei einem Konzentrationsverhältnis von mindestens 40. Das anfängliche Erhitzen des wässrigen Mediums dient dem Zweck, die Gele vor der Ultrafiltrationsbehandlung zu entfernen, vermutlich um höhere Flussraten durch die Membran zu erlauben. Es wäre vorteilhaft, die Ultrafiltrationsbehandlung bei vernünftigen Flussraten durch die Membran ohne die hinzugefügte Komplexität der Hochtemperaturzentrifugation oder Scheibenabtrennung durchzuführen.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es das der Erfindung zugrundeliegende Ziel, ein wirksameres und effizienteres Verfahren zur Rückgewinnung von Celluloseethern aus einer wässrigen Lösung bereitzustellen, insbesondere aus dem bei der Reinigung von unreinen Celluloseetherprodukten erhaltenen Waschmedium.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren zur Rückgewinnung von Celluloseethern aus einer wässrigen Lösung, umfassend die Schritte:

(a) Leiten einer wässrigen Lösung durch eine Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers;
(b) Verdünnen des in Schritt (a) erhaltenen Retentats mit einem Lösungsmittel in einem Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu Retentat im Bereich von 1:1 bis 40:1; und
(c) Leiten des in Schritt (b) erhaltenen verdünnten Retentats durch eine Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers,

²

Die wässrige Lösung, enthaltend Celluloseether, wird beschrieben, die dem erfindungsgemässen Verfahren unterworfen wird.
Celluloseether sind Polymere, die die Rheologie von Systemen auf Wasserbasis steuern können. Sie werden durch Alkylierung von Cellulose über die Reaktion mit einem Alkalihydroxid, wie z.B. Natriumhydroxid, und einem geeigneten Veretherungsmittel, wie z.B. einer Monochloressigsäure, Ethylen- oder Propylenoxid, Methyl- oder Ethylchlorid usw. hergestellt. Zum Beispiel kann Carboxymethylcellulose durch Reaktion von Cellulose mit Natriumhydroxid und Monochloressigsäure hergestellt werden, während Methylcellulose durch die Reaktion von Cellulose mit Natriumhydroxid und Methylchlorid hergestellt werden kann. Mischester von Methylcellulose, wie z.B. Methylhydroxyethyl- oder Methylhydroxypropylcellulose, können durch die Zugabe von Ethylen- oder Propylenoxid zu dem Methylcellulose-Reaktionsmedium hergestellt werden.
Der durch das erfindungsgemässe Verfahren zurückzugewinnende Celluloseether ist vorzugsweise ein Celluloseether mit einer niedrigeren Löslichkeit in heissem Wasser als in kaltem Wasser. Das Verfahren wird insbesondere für die Rückgewinnung von Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose und Hydroxypropylcellulose bevorzugt.
Die in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete wässrige Lösung, enthaltend Celluloseether, ist vorzugsweise das bei der Reinigung von unreinen Celluloseethern erhaltene Waschmedium, das als Abfall bei der Herstellung von Celluloseethern erhalten wird.
Die Alkylierungs- und Veretherungsreaktionen von Cellulose führen auch zur Bildung von Reaktionsnebenprodukten, wie z.B. Salzen und Hydrolyseprodukten der verschiedenen Veretherungsmittel. Diese Nebenprodukte können Salze, wie z.B. Natriumchlorid und/oder Natriumacetat, und Hydrolysenebenprodukte, wie z.B. Ethylen- oder Propylenglykol und/oder Methanol, enthalten. Die Mischung des Celluloseetherprodukts und den oben beschriebenen Nebenprodukten wird hier als "unreines Celluloseetherprodukt" bezeichnet. In den meisten Fällen müssen die Nebenprodukte von dem unreinen Celluloseetherprodukt abgetrennt werden, um einen gereinigten Celluloseether herzustellen. Die Reinigung des unreinen Celluloseetherprodukts wird normalerweise durch Waschen mit heissem Wasser und/oder einer heissen wässrigen Alkohollösung erreicht, jedoch kann eine beliebige Zahl von organischen oder wässrigen Lösungen verwendet werden, sofern sie bei der Lösung der Nebenprodukte der Celluloseetherreaktion wirksam sind. Das Waschen des unreinen Celluloseetherprodukts mit Wasser oder einer wässrigen Alkohollösung entfernt die Reaktionsnebenprodukte in das Waschmedium. In vielen Fällen jedoch, abhängig von dem bestimmten Celluloseether, der