JP2014114451A - 精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】黄変の少ない低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法を提供する。
【解決手段】アルカリセルロースとエーテル化剤を反応させて反応混合物を得る反応工程と、上記反応混合物を、全量中和に必要な酸の一部を含む水に分散させて該反応混合物の一部を中和して部分析出させた後に、残りの酸で完全中和して析出させた粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得る工程と、上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕して、解砕された固形物を含むスラリーを排出する解砕工程と、排出されたスラリーを水で洗浄して精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのケーキを得る洗浄工程と、上記ケーキを乾燥する乾燥工程とを少なくとも含む精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法を提供する。
【選択図】なし
【解決手段】アルカリセルロースとエーテル化剤を反応させて反応混合物を得る反応工程と、上記反応混合物を、全量中和に必要な酸の一部を含む水に分散させて該反応混合物の一部を中和して部分析出させた後に、残りの酸で完全中和して析出させた粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得る工程と、上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕して、解砕された固形物を含むスラリーを排出する解砕工程と、排出されたスラリーを水で洗浄して精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのケーキを得る洗浄工程と、上記ケーキを乾燥する乾燥工程とを少なくとも含む精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明は、化学分野、医薬品分野等で利用される精製低置換度セルロースエーテルの製造方法に関するものである。
水不溶性でアルカリ水溶液に可溶な低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、エーテル化反応終了後に反応触媒として用いられる水酸化アルカリを水中で部分的に中和し、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを一部溶解させる方法で製造を行っている（特許文献１）。
水溶性セルロースエーテル及びセルロースエステルの精製工程において、エーテル化反応後にスラリー化水に分散した粗水溶性セルロースエーテル及びセルロースエステルのスラリー液の移送には、羽根車の回転によって揚程を出す遠心ポンプが用いられている。
その他の手段として、スラリー液の移送時にスラリー中の固形粒子へ過度なせん断力を与えることがない容積型のロータリーポンプが用いられている（特許文献２）。また、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネートの反応生成液を水と効率的に混合させて、セルロース誘導体粒子を工業的に製造するためにカッターポンプが用いられている（特許文献３）。
その他の手段として、スラリー液の移送時にスラリー中の固形粒子へ過度なせん断力を与えることがない容積型のロータリーポンプが用いられている（特許文献２）。また、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネートの反応生成液を水と効率的に混合させて、セルロース誘導体粒子を工業的に製造するためにカッターポンプが用いられている（特許文献３）。
しかし、特許文献１による中和方法では、部分中和に用いる酸の量が少ないとき、中和後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルローススラリー中の固形粒子表面はゲル状となってしまう。表面がゲル状となると黄変原因物質の物質移動が阻害されるため、精製工程における黄変原因物質の抽出が困難になる。その結果、得られた低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは黄変してしまう。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは水不溶性で、水溶性セルロースエーテルと比較して保水性に優れるという特有の性質を有する。そのため、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは黄変原因物質を含む水を多く抱え込んでしまい、精製工程において黄変原因物質の除去が非常に困難である。
表面がゲル状となった固形粒子から、ゲル内部の黄変原因物質の抽出を向上させるためには、固形粒子のゲル状部分を物理的に解砕する必要がある。ゲル状部分の解砕が不十分であると黄変原因物質を十分に除去できない。しかし、解砕が過度になった場合、微細化した固形粒子は濾過時の抵抗が大きくなるため、精製工程時間の延長に繋がる。
特に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのように保水性に優れるセルロースの場合は、脱水工程が低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造工程全体の時間の中でも大きな割合を占めている。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは水不溶性で、水溶性セルロースエーテルと比較して保水性に優れるという特有の性質を有する。そのため、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは黄変原因物質を含む水を多く抱え込んでしまい、精製工程において黄変原因物質の除去が非常に困難である。
表面がゲル状となった固形粒子から、ゲル内部の黄変原因物質の抽出を向上させるためには、固形粒子のゲル状部分を物理的に解砕する必要がある。ゲル状部分の解砕が不十分であると黄変原因物質を十分に除去できない。しかし、解砕が過度になった場合、微細化した固形粒子は濾過時の抵抗が大きくなるため、精製工程時間の延長に繋がる。
特に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのように保水性に優れるセルロースの場合は、脱水工程が低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造工程全体の時間の中でも大きな割合を占めている。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、酸で部分的に中和して得られた水に分散した粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕することで、精製工程において黄変原因物質が十分に除去されること見出した。特に、解砕工程を経たスラリー中の固形物の平均粒子径を調整することで、固形物の微細化を防ぎ、精製工程時間を短縮することが出来ることを見出し、本発明の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法に到達した。
本発明は、アルカリセルロースとエーテル化剤を反応させて反応混合物を得る反応工程と、上記反応混合物を、全量中和に必要な酸の一部を含む水に分散させて該反応混合物の一部を中和して部分析出させた後に、残りの酸で完全中和して析出させた粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得る工程と、上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕して、解砕された固形物を含むスラリーを排出する解砕工程と、排出されたスラリーを水で洗浄して精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのケーキを得る洗浄工程と、上記ケーキを乾燥する乾燥工程とを少なくとも含む精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法を提供する。
本発明は、アルカリセルロースとエーテル化剤を反応させて反応混合物を得る反応工程と、上記反応混合物を、全量中和に必要な酸の一部を含む水に分散させて該反応混合物の一部を中和して部分析出させた後に、残りの酸で完全中和して析出させた粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得る工程と、上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕して、解砕された固形物を含むスラリーを排出する解砕工程と、排出されたスラリーを水で洗浄して精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのケーキを得る洗浄工程と、上記ケーキを乾燥する乾燥工程とを少なくとも含む精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法を提供する。
本発明によれば、黄変の少ない低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを短い精製工程時間で得ることができる。
以下、本発明に関して詳しく説明する。
アルカリセルロースは、好ましくは、原料パルプとアルカリ金属水酸化物溶液を接触させる工程と、得られた接触物を脱液する脱液工程とを含む一般的な製造方法によって得ることができる。
原料パルプとアルカリ金属水酸化物溶液とを接触させる工程としては、原料パルプにアルカリ金属水酸化物溶液を直接滴下又は噴霧する方法の他、原料パルプをアルカリ金属水酸化物溶液に浸漬後、圧搾して余剰のアルカリ金属水酸化物溶液を除く方法等が挙げられる。
原料パルプには、木材パルプ、リンターパルプ等が挙げられ、シート状、粉砕した粉末状等、形状に限定されることなく使用できる。また、パルプの重合度は目標とするセルロースエーテルの粘度に応じて適宜選択可能である。
アルカリ金属水酸化物溶液は、アルカリセルロースが得られれば特に制限されないが、好ましくは水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの水溶液、特に好ましくは経済的観点から水酸化ナトリウム水溶液である。また、アルカリ金属水酸化物溶液の濃度は、好ましくは２０〜６０質量％、特に好ましくは３０〜４０質量％である。アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度が２０質量％より低い場合には、エーテル化反応が十分に進行しない場合がある一方、６０質量％を超えると、調整されたアルカリセルロースの組成が不均一となってしまい、均一な解重合が行われない場合がある。
接触により得られるアルカリセルロース生成物は、アルカリセルロース、アルカリ金属水酸化物及び水から少なくとも構成される。
アルカリセルロースは、好ましくは、原料パルプとアルカリ金属水酸化物溶液を接触させる工程と、得られた接触物を脱液する脱液工程とを含む一般的な製造方法によって得ることができる。
原料パルプとアルカリ金属水酸化物溶液とを接触させる工程としては、原料パルプにアルカリ金属水酸化物溶液を直接滴下又は噴霧する方法の他、原料パルプをアルカリ金属水酸化物溶液に浸漬後、圧搾して余剰のアルカリ金属水酸化物溶液を除く方法等が挙げられる。
原料パルプには、木材パルプ、リンターパルプ等が挙げられ、シート状、粉砕した粉末状等、形状に限定されることなく使用できる。また、パルプの重合度は目標とするセルロースエーテルの粘度に応じて適宜選択可能である。
アルカリ金属水酸化物溶液は、アルカリセルロースが得られれば特に制限されないが、好ましくは水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの水溶液、特に好ましくは経済的観点から水酸化ナトリウム水溶液である。また、アルカリ金属水酸化物溶液の濃度は、好ましくは２０〜６０質量％、特に好ましくは３０〜４０質量％である。アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度が２０質量％より低い場合には、エーテル化反応が十分に進行しない場合がある一方、６０質量％を超えると、調整されたアルカリセルロースの組成が不均一となってしまい、均一な解重合が行われない場合がある。
接触により得られるアルカリセルロース生成物は、アルカリセルロース、アルカリ金属水酸化物及び水から少なくとも構成される。
エーテル化剤との反応に供する最適なアルカリセルロース生成物の組成は、原料パルプにアルカリ金属水酸化物溶液を直接滴下又は噴霧する方法では、アルカリセルロース中のセルロースに対するアルカリ金属水酸化物の質量比が、好ましくは０．１〜０．６、更に好ましくは０．２〜０．４５であり、アルカリセルロース中のセルロースに対する水の質量比が、好ましくは０．３〜１．５、更に好ましくは０．４５〜１．０である。原料パルプをアルカリ金属水酸化物溶液に浸漬後、圧搾して余剰のアルカリ金属水酸化物溶液を除く方法では、アルカリセルロース中のセルロースに対するアルカリ金属水酸化物の質量比が、好ましくは０．１〜１．０、更に好ましくは０．２〜０．８であり、アルカリセルロース中のセルロースに対する水の質量比が、好ましくは０．１〜２．０、更に好ましくは０．３〜１．０である。アルカリセルロース中のセルロースに対するアルカリ金属水酸化物量及び水量が上記の範囲より小さいと、エーテル化反応が十分に進行せず、工業的に非効率となる場合がある。一方、アルカリセルロース中のセルロースに対するアルカリ金属水酸化物量及び水量が上記の範囲より大きいと、反応時に生成される不純物量が多くなり、所望のヒドロキシプロピル基置換度のものが得られない場合がある。
アルカリセルロースの調製後は、反応機内の不活性ガス（好ましくは窒素又はヘリウム）置換を行う。これによって次に行われるエーテル化反応時に反応器内の酸素濃度を低下させ、安全にエーテル化反応を行うことが可能である。また、不活性ガス置換を行い反応器内の酸素量を一定基準以下に保つことで、粘度にばらつきのない精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造が可能である。
アルカリセルロースとエーテル化剤との反応は、反応器内で十分に混合して行われる。
エーテル化剤は、ヒドロキシプロポキシ基が置換されれば特に制限はないが、経済的な観点から酸化プロピレンが好ましい。
エーテル化剤は、アルカリセルロース中のセルロースに対するモル比で０．３〜３．０の範囲で反応を行うことが好ましい。酸化プロピレン等のエーテル化剤の添加量が０．３未満又は３．０を超えると、ヒドロキシプロポキシ基が所定量置換されない場合がある。