hergestellt wird, löst es auch einen Anteil des Celluloseethers. Der gelöste Celluloseether umfasst am wahrscheinlichsten den Anteil des unreinen Celluloseetherprodukts, der entweder ein geringes Molekulargewicht oder einen Veretherungsgrad aufweist, der es in der Waschflüssigkeit löslich macht. Verschiedene Celluloseether haben unterschiedliche Löslichkeiten in der Waschflüssigkeit, in Abhängigkeit von der Temperatur oder der bestimmten verwendeten Waschflüssigkeit. Die durch das Waschen des unreinen Celluloseetherprodukts erhaltene Waschflüssigkeit, die die Reaktionsnebenprodukte wie auch lösliches Celluloseetherprodukt (oder in diesem Zusammenhang ein beliebiges unlösliches Celluloseetherprodukt, das in die Waschflüssigkeit gelangt) enthält, wird als "Waschmedium" bezeichnet. Typischerweise wird das Waschmedium eine Konzentration von 0,5 bis 20 g/l Celluloseether und 50 bis 150 g/l Salze enthalten; noch typischer wird die Celluloseetherkonzentration zwischen 2 und 10 g/l und die Salzkonzentration zwischen 70 und 100 g/l liegen. Die anderen Reaktionsnebenprodukte werden typischerweise eine Konzentration von weniger als 1 g/l in dem Waschmedium aufweisen. Das Waschmedium würde ohne die Anwendung der Erfindung typischerweise zu einer Abfallbehandlungseinrichtung gebracht werden. Der in dem Waschmedium enthaltene Celluloseether geht hierdurch verloren. Zudem ist der lösliche Celluloseether typischerweise biologisch schlecht abbaubar und erhöht stark die COD-Belastung der Abfallbehandlungseinrichtung im Vergleich mit einem Waschmedium, von dem die lösliche Celluloseether entfernt wird.
In Schritt (a) des erfindungsgemässen Verfahrens wird die wässrige Lösung, enthaltend Celluloseether, durch eine Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers geleitet. Das heisst, die wässrige Lösung wird einer Ultrafiltration unterworfen.
Ultrafiltration ist ein Membrantrennverfahren auf molekularer Ebene und wird durch die Druckdifferenz durch die Membran bewirkt. Membranen sind dünne feste Grenzen, die eine definierte Porenstruktur aufweisen, die eine durchzuführende Trennung aufgrund eines Grössenausschlussmechanismus erlauben. Membrantrennverfahren sind im Vergleich zu anderen Trennverfahren, wie z.B. Destillation oder Komplexierung, aufgrund der Tatsache erwünscht, dass die Membrantrennung die zu trennenden Produkte chemisch nicht verändert oder diese zerstört; dadurch kann die getrennte Komponente gut recycelt und wiederverwendet werden. Flüssigkeiten und Komponenten, die kleiner sind als die Poren der Membran, gehen durch die Membran, während grössere Komponenten nicht durch die Membran gehen und zurückgehalten werden. Der Strom, der die zurückgehaltenen Komponenten enthält, wird als das Konzentrat oder Retentat bezeichnet, während der Strom, der durch die Membran geleitet wird, als Filtrat oder Permeat bezeichnet wird. Die Geschwindigkeit, bei der das Permeat durch die Membran geht, wird als Membrandurchlass bezeichnet. Es ist für diesen Membrandurchlass typisch, in bezug auf die Membranfläche genannt zu werden. Der Durchlass auf Flächenbasis wird als Membranfluss bezeichnet. Das Ziel eines Ultrafiltrationsverfahrens ist es, entweder bestimmte Komponenten in einem Strom zurückzugewinnen oder aufzukonzentrieren und/oder die Komponenten aus dem Strom zu entfernen, wodurch ein gereinigter Permeatstrom hergestellt wird.
Die Verwendung von Membranfiltration als nutzbares Trennverfahren im Produktionsformat ist häufig aufgrund der geringen Membranflüsse und somit hohen Kapitalkosten wie auch dem Faulen der Membranoberflächen beschränkt. Das Faulen führt langfristig zu einem Verlust an Membranfluss und kann entweder durch einen Aufbau von Komponenten auf der Membranoberfläche, die zur Bildung einer Filmschicht führen, oder durch die Akkumulierung von Komponenten in den Membranporen, was zum Verstopfen der Poren führt, bewirkt werden. Als Ergebnis ist ein häufiges Reinigen der Membran erforderlich, was einen Abbau bewirken kann und den Membranaustausch beschleunigt, wodurch die Kosten der Membranfiltration in der Verwendung erhöht werden.
Typischerweise ist ein zur Minimierung der Dicke der Fäulnisschicht und damit zur Erhöhung des Membranflusses verwendetes Verfahren das Bewirken von Scherkraft an der Membranoberfläche durch Kreuzfluss (cross flow)-Filtration. Bei der Kreuzflussfiltration wird der zu trennende Strom über die Membran parallel zur Oberfläche bei einer hohen Geschwindigkeit kreuzweise gepumpt. Die hohen Geschwindigkeiten beschränken jedoch die Kreuzflussfiltration auf niedrigviskose Ströme und daher geringe Gesamtkonzentrationen der zurückgehaltenen Komponente. Obwohl die Kreuzflussfiltration den Aufbau einer Fäulnisfilmschicht vermindert, eliminiert sie diese nicht. Dies ist so aufgrund der Tatsache, dass die durch die Kreuzflussfiltration bewirkten Scherraten, typischerweise weniger als 20.000 s^–1, nicht ausreichen, um eine Turbulenz an der Membranoberfläche herzustellen, wodurch der Aufbau einer stagnierenden Schicht der zurückgehaltenen Komponenten noch stattfindet, mit einer entsprechenden Verschlechterung des Membranflusses.
Erfindungsgemäss wird eine verstärkte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran durch einen Ultrafiltrationsmembranvorrichtung bewirkt. Der Ausdruck "erhöhte Scherkraft" soll erfindungsgemäss eine Scherkraft bedeuten, die unabhängig von der Kreuzflussgeschwindigkeit des beschickten Stroms ist. Die durch die Ultrafiltrationsmembranvorrichtung bewirkte erhöhte Scherkraft kann durch Vibration, Spinnscheiben oder Spinnzylinder hergestellt werden, und vorzugsweise entspricht sie einer Scherrate von mehr als 100.000 s^–1, vorzugsweise mehr als 130.000 s^–1.
Die Herstellung der Scherkraft durch Vibration wird bevorzugt, mit anderen Worten ist die erfindungsgemäss zu verwendende Ultrafiltrationsmembranvorrichtung vorzugsweise eine vibrierende Ultrafiltrationsmembranvorrichtung. In einer vibrierenden Ultrafiltrationsvorrichtung vibriert die Membran bei einer spezifischen Frequenz und einer spezifischen Amplitude. Die durch die Vorrichtung hergestellte Scherkraft kann durch Einstellen der Frequenz und der Amplitude eingestellt werden. Typische Werte für die Frequenz liegen im Bereich von 40 bis 80 Hz, und typische Werte für die Amplitude liegen im Bereich von 1 bis 4 cm (0,5 bis 1,5 inches).
Eine besonders bevorzugte Ultrafiltrationsmembranvorrichtung wird als VSEP für vibratory shear enhanced process bezeichnet, hergestellt von New Logic International Inc., Emeryville, Kalifornien. VSEP ist ein System mit Platte und Rahmen, wobei die Membranen selbst eine Scherkraft an der Membranoberfläche durch Torsionsschwingung bewirken. Die Vibration führt zu Scherwellen, die Turbulenzen an der Membranoberfläche bewirken. Die hergestellten Scherraten können bis zu etwa 150.000 s^–1 erreichen, was bis zu fünf mal mehr ist als bei der typischen Kreuzflussvibration. Diese Erhöhung der Scherkraft eliminiert im wesentlichen die stagnierende Filmschicht an der Membranoberfläche und erlaubt höhere Membranflüsse für eine ähnliche Membran im Vergleich zu der Kreuzflussmembranfiltration. Alternativ besteht die Möglichkeit der Verwendung von engeren Membranen, mit anderen Worten kleineren Porengrössen, um die Rückhalteeffizienz der Filtration zu verbessern.
In der in Schritt (a) des erfindungsgemässen Verfahrens erzielten Ultrafiltration wird die wässrige Lösung unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers gehalten. Der Ausdruck "Ausflockungstemperatur" ist dem Fachmann bekannt und ist definiert als die Temperatur, über der ein Celluloseether aus der Lösung ausfallen wird. Sie hängt in erster Linie von dem Substitutionsgrad und in zweiter Linie vom Molekulargewicht ab. Erfindungsgemäss wird ein Standardverfahren zur Bestimmung des Ausflockungspunkts des Celluloseethers, der das Hauptprodukt ausmacht, verwendet. Der in dem zu reinigenden Waschmedium enthaltene Celluloseether weist den gleichen oder, im Fall eines geringeren Molekulargewichts, einen höheren Ausflockungspunkt, aber im allgemeinen keinen geringeren Ausflockungspunkt als der für das Hauptprodukt bestimmte auf. Daher ist der geringstmögliche Ausflockungspunkt der in den Waschmedien enthaltenen Celluloseethers bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bekannt.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass bei Vermeidung der Ausfällung des Celluloseethers und gleichzeitigem Schaffen einer erhöhten Scherkraft an der Oberfläche der Membran der Membranfluss maximiert wird. Die Temperatur der wässrigen Lösung wird vorzugsweise so eingestellt, dass sie gerade unter dem Ausflockungspunkt liegt. Dies wird bevorzugt, da durch weitere Erniedrigung der Temperatur die Viskosität der Lösung steigt und der Membranfluss unnötigerweise vermindert wird. Die Temperatur der wässrigen Lösung kann durch Steuerung der Temperatur des Verfahrens eingestellt werden, was auch ermöglicht, die Temperatur im Laufe des Schrittes (a) zu ändern und zu justieren.