エーテル化剤は、ヒドロキシプロポキシ基が置換されれば特に制限はないが、経済的な観点から酸化プロピレンが好ましい。
エーテル化剤は、アルカリセルロース中のセルロースに対するモル比で０．３〜３．０の範囲で反応を行うことが好ましい。酸化プロピレン等のエーテル化剤の添加量が０．３未満又は３．０を超えると、ヒドロキシプロポキシ基が所定量置換されない場合がある。
アルカリセルロースとエーテル化剤との反応温度は、好ましくは３０℃〜８０℃、より好ましくは５０℃〜７０℃である。反応温度が３０℃より低いと、エーテル化反応に長時間を有するため、経済的に不利になる場合がある。一方、８０℃より高いと、所望以上のヒドロキシプロポキシ基が置換される場合がある。反応時間は１〜５時間程度が好ましい。エーテル化剤の添加方法は、所定量を一度に反応器内に添加する方法、数回に分けて反応器内に添加する方法、時間を定めて連続的に添加する方法等のいずれの方法でも実施可能である。
黄変の原因となる物質は特定できていないが、エーテル化反応工程後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、エーテル化反応前のアルカリセルロースと比較して黄変しているため、エーテル化反応工程中に黄変の原因物質が生成していると考えられる。
黄変の原因物質は、水に可溶であるため、精製工程（洗浄、必要応じて脱水及び／又は圧搾）において水に抽出することで除去可能である。
黄変の原因物質は、水に可溶であるため、精製工程（洗浄、必要応じて脱水及び／又は圧搾）において水に抽出することで除去可能である。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのヒドロキシプロポキシル基含有量は、好ましくは５〜１６質量％、特に好ましくは７〜１３質量％である。含有量が５質量％未満の場合、ヒドロキシプロピルセルロースの膨潤率が低くなり、錠剤等に使用した場合に崩壊性が不十分となる場合がある。一方、含有量が１６質量％を超える場合には、ヒドロキシプロピルセルロースが最後には水溶性となってしまう場合がある。なお、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのヒドロキシプロポキシル基含有量は、日本薬局方第１６改正に収載されている方法で測定できる。
エーテル化反応後は、ニーダータイプの混合機又は縦型の混合機等の公知の装置に水及び全量中和するのに必要な酸の一部の酸を張りこみ、そこへエーテル化反応生成物を投入し一定時間混合して部分中和して粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを部分析出させる。その後、残りの酸で完全中和して粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを部分析出させる。低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの見掛比重を制御するには、部分中和法が好適である。
中和温度は、特に限定されず、加熱しない室温であっても加熱をして３０〜８０℃としても良く、水として３５〜６５℃の熱水を用いることが好ましい。
中和温度は、特に限定されず、加熱しない室温であっても加熱をして３０〜８０℃としても良く、水として３５〜６５℃の熱水を用いることが好ましい。
低置換ヒドロキシプロピルセルロースの中和用の水の量は、エーテル化反応生成物中のセルロースに対する質量比で、好ましくは２〜５０倍、更に好ましくは２〜２０倍、特に好ましくは４〜１０倍である。中和用の水の量が２倍未満であると、生成物の溶液が高粘性となるため、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを均一に混合することが難しくなるとともに、中和後の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの固形粒子表面のほとんどが、ゲル状となってしまう場合がある。一方、中和時に用いられる水の量が５０倍を超えると、中和に必要な装置が大きくなってしまうとともに、脱水した精製品の含水率が高くなる場合がある。
また、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの部分中和に用いられる酸の量は、全アルカリ金属水酸化物溶液を中和するのに要する酸を１００質量％とすると、好ましくは３〜４０質量％、特に好ましくは８〜３０質量％である。全アルカリ金属水酸化物溶液を中和するのに要する酸の３質量％未満であると、残存するアルカリ金属水酸化物が多く、セルロースエーテルの部分析出量が少なすぎて、中和終了後に粒子表面がゲル状となってしまう場合がある。そのため、黄変原因物質の物質移動が阻害され洗浄が困難となるため好ましくない。また、４０質量％を超えるとセルロースエーテルの部分析出量が多く、原料パルプに起因する繊維がそのまま製品に残存するため粉体の流動性に乏しくなってしまう場合がある。
一部の酸の投入後の混合時間は、好ましくは５〜１２０分間、特に好ましくは１０〜８０分間である。部分中和時間が５分未満であると低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが部分中和されていない場合があり、１２０分を超えると低置換ヒドロキシプロピルセルロース製造時間の延長に繋がる場合がある。
部分中和を行った後に、残りの酸を全量投入して一定時間混合することにより、完全中和して粗低置換ヒドロキシプロピルセルロースを析出させる。酸の投入後の混合時間は、好ましくは５〜６０分間、特に好ましくは１０〜３０分間である。酸の投入後の混合時間が５分未満であると、酸が均一に混合されない場合があり、６０分間を超えると低置換ヒドロキシプロピルセルロース製造時間の延長に繋がる場合がある。
一部の酸の投入後の混合時間は、好ましくは５〜１２０分間、特に好ましくは１０〜８０分間である。部分中和時間が５分未満であると低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが部分中和されていない場合があり、１２０分を超えると低置換ヒドロキシプロピルセルロース製造時間の延長に繋がる場合がある。
部分中和を行った後に、残りの酸を全量投入して一定時間混合することにより、完全中和して粗低置換ヒドロキシプロピルセルロースを析出させる。酸の投入後の混合時間は、好ましくは５〜６０分間、特に好ましくは１０〜３０分間である。酸の投入後の混合時間が５分未満であると、酸が均一に混合されない場合があり、６０分間を超えると低置換ヒドロキシプロピルセルロース製造時間の延長に繋がる場合がある。
全アルカリ金属水酸化物溶液を中和するのに使用する酸としては、特に制限されることなく、どのような酸でも用い得るが、例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸等の有機酸と、塩酸、硫酸等の無機酸が挙げられる。その酸の使用濃度は、特に制限されることなく自由に選択可能であるが、好ましくは１０〜５０質量％、特に好ましくは２０〜４０質量％である。