Die in Schritt (a) verwendete Ultrafiltrationsmembran kann eine asymmetrische oder symmetrische Membran, eine Kompositmembran mit mehr als einer Schicht oder eine Membran mit nur einer Schicht sein. Sie kann aus einem keramischen oder polymeren Material bestehen, wie z.B. Polystyrol, Polyester, Polyamid, Polysulfon, Polyethersulfon oder Celluloseacetat. Bevorzugte Membranen sind Polysulfon, Polyethersulfon oder Polyamidmembranen, wobei eine Polyamidmembran besonders bevorzugt ist. Ein Beispiel einer Polyamidmembran, die erfindungsgemäss bevorzugt verwendet wird, umfasst TS-40 von Trisep Corporation, Gleta, Kalifornien, USA. Diese Membran weist vorzugsweise eine Molekulargewichtsgrenze auf, die eine hohe Retention des Celluloseethers erlauben wird, während sie auch einen hohen Membranfluss aufgrund einer erhöhten Scherkraft bereitstellt. Die Molekulargewichtsgrenze (ein Mass der Porengrösse) beträgt vorzugsweise 100 bis 10.000 Dalton, bevorzugter 150 bis 2.000 Dalton. Die exakten Werte der Grenze hängen von dem Molekulargewicht des zurückzugewinnenden Celluloseethers ab und werden entsprechend ausgewählt.
Wie oben erwähnt, sollte die Temperatur unter der Ausflockungstemperatur der Celluloseether gehalten werden, typischerweise unter 80°C, vorzugsweise unter 65°C.
Der Betriebsdruck liegt vorzugsweise zwischen 2 und 40 bar, bevorzugter zwischen 10 und 30 bar. Der Druck auf der Retentatseite ist vorzugsweise höher als der auf der Permeatseite und wird vorzugsweise in Korrelation mit dem Permeatfluss erhöht. Der Druck auf der Permeatseite ist im allgemeinen Atmosphärendruck.
Der durchschnittliche Permeatfluss in Schritt (a) beträgt vorzugsweise 10 bis 100 l/m²h.
In Schritt (b) des erfindungsgemässen Verfahrens wird das in Schritt (a) erhaltene Retentat mit einem Lösungsmittel in einem Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu Retentat im Bereich von 1:1 bis 40:1, vorzugsweise im Bereich von 1:1 bis 20:1, bevorzugter im Bereich von 2:1, verdünnt. Der Retentatstrom von Schritt (a) wird entweder kontinuierlich oder absatzweise mit dem Volumen von zugefügtem Wasser in Schritt (b) gemischt. Ein beliebiges Lösungsmittel kann erfindungsgemäss verwendet werden unter der Massgabe, dass es den Celluloseether und das Salz löst und mit der Membran kompatibel ist. Für eine Polyamidmembran sind Wasser, aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether und Ketone geeignet. Für Polysulfonmembranen sind Wasser und Alkohole kompatibel. Die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel wird bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Schritt (b) gleichzeitig mit Schritt (c) durchgeführt. Das heisst, die Menge an in Schritt (b) hinzugefügtem Lösungsmittel wird gleichzeitig mit dem in Schritt (a) erhaltenen Retentat in einem Behälter gemischt, dessen Inhalt dann durch die Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers in Schritt (c) geleitet.
Das Permeat aus Schritt (c) wird verworfen, während das Retentat zu dem Behälter zurückgeführt wird, wo es kontinuierlich mit dem Lösungsmittel verdünnt wird. Der Lösungsmittelfluss wird vorzugsweise mit dem in Schritt (b) erhaltenen Permeatfluss gleichgesetzt. Das Verfahren wird fortgeführt, bis die Salzkonzentration in dem in Schritt (c) erhaltenen Retentatfluss auf ein erwünschtes Niveau vermindert ist. An diesem Punkt wird der Behälter entleert, und ein neuer Retentatansatz aus Schritt (a) wird in den Behälter eingebracht, und das Verfahren wird wiederholt.
Die Kombination der Schritte (b) und (c) ist ein Diafiltrationsschritt. Diafiltration ist ein Verfahren, in dem ein Lösungsmittel, typischerweise Wasser, in ein System in einer Rate initiiert wird, die gleich oder geringer ist als die in dem System verwendete Filtrationsrate. Der Nettoeffekt ist das Auswaschen der löslichen Komponenten, die durch die Membran durchgehen werden, während die Komponenten, die nicht durch die Membran gehen, zurückgehalten werden.
Erfindungsgemäss wird Wasser vorzugsweise als Lösungsmittel zum Auswaschen von Salz und anderen wasserlöslichen Verunreinigungen durch Diafiltration hinzugefügt. Während der Diafiltration wird die Lösungsmittelzugaberate vorzugsweise im wesentlichen gleich zu der Permeatverlustrate durch die Membran eingestellt, so dass die Diafiltration unabhängig von der Konzentration des Celluloseethers in der wässrigen Lösung vorgenommen wird. Die Diafiltration ist im allgemeinen am wirksamsten, wenn das Volumen des Celluloseetherretentats am geringsten ist.
In bezug auf die zu verwendende Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die Verfahrensbedingungen, wie z.B. Temperatur, Dispersionsfarbstoff und Fluss, und die zu verwendenden Membranen, können die gleichen Bedingungen und Materialien in Schritt (c) wie in Schritt (a) verwendet werden.
Das heisst, die Ultrafiltration von Schritt (c) wird vorzugsweise unter Verwendung einer Polyamidmembran, wie z.B. TS-40, durchgeführt. Wie oben beschrieben, sind andere Membranen ebenfalls geeignet. Die Membran wird vorzugsweise in einer vibrierenden Vorrichtung, wie z.B. einem erhöhten Scherkraftmodul, z.B. dem zuvor beschriebenen VSEP-System, installiert. Die Polyamidmembran sollte vorzugsweise eine Molekulargewichtsgrenze (ein Mass für die Porengrösse) zwischen 100 und 10.000 Dalton, bevorzugter zwischen 150 und 2.000 Dalton, aufweisen. Die Temperatur sollte unter der Ausflockungstemperatur der Celluloseether, typischerweise unter 80°C, bevorzugt unter 65°C, gehalten werden, während der Betriebsdruck typischerweise zwischen 2 und 40 bar, vorzugsweise zwischen 20 und 30 bar liegt.
Am Ende des Schrittes (c) wird der Celluloseether eine Konzentration in dem Konzentratstrom zwischen 50 und 5.000 g/l, typischerweise zwischen 150 und 400 g/l, und eine Salzkonzentration zwischen 2 und 30 g/l, typischerweise zwischen 5 und 20 g/l aufweisen.
Die erfindungsgemässen Schritte (a) bis (c) können entweder absatzweise oder als ein kontinuierliches erfindungsgemäss durchgeführt werden. Zudem können die Schritte (a) und (c) in einer beliebigen Kombination durchgeführt werden, d.h. Schritt (a) kann bis zu einer Zwischenkonzentration durchgeführt werden, gefolgt von den Schritten (b) und (c), gefolgt von einem weiteren Schritt (a), wiederum den Schritten (b) und (c) usw. Es ist insbesondere bevorzugt, die Schritte (b) und (c) mehrmals, vorzugsweise zwei bis fünf mal zu wiederholen.
Die Permeatströme aus den Schritten (a) und (c) sind klare Flüssigkeiten und wesentlich an Celluloseether reduziert. Es ist gefunden worden, dass die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in vielen Fällen einen Permeatstrom ohne detektierbare Mengen an Celluloseether herstellt. Die Permeatströme können Abfallbehandlungseinrichtungen zugeführt werden. Da die zurückgehaltenen Celluloseether biologisch schwieriger angreifbar sind als die in den Permeatströmen verbleibenden organischen Komponenten, werden die Permeatströme besser bioabbaubar sein.
Der in Schritt (c) erhaltene Konzentratstrom wird eine hohe Konzentration an Celluloseether aufweisen und im wesentlichen frei von Verunreinigungen, wie z.B. Salz, sein. Die Gesamtrückgewinnung des Celluloseethers in dem Waschmedium beträgt im allgemeinen zwischen 65 und 100 und typischerweise zwischen 80 und 95 %. Dieser Strom kann als ein wertvolles Produkt zurückgewonnen werden und zur weiteren Verarbeitung, wie z.B. Trocknen, vorzugsweise Sprühtrocknen, Mahlen usw. zugeführt werden, um ein festes Produkt, vorzugsweise in trockener partikulärer Form, zurückzugewinnen. Alternativ kann die Konzentratlösung in das Trocknungsverfahren des Hauptcelluloseetherprodukts (das Produkt, das über Standardfiltrationstechniken von dem rohen Celluloseetherprodukt zurückgewonnen wird) zurückgeführt werden.