本発明の製造方法に用いる装置の一例を図１に示す。全アルカリ金属水酸化物溶液を中和した後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、スラリータンク１２等の容器で、スラリー化水中に分散させスラリーとする。このときのスラリー化水の温度は、好ましくは２０〜１００℃、特に好ましくは４０〜８０℃である。また、スラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの濃度は、好ましくは２〜１５質量％、特に好ましくは３〜８質量％である。スラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの濃度が２％未満であると、精製処理を行うスラリーが大量となり、精製工程に時間がかかってしまう場合がある。一方、１５％を超えると、ポンプによるスラリーの吐出ができなくなる場合がある。スラリー化を行った後、抜き出しバルブ１３を「開」としてカッターポンプ１ａを介して、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行う。解砕後のスラリーは、流量調整バルブ１５から一部を洗浄機１６に送液し、残りは戻りバルブ１７を「開」とし、循環流路１８よりスラリータンク１２等の容器に送液させ、さらにカッターポンプ１ａを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。洗浄機への導入又はスラリータンクに戻しての循環は、分岐点１４を介して行われる。洗浄機１６に送られたスラリーは濾過されてケーキとなり、このケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。その後、洗浄されたケーキは連続式圧搾機を用いて圧搾を行う。
スラリータンク１２等の容器内は、重力により低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子の沈降現象が生じやすく、スラリー抜き出し配管等の配管の閉塞につながる恐れがある。配管の閉塞を防ぐためには、スラリータンク１２等の容器内部を撹拌装置１１等による撹拌を行い、均一分散状態とする方法、戻りバルブ１７を「開」とし、循環流路１８によりポンプを介し均一分散状態としたまま循環する方法のいずれかの方法を採ることが好ましい。
特に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのように保水性に優れるセルロースは、精製工程（洗浄、必要に応じて脱水及び／又は圧搾）において、スラリー全量を処理するまでに時間がかかる場合が多い。そのため、精製工程における処理が終了するまで、系内を均一分散状態に保つことが好ましい。
系内を均一分散状態に保つためにミキサー等による撹拌を行う場合、最小動力でスラリーが均一分散状態となるような撹拌条件で撹拌をすることが好ましい。動力を過度に上昇させると、撹拌によるせん断力により低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子を過度に解砕してしまう可能性があり、好ましくない。
特に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのように保水性に優れるセルロースは、精製工程（洗浄、必要に応じて脱水及び／又は圧搾）において、スラリー全量を処理するまでに時間がかかる場合が多い。そのため、精製工程における処理が終了するまで、系内を均一分散状態に保つことが好ましい。
系内を均一分散状態に保つためにミキサー等による撹拌を行う場合、最小動力でスラリーが均一分散状態となるような撹拌条件で撹拌をすることが好ましい。動力を過度に上昇させると、撹拌によるせん断力により低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子を過度に解砕してしまう可能性があり、好ましくない。
スラリーを循環させる系において、カッターポンプ１ａを介したカッターポンプの運転時間を調整し、ポンプ通過による解砕回数を変化させることで、スラリータンク１２等の容器内の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物平均粒子径を調整することができる。
また、戻りバルブ１７を「閉」として、流量調整バルブ１５からカッターポンプ１ａで吐出したスラリーの全量を洗浄機１６に送液することも可能である。しかし、本発明のように洗浄機処理速度が経時的に変化する可能性がある場合、ポンプの吐出量と洗浄機処理速度を調整することによる連続的な洗浄は困難である。また、洗浄機の処理能力によってはポンプのスラリー吐出量が過剰となってしまい、連続的な洗浄ができない。これらの場合、例えば、流量調整バルブ１５と洗浄機１６に間に、一時的にスラリーを保管するタンク（図示せず）を設けて連続的な洗浄を維持してもよい。
また、戻りバルブ１７を「閉」として、流量調整バルブ１５からカッターポンプ１ａで吐出したスラリーの全量を洗浄機１６に送液することも可能である。しかし、本発明のように洗浄機処理速度が経時的に変化する可能性がある場合、ポンプの吐出量と洗浄機処理速度を調整することによる連続的な洗浄は困難である。また、洗浄機の処理能力によってはポンプのスラリー吐出量が過剰となってしまい、連続的な洗浄ができない。これらの場合、例えば、流量調整バルブ１５と洗浄機１６に間に、一時的にスラリーを保管するタンク（図示せず）を設けて連続的な洗浄を維持してもよい。
カッターポンプに供給されるスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、好ましくは２．５〜６．０ｍｍ、特に好ましくは３．０〜４．０ｍｍである。平均粒子径が２．５ｍｍ未満であると、スラリータンク等の容器内のスラリー量、カッターポンプの吐出量又は洗浄機処理速度といった運転条件によっては、カッターポンプによる解砕で固形物の粒子が過度に解砕される可能性があり、精製工程での濾過抵抗が大きくなりさらに時間がかかってしまう場合がある。また、平均粒子径が６．０ｍｍを超えると、固形物の中に粗大粒子の割合が増え、精製工程における固形物内部の黄変原因物質の抽出除去が困難となる場合がある。
なお、スラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径として、篩法による積算重量粒度分布における積算値５０％粒子径を用いる。
なお、スラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径として、篩法による積算重量粒度分布における積算値５０％粒子径を用いる。
カッターポンプは、好ましくは一台で固形物の解砕、混合、分散、搬送といった機能を持つことを特徴とするポンプを用いる。
カッターポンプから吐出されるスラリーの流量は、スラリータンク等の容器内のスラリー量及び洗浄機処理速度によって大きく変化するが、配管内を流れるスラリーの流量を配管断面積で除した値であるスラリーの線速として、好ましくは０．２〜５．０ｍ／ｓ、特に好ましくは０．５〜２．０ｍ／ｓである。線速が０．２ｍ／ｓ未満だと、所定の流量を出すために配管径を非常に大きくする必要がある場合があり、その場合は、スラリーの比重によっては、配管の中で沈降が生じてしまう場合がある。一方、線速が５．０ｍ／ｓを超えると工業的に安定な運転をすることができない場合がある。
カッターポンプから吐出されるスラリーの流量は、スラリータンク等の容器内のスラリー量及び洗浄機処理速度によって大きく変化するが、配管内を流れるスラリーの流量を配管断面積で除した値であるスラリーの線速として、好ましくは０．２〜５．０ｍ／ｓ、特に好ましくは０．５〜２．０ｍ／ｓである。線速が０．２ｍ／ｓ未満だと、所定の流量を出すために配管径を非常に大きくする必要がある場合があり、その場合は、スラリーの比重によっては、配管の中で沈降が生じてしまう場合がある。一方、線速が５．０ｍ／ｓを超えると工業的に安定な運転をすることができない場合がある。
精製工程において、固形物内部の黄変原因物質の抽出除去性を向上させるためには、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が、平均で１回以上カッターポンプを通過して解砕されることが必要である。スラリーを循環させる場合、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物がカッターポンプを通過する平均の回数は、スラリータンク等の容器内のスラリー量、カッターポンプ吐出量及び吐出時間といった運転条件から調整することが可能である。
スラリータンク等の容器内のスラリー量、カッターポンプの吐出量又は洗浄機処理速度といった運転条件によっては、精製工程の最中にカッターポンプによる解砕で低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形粒子が過度に微細化してしまうことがある。過度の微細化を防ぐためには、系内にロータリーポンプを１台以上、好ましくは１〜２台配設する。
解砕工程は、好ましくは低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを貯蔵するスラリータンクから導出されたスラリーをカッターポンプで解砕し、解砕された固形物を含むスラリーを、洗浄機等へ排出又は前記スラリータンクに戻して循環させることを含み、カッターポンプを避けて迂回できるカッターポンプバイパス流路を設けることにより、カッターポンプで解砕される回数を制御して洗浄機等へ排出される解砕された粗低置換度セルロースエーテルの平均粒子径を調整できる。
バイパス流路にスラリーを通すことは、好ましくはスラリータンクとカッターポンプの間、及び／又はカッターポンプと洗浄工程で使用される洗浄機へ導入又はスラリータンクに戻して循環させる分岐点と間に配設されるロータリーポンプによって駆動される。
また、好ましくはロータリーポンプを避けて迂回できるロータリーバイパス流路を設けることにより、ロータリーポンプで処理される回数を制御して洗浄機等へ排出される解砕された低置換度セルロースエーテルの平均粒子径を調整できる。ロータリーポンプは、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物に過度なせん断力を与えることがないため、固形粒子の微細化を抑制することができるが、全く微細化されないというわけではないからである。
バイパス流路にスラリーを通すことは、好ましくはスラリータンクとカッターポンプの間、及び／又はカッターポンプと洗浄工程で使用される洗浄機へ導入又はスラリータンクに戻して循環させる分岐点と間に配設されるロータリーポンプによって駆動される。
また、好ましくはロータリーポンプを避けて迂回できるロータリーバイパス流路を設けることにより、ロータリーポンプで処理される回数を制御して洗浄機等へ排出される解砕された低置換度セルロースエーテルの平均粒子径を調整できる。ロータリーポンプは、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物に過度なせん断力を与えることがないため、固形粒子の微細化を抑制することができるが、全く微細化されないというわけではないからである。
１台のカッターポンプと１台のロータリーポンプの組み合わせの例を図２に示す。ロータリーポンプはスラリータンクの後でカッターポンプの前に配設する例を説明する。
全アルカリ金属水酸化物溶液を中和した後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、スラリータンク２２等の容器で、スラリー化水中に分散させスラリーとする。スラリー化を行った後、抜き出しバルブ２３を「開」とし、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路２ｆをスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ２ｂを切り替え、カッターポンプ２ａにスラリーが通過するようにする。その後、カッターポンプ２ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行う。
カッターポンプ２ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液し、残りは戻りバルブ２７を「開」とし、循環流路２８よりスラリータンク２２等の容器内に送液させ、さらにカッターポンプ２ａを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。洗浄機への導入又はスラリータンクに戻しての循環は分岐点２４を介して行われる。
全アルカリ金属水酸化物溶液を中和した後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、スラリータンク２２等の容器で、スラリー化水中に分散させスラリーとする。スラリー化を行った後、抜き出しバルブ２３を「開」とし、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路２ｆをスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ２ｂを切り替え、カッターポンプ２ａにスラリーが通過するようにする。その後、カッターポンプ２ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行う。
カッターポンプ２ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液し、残りは戻りバルブ２７を「開」とし、循環流路２８よりスラリータンク２２等の容器内に送液させ、さらにカッターポンプ２ａを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。洗浄機への導入又はスラリータンクに戻しての循環は分岐点２４を介して行われる。
スラリータンクを通して循環を行う場合、カッターポンプ２ａを平均で１回以上通過した低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物は、カッターポンプ２ａの解砕によって過度の微細化の可能性がある。微細化を抑制するためには、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプ２ｄにスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ２ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路２ｃをスラリーが通過するようにし、切り替えを行った後、系内スラリーはロータリーポンプ２ｄを介しての送液を行う方法が好ましい。
ロータリーポンプ２ｄで送液されたスラリーは、流量調整バルブ２５から、一部を洗浄機２６に送液し、残りは循環流路２８よりスラリータンク２２等の容器に送液させ、さらにロータリーポンプ２ｄを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。
洗浄機２６に送られたスラリーは濾過されてケーキとなり、上記と同様に、そのケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。洗浄されたケーキは公知の方法で圧搾される。