Wie durch die folgenden Beispiele erkannt werden wird, ist das erfindungsgemässe Verfahren sehr effizient und wirksam, das eine gute Zurückhaltung des Celluloseethers bei hohen Membranflüssen bereitstellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird weiterhin durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, die nicht als den erfindungsgemässen Umfang beschränkend gelesen werden sollten. Das Waschwasser, das in den folgenden Beispielen verwendet wird, enthält lösliche, niedermolekulargewichtige Celluloseether und wird durch das Waschen eines rohen Celluloseetherprodukts erhalten.
BEISPIEL 1
Insgesamt 2.500 l Waschwasser aus der Herstellung von Methylhydroxyethylcellulose, enthaltend 6,9 g/l Celluloseether (zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 12.000) und 85 g/l Natriumchlorid werden durch Ultrafiltration unter Verwendung eines Ultrafiltrationssystems mit erhöhter Scherkraft aufkonzentriert. Ein Ultrafiltrationssystem aus der VSEP-Serie P mit erhöhter Scherkraft, hergestellt von New Logic International Incorporated, ausgestattet mit etwa 1,5 m² einer Polyamidmembran, TS-40 (Molekulargewichtsgrenze von etwa 180 Dalton), erhältlich von Trisep Corporation, wird verwendet. Die erhöhte Scherkraft wird durch Vibration der Membranpackung erhalten. Die Amplitude und Frequenz der Vibration werden auf 2 cm bzw. etwa 45 Hz eingestellt und während der Ultrafiltration konstant gehalten. Die Ultrafiltration wird absatzweise durchgeführt, wobei das Waschwasser auf einer Temperatur von etwa 60°C, was unterhalb der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers ist, gehalten wird. Ein anfänglicher Permeatfluss von 60 l/m²h wird bei einem Betriebsdruck von 20 bar erhalten. Ein Permeat von insgesamt 2.014 l wird durch die Membran geleitet, während das Retentat insgesamt 486 l beträgt, bei einer 5,14-fachen Gesamtaufkonzentrierung. Der Permeatfluss am Ende der Aufkonzentrierung war auf 37 l/m²h vermindert. Der durchschnittliche Permeatfluss betrug 50 l/m²h. Das Permeat enthielt 0,10 g/l Celluloseether. Die Retentatkonzentration an Celluloseether beträgt 35 g/l. Die Retention des Celluloseethers durch die TS-40-Polyamidmembran in dieser Aufkonzentration entspricht somit 98,8 %.
BEISPIEL 2
Das konzentrierte Waschwasser aus Beispiel 1 wird diafiltriert, um die Natriumchloridkonzentration zu vermindern. Die Diafiltration wird absatzweise durch stufenweise Zugabe von Wasser zu dem Retentat und anschliessende Aufkonzentrierung unter Verwendung des VSEP-Systems durchgeführt. 514 l Wasser werden zu dem Retentat aus Beispiel 1 hinzugefügt und dann aufkonzentriert. Die anfängliche Permeatrate betrug 72 l/m²h bei 20 bar Betriebsdruck und 55 bis 60°C. Insgesamt wurden 750 l Permeat durch die Membran geleitet, während das Retentat insgesamt 250 l betrug. Der Permeatfluss am Ende dieser Aufkonzentrierung betrug 51 l/m²h mit einem durchschnittlichen Permeatfluss von 61 l/m²h. Die Celluloseetherkonzentration in dem Permeat betrug 0,14 g/l.
Die Diafiltration wird durch Zugabe von 250 l Wasser zu dem obigen Retentat und anschliessende weitere Aufkonzentrierung fortgeführt. Der anfängliche Permeatfluss beträgt 53 l/m²h. Insgesamt werden 375 l Permeat durch die Membran geleitet, während das Retentat insgesamt 125 l beträgt. Der Permeatfluss am Ende dieser Aufkonzentrierung betrug 21 l/m²h mit einem durchschnittlichen Permeatfluss von 28 l/m²h. Die Konzentration des Celluloseethers in dem Permeat betrug 0,10 g/l.
Die letzte Diafiltrationsstufe wird durch die Zugabe von 125 l Wasser zu dem Retentat aus der letzten Diafiltrationsstufe und anschliessende Aufkonzentrierung vorgenommen. Der anfängliche Permeatfluss in diesem letzten Diafiltrationsschritt beträgt 48 l/m²h. Insgesamt wurden 231 l Permeat durch die Membran geleitet, wobei das Retentat insgesamt 69 l betrug. Der Permeatfluss durch die Membran am Ende der Aufkonzentrierung betrug 10 l/m²h mit einem durchschnittlichen Permeatfluss von 23 l/m²h. Die Celluloseetherkonzentration in dem Permeat betrug 0,10 g/l.
Die Natriumchloridkonzentration in dem Waschwasser betrug 85 bis 8,4 g/l. Die Gesamtretention des Celluloseethers durch die TS-40-Polyamidmembran in der obigen stufenweisen Diafiltration beträgt 99,0 %. Die endgültige Retentat-Celluloseetherkonzentration beträgt 245 g/l, während insgesamt der durchschnittliche Permeatfluss für die Diafiltration 38 l/m²h beträgt.