ロータリーポンプ２ｄで送液されたスラリーは、流量調整バルブ２５から、一部を洗浄機２６に送液し、残りは循環流路２８よりスラリータンク２２等の容器に送液させ、さらにロータリーポンプ２ｄを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。
洗浄機２６に送られたスラリーは濾過されてケーキとなり、上記と同様に、そのケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。洗浄されたケーキは公知の方法で圧搾される。
カッターポンプ２ａ送液時、もしくはロータリーポンプ２ｄ送液時に、戻りバルブ２７を「閉」として、流量調整バルブ２５からポンプ吐出スラリーの全量を洗浄機に送液することも可能である。しかし、本発明のように洗浄機処理速度が経時的に変化する場合、ポンプの吐出量と洗浄機処理速度を調整することによる連続的な洗浄は困難である。また、洗浄機の処理能力によってはポンプのスラリー吐出量が過剰となってしまい、連続的な洗浄ができない。これらの場合、例えば、流量調整バルブ２５と洗浄機２６に間に、一時的にスラリーを保管するタンク（図示せず）を設けて連続的な洗浄を維持してもよい。
配管流路切り替えバルブ２ｂ及び２ｅを切り替え、カッターポンプ２ａ及びロータリーポンプ２ｄにスラリーが通過するようにポンプを直列に配設し、送液する方法も可能である。しかし、この場合はカッターポンプによる解砕による低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形粒子の微細化を生じることに留意する。
カッターポンプ２ａとロータリーポンプ２ｄの前後関係を逆にして、ロータリーポンプ２ｄをカッターポンプ２ａの後で、洗浄機２６への導入又はスラリータンク２２に戻して循環させる分岐点２４の前に配設して、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造を行うことも可能である。
本発明におけるロータリーポンプは、定量性がある容積式のポンプを用いる。このポンプは、遠心ポンプのように低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物に過度なせん断力を与えることがないため、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形粒子の微細化を抑制することができる。
ロータリーポンプから吐出されるスラリーの流量は、スラリータンク等の容器内のスラリー量及び洗浄機処理速度によって大きく変化するが、配管内を流れるスラリーの流量を配管断面積で除した値であるスラリーの線速が、好ましくは０．２〜２．５ｍ／ｓ、特に好ましくは０．５〜１．８ｍ／ｓである。線速が０．２ｍ／ｓ未満だと、所定の流量を出すために配管径を非常に大きくする必要があり、スラリーの比重によっては、配管の中で沈降が生じてしまう場合がある。また、線速が２．５ｍ／ｓを超えると、配管内での乱流による過剰なせん断力により低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子が微細化してしまう可能性があるため、好ましくない。
特に、ロータリーポンプをカッターポンプの前後に配設する場合、ロータリーポンプの吐出時の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子にかかるせん断力は、ロータリーポンプ１台を配設した場合と比較して増加する。そのため、ロータリーポンプによるスラリー吐出時に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子が、微細化してしまう可能性が高くなってしまう。
特に、ロータリーポンプをカッターポンプの前後に配設する場合、ロータリーポンプの吐出時の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子にかかるせん断力は、ロータリーポンプ１台を配設した場合と比較して増加する。そのため、ロータリーポンプによるスラリー吐出時に、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子が、微細化してしまう可能性が高くなってしまう。
ロータリーポンプを系内に２台以上配設する場合は、各ロータリーポンプは同一特性であることが好ましい。特性が異なるロータリーポンプを配設する場合、運転条件によっては、正転逆流状態や締切運転状態となる場合があり好ましくない。
１台のカッターポンプと２台のロータリーポンプの組み合わせの例を図３に示す。ロータリーポンプは、スラリータンクの後でカッターポンプの前、及び／又はカッターポンプの後で洗浄機への導入又はスラリータンクに戻して循環させる分岐点の前に配設することができる。以下に、ロータリーポンプをカッターポンプの前後に配設する場合を詳細に説明する。
全アルカリ金属水酸化物溶液を中和した後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、スラリータンク３２等の容器で、スラリー化水に分散させスラリーとする。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ３３を「開」、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路３ｆ及び３ｉにスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ３ｂを切り替え、カッターポンプ３ａにスラリーが通過するようにする。その後、カッターポンプ３ａを介して、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行う。
カッターポンプ３ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液し、残りは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３２等の容器内に送液させ、さらにカッターポンプ３ａを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。洗浄機への導入又はスラリータンクに戻しての循環は分岐点３４を介して行われる。
全アルカリ金属水酸化物溶液を中和した後の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、スラリータンク３２等の容器で、スラリー化水に分散させスラリーとする。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ３３を「開」、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路３ｆ及び３ｉにスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ３ｂを切り替え、カッターポンプ３ａにスラリーが通過するようにする。その後、カッターポンプ３ａを介して、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行う。
カッターポンプ３ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液し、残りは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３２等の容器内に送液させ、さらにカッターポンプ３ａを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。洗浄機への導入又はスラリータンクに戻しての循環は分岐点３４を介して行われる。
精製工程の途中で、カッターポンプ３ａを１回以上通過した低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物は、カッターポンプ３ａの解砕による過度の微細化の可能性がある。微細化を抑制するためには、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇにスラリーが通過するようにし、同時に、配管流路切り替えバルブ３ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路３ｃをスラリーが通過するように切り替える。切り替えを行った後、系内スラリーはロータリーポンプ２台を介して送液を行う方法が好ましい。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液し、残りは循環流路３８よりスラリータンク３２等の容器内に送液させ、さらにロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。
洗浄機３６に送られたスラリーは濾過されてケーキとなり、上記と同様に、そのケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。洗浄されたケーキは公知の方法で圧搾される。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液し、残りは循環流路３８よりスラリータンク３２等の容器内に送液させ、さらにロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーを循環させる方法が好ましい。
洗浄機３６に送られたスラリーは濾過されてケーキとなり、上記と同様に、そのケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。洗浄されたケーキは公知の方法で圧搾される。
カッターポンプ３ａ送液時もしくはロータリーポンプ３ｄ及び３ｇ送液時に、戻りバルブ３７を「閉」として、流量調整バルブ３５からポンプ吐出スラリーの全量を洗浄機３６に送液することも可能である。しかし、本発明のように洗浄機処理速度が経時的に変化する場合、ポンプの吐出量と洗浄機処理速度を調整することによる連続的な洗浄は困難である。また、洗浄機の処理能力によっては、ポンプのスラリー吐出量が過剰となってしまい連続的な洗浄ができない。これらの場合、例えば、流量調整バルブ３５と洗浄機３６に間に、一時的にスラリーを保管するタンク（図示せず）を設けて連続的な洗浄を維持してもよい。
配管流路切り替えバルブ３ｂ及び３ｅ及び３ｈを切り替え、カッターポンプ３ａ及びロータリーポンプ３ｄ及び３ｇをスラリーが通過するようにポンプを直列に配設し、送液する方法も可能である。しかし、この場合はカッターポンプによる解砕によって低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形粒子の微細化を生じることに留意する。
系内に１台以上ロータリーポンプを配設する場合に関して、カッターポンプ通過後のロータリーポンプに供給されるスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、好ましくは１．５〜２．４ｍｍ、特に好ましくは１．８〜２．１ｍｍである。平均粒子径が１．５ｍｍ未満であると、ロータリーポンプによるスラリー吐出によって、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子が微細化してしまう可能性があり、濾過時の抵抗が大きくなり、精製工程に時間がかかってしまう場合がある。一方、平均粒子径が２．４ｍｍを超えると、カッターポンプによる解砕が不十分である可能性があり、精製工程における固形物内部の黄変原因物質の抽出除去が、不十分となる場合がある。
カッターポンプによる解砕工程を経た後の洗浄工程へ導入されるスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、好ましくは１．０〜２．４ｍｍ、特に好ましくは１．６〜２．１ｍｍである。平均粒子径が１．０ｍｍ未満であると、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の粒子が微細化しているため、濾過時の抵抗が大きくなり時間がかかってしまう場合がある。一方、平均粒子径が２．４ｍｍを超えると、カッターポンプによる解砕が不十分である場合があり、精製工程における固形物内部の黄変原因物質の抽出除去が不十分となる場合がある。
カッターポンプによる解砕工程を経て排出された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーは、洗浄工程において水で洗浄される。例えば、洗浄機に送られ、濾過されてケーキとなり、そのケーキ上に洗浄用熱水を散布し、再び濾過を行い洗浄される。洗浄機は、濾過と洗浄用熱水の散布という操作を連続的に行うことができれば特に制限はないが、真空濾過装置を備えた洗浄機が好ましい。散布用の洗浄用熱水の温度は、好ましくは６０〜１００℃である。熱水の温度が６０℃未満であると、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが膨潤するため、洗浄が困難になる場合がある。
洗浄されたケーキは、公知の方法で必要に応じて脱水及び／又は圧搾される。脱水は、好ましくは連続式遠心濾過装置を用いることができる。圧搾は、好ましくは連続式圧搾機を用いることができる。連続式圧搾機は、連続的にケーキを圧搾することが可能であれば、圧搾方式に特に制限はない。
洗浄後のケーキ又は圧搾後のケーキは、乾燥工程で乾燥される。乾燥は、好ましくは乾燥機を用いることができる。乾燥機は、ケーキを連続的に乾燥することが可能であれば、熱源の形態に特に制限はない。乾燥は、好ましくは６０〜１００℃で行うことができる。乾燥温度が６０℃未満であると、乾燥に長い時間が必要となる場合があり、１００℃を超えると、過度の熱により乾燥後の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが黄変する場合がある。乾燥後、必要に応じて粉砕されて精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを製造する。
以下に、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
内部撹拌構造を有する反応器に、粉末状パルプを仕込み、次に撹拌条件下、３５質量％水酸化ナトリウム水溶液を６分間添加し、引き続き２０分間撹拌することで、水酸化ナトリウム１５．０質量％、セルロース５４．３質量％、水分３０．７質量％の組成のアルカリセルロースを製造した。
その後、反応器内の窒素置換を行った。窒素置換後、反応器を６０℃に保ちながら、アルカリセルロース１００質量部（１４．７ｋｇ）に対して酸化プロピレン９．８質量部を加え９０分間エーテル化反応させ、粗反応生成物１０９．８質量部を得た。引き続き反応機内の窒素置換を行った後、反応品を取り出した。