BEISPIEL 3 Insgesamt 2.250 l eines aus der Herstellung von Methylhydroxyethylcellulose erhaltenen Waschwassers, das 4,3 g/l Celluloseether (zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 8.000) enthält, wird durch Ultrafiltration unter Verwendung des Ultrafiltrationssystems mit erhöhter Scherkraft VSEP-Serie P aufkonzentriert. Um die Wirkung der Membranporengrösse auf die Retention des Celluloseethers zu bestimmen, wird das VSEP mit etwa 1,5 m² einer NTR 7410-Polyethersulfonmembran, Molekulargewichtsgrenze von 1.000 Dalton, erhältlich von Hydronautics Corporation, Oceanside, Kalifornien, ausgestattet. Die Vibrationsamplitude wird auf 1,8 cm (3/4 inch) gesetzt und während der Ultrafiltration konstant gehalten. Die Ultrafiltration wird absatzweise durchgeführt, wobei das Waschwasser auf einer Temperatur von etwa 60°C, was unterhalb der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers liegt, gehalten wird. Ein anfänglicher Permeatfluss von 31 l/m²h wird bei einem Betriebsdruck von 10 bar erhalten. Wenn das Waschwasser auf das 2,7-fache aufkonzentriert wurde, war der Permeatfluss auf 23 l/m²h vermindert. Der Betriebsdruck wurde auf 14 bar erhöht, und der Permeatfluss erhöhte sich auf 38 l/m²h. Wenn das Waschwasser auf das 4,4-fache aufkonzentriert wurde, war der Permeatfluss auf 36 l/m²h vermindert. Der Betriebsdruck wurde auf 17 bar erhöht, und der Permeatfluss erhöhte sich auf 43 l/m²h. Wenn das Waschwasser auf das 12-fache aufkonzentriert wurde, war der Permeatfluss auf 34 l/m²h vermindert. Der Betriebsdruck wurde auf 24 bar erhöht, und der Permeatfluss erhöhte sich auf 44 l/m²h. Das Waschwasser wurde weiterhin auf die 15-fache Konzentration aufkonzentriert. Der Permeatfluss am Ende der Aufkonzentrierung betrug 37 l/m²h. Insgesamt wurden 2.100 l Permeat durch die Membran geleitet. Die Retentatkonzentration betrug 58 g/l Celluloseether. Die Retention des Celluloseethers durch die NTR 7410-Polysulfonmembran in dieser Konzentration beträgt somit 90 %.
BEISPIEL 4
Die 150 l des Konzentrats von Beispiel 3 wurden diafiltriert, um die Natriumchloridkonzentration zu vermindern und um es weiter aufzukonzentrieren. Die Natriumchloridkonzentration des Konzentrats beträgt 84 g/l. Die Diafiltration wird absatzweise durch einfache Zugabe von Verdünnungswasser zu dem konzentrierten Waschwasser durchgeführt. Das verdünnte Konzentrat wird dann einem VSEP-System der Serie P, ausgestattet mit der NTR 7410-Polysulfonmembran, zugeführt. 604 l Wasser wurden zu den 150 l des Konzentrats von Beispiel 3 hinzugegeben. Die Diafiltration wird bei etwa 60°C und einem Betriebsdruck von 20 bar durchgeführt. Zu Beginn der Diafiltration betrug der Permeatfluss 36 l/m²h. Insgesamt wurden 700 l durch die Membran geleitet, während das Retentat insgesamt 54 l ausmachte. Die Endkonzentration des Retentats betrug 139 g/l, wobei die Natriumchloridkonzentration 16 g/l betrug. Der Permeatfluss war auf 32 l/m²h bei dieser Endkonzentration vermindert. Die Retention des Celluloseethers betrug 86 %.
BEISPIEL 5
Ein Waschwasser aus der Herstellung von Methylhydroxyethylcellulose, das 5,6 g/l Celluloseether enthält, wird durch Ultrafiltration unter Verwendung eines Ultrafiltrationssystems mit erhöhter Scherkraft der VSEP-Serie L, sowohl mit als auch ohne Vibration auf konzentriert. Die VSEP-Serie L wird mit 0,045 m² einer TS-40-Polyamidmembran ausgestattet. Die Aufkonzentrierungen werden absatzweise bei etwa 55°C, was unterhalb der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers liegt, und einem Betriebsdruck von 14 bar durchgeführt.
In dem Betriebsmodus ohne Vibration wird die Scherkraft durch den Fluss des Retentats über die Membranoberfläche bereitgestellt. Die Kreuzflussgeschwindigkeit wird auf einen Wert von 0,7 m/s eingestellt. Zu Beginn der Ultrafiltration beträgt der Permeatfluss 41 l/m²h, fällt jedoch schnell auf 22 l/m²h bei einer Konzentration von 10 g/l Celluloseether und sinkt dann weiter auf 5 l/m²h bei einer Konzentration von 40 g/l Celluloseether.
Das gleiche Waschwasser wie oben wird ähnlich auf konzentriert, wobei jedoch die Scherkraft in erster Linie durch die Vibration der Membranpackung induziert wird. Die Frequenz und die Amplitude der Vibration werden jeweils auf 2 cm bzw. 45 Hz eingestellt. Die Kreuzflussgeschwindigkeit des Retentats beträgt 0,1 m/s. Der Permeatfluss zu Beginn der Ultrafiltration beträgt 65 l/m²h und vermindert sich auf 47 l/m²h bei einer Konzentration von 40 g/l Celluloseether.
BEISPIEL 6
Ein Waschwasser aus der Herstellung von Methylhydroxyethylcellulose, das 9,1 g/l Celluloseether (mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von 3.300) enthält, wird durch Ultrafiltration absatzweise unter Verwendung eines Ultrafiltrationssystems VSEP Serie L mit erhöhter Scherkraft aufkonzentriert. Das System wird mit der NTR 7410-Polysulfonmembran ausgestattet. Zwei Aufkonzentrierungen werden durchgeführt. Das Waschwasser wird sowohl bei etwa 55°C, was unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers liegt, und bei 80°C, was oberhalb des Ausflockungspunkts des Celluloseethers liegt, aufkonzentriert. Der Betriebsdruck wird in beiden Fällen auf 20 bar eingestellt. Zu Beginn der Aufkonzentrierungen beträgt der Permeatfluss 100 l/m²h bzw. 143 l/m²h bei 55 bzw. 80°C. Bei einer etwa 3-fachen Aufkonzentrierung beträgt der Permeatfluss etwa 90 l/m²h bei jeder Temperatur. Bei einer 9-fachen Aufkonzentrierung beträgt der Permeatfluss 70 l/m²h für die Durchführung bei 55°C (unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers), während er nur 30 l/m²h bei Durchführung bei 80°C (über der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers) beträgt.

Claims

Verfahren zur Rückgewinnung von Celluloseethern aus einer wässrigen Lösung, umfassend die Schritte: (a) Leiten einer wässrigen Lösung durch eine Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers; (b) Verdünnen des in Schritt (a) erhaltenen Retentats mit einem Lösungsmittel in einem Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu Retentat im Bereich von 1.1 bis 40:1; und (c) Leiten des in Schritt (b) erhaltenen verdünnten Retentats durch eine Ultrafiltrationsmembranvorrichtung, die eine erhöhte Scherkraft an der Oberfläche der Ultrafiltrationsmembran bewirkt, bei einer Temperatur unter der Ausflockungstemperatur des Celluloseethers, wobei die Durchlassgrenze bezüglich des Molekulargewichts der Membran in der Ultrafiltrationsmembranvorrichtung in Schritt (a) und/oder Schritt (b) zwischen 100 und 10.000 Dalton liegt, und wobei der durchschnittliche Permeatfluss in Schritt (a) und/oder Schritt (c) zwischen 10 und 100 l/m²h liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ultrafiltrationsmembranvorrichtung in Schritt (a) und/oder Schritt (c) eine vibrierende Ultrafiltrationsmembranvorrichtung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Ultrafiltrationsmembranvorrichtung in Schritt (a) und/oder Schritt (c) eine Membran, umfassend Polyamid, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Celluloseether ein Celluloseether mit einer geringeren Löslichkeit in heissem Wasser als in kaltem Wasser ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Celluloseether ausgewählt wird aus Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose und Hydroxypropylcellulose.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte (b) und (c) gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das Trocknen des in Schritt (c) erhaltenen Retentats, um den Celluloseether in trockener partikulärer Form zurückzugewinnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebsdruck zwischen 2 und 40 bar beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur in Schritt (a) und (c) unter 80°C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wässrige Lösung das Waschmedium ist, das bei der Reinigung von Rohcelluloseethern erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Konzentration des Celluloseethers in der wässrigen Lösung im Bereich von 0,5 bis 20 g/l vor dem Schritt (a) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die wässrige Lösung Salz in einer Konzentration von 50 bis 150 g/l vor dem Schritt (a) enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte (b) und (c) wiederholt durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Retentat aus Schritt (c) zu Schritt (b) rückgeführt wird, und die Lösungsmittelzugaberate zu Schritt (b) so eingestellt wird, dass sie gleich der Permeatrate von Schritt (c) ist.