双軸ニーダーに、４０℃の温水２７７質量部と３３質量％の酢酸水溶液３．１質量部を入れ、これに粗反応生成物１００質量部を分散させた。次いで、温度を４０℃に保持しながら、粗反応生成物の一部を１０分間混合して部分中和させた。その後、同一温度を保持しながら３３質量％酢酸水溶液５８．９質量部を８分間かけて入れ、酢酸が均一になるまで混合を行い、反応生成物を析出させ、析出物として８．９６ｋｇを得た。
以下、図１に例示される構成の装置を用いて実験を行った。
スラリータンク１２に析出物１００質量部（８．９６ｋｇ）を入れ、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを５．０質量％スラリーとなるように６０℃のスラリー化水１２３．２質量部に撹拌装置１１を用いて分散させた。
スラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、目開きの異なる５つの篩を用いて、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物がその目開きを通過する割合によって求めた積算重量粒度分布における積算値５０％粒子径として別途測定したところ、３．５ｍｍであった。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ１３を「開」とし、カッターポンプ１ａ（三和ハイドロテック社製）を介して、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。カッターポンプ１ａの送液中の流量は０．０００５６ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は０．９３ｍ／ｓであった。
解砕後のスラリーは、流量調整バルブ１５から一部を洗浄機１６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ１７を「開」とし、循環流路１８よりスラリータンク１２内に送液させた後、更にカッターポンプ１ａを介してスラリーを循環させた。
洗浄機１６に送液したスラリーは、濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにカッターポンプ１ａから吐出したスラリーの低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．２ｍｍであった。
精製工程にかかる時間の目安として、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにカッターポンプ１ａから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を評価した。真空ポンプを備えた吸引フラスコに、ナイロンフィルター（１４５メッシュ）を間にかませたガラス製フィルターホルダーを設置した。次に、フィルターホルダーファンネル部に、６０℃に温調したスラリーを１６０ｇ入れ、スラリーを吸引濾過して８０ｇの濾液が得られるまでの時間を測定したところ３００秒間であった。また、真空度はマノメータにて測定したところ、−６．０ｋＰａであった。
スラリーは洗浄された後、圧搾して送風乾燥機による乾燥を行い、高速回転衝撃粉砕機で粉砕を行い篩にて分級を行った後、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末を得た。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末の黄変確認試験として、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末をセルに仕込んだ後、粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．３であった。
＜実施例１＞
内部撹拌構造を有する反応器に、粉末状パルプを仕込み、次に撹拌条件下、３５質量％水酸化ナトリウム水溶液を６分間添加し、引き続き２０分間撹拌することで、水酸化ナトリウム１５．０質量％、セルロース５４．３質量％、水分３０．７質量％の組成のアルカリセルロースを製造した。
その後、反応器内の窒素置換を行った。窒素置換後、反応器を６０℃に保ちながら、アルカリセルロース１００質量部（１４．７ｋｇ）に対して酸化プロピレン９．８質量部を加え９０分間エーテル化反応させ、粗反応生成物１０９．８質量部を得た。引き続き反応機内の窒素置換を行った後、反応品を取り出した。
双軸ニーダーに、４０℃の温水２７７質量部と３３質量％の酢酸水溶液３．１質量部を入れ、これに粗反応生成物１００質量部を分散させた。次いで、温度を４０℃に保持しながら、粗反応生成物の一部を１０分間混合して部分中和させた。その後、同一温度を保持しながら３３質量％酢酸水溶液５８．９質量部を８分間かけて入れ、酢酸が均一になるまで混合を行い、反応生成物を析出させ、析出物として８．９６ｋｇを得た。
以下、図１に例示される構成の装置を用いて実験を行った。
スラリータンク１２に析出物１００質量部（８．９６ｋｇ）を入れ、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを５．０質量％スラリーとなるように６０℃のスラリー化水１２３．２質量部に撹拌装置１１を用いて分散させた。
スラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、目開きの異なる５つの篩を用いて、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物がその目開きを通過する割合によって求めた積算重量粒度分布における積算値５０％粒子径として別途測定したところ、３．５ｍｍであった。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ１３を「開」とし、カッターポンプ１ａ（三和ハイドロテック社製）を介して、スラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。カッターポンプ１ａの送液中の流量は０．０００５６ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は０．９３ｍ／ｓであった。
解砕後のスラリーは、流量調整バルブ１５から一部を洗浄機１６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ１７を「開」とし、循環流路１８よりスラリータンク１２内に送液させた後、更にカッターポンプ１ａを介してスラリーを循環させた。
洗浄機１６に送液したスラリーは、濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにカッターポンプ１ａから吐出したスラリーの低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．２ｍｍであった。
精製工程にかかる時間の目安として、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにカッターポンプ１ａから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を評価した。真空ポンプを備えた吸引フラスコに、ナイロンフィルター（１４５メッシュ）を間にかませたガラス製フィルターホルダーを設置した。次に、フィルターホルダーファンネル部に、６０℃に温調したスラリーを１６０ｇ入れ、スラリーを吸引濾過して８０ｇの濾液が得られるまでの時間を測定したところ３００秒間であった。また、真空度はマノメータにて測定したところ、−６．０ｋＰａであった。
スラリーは洗浄された後、圧搾して送風乾燥機による乾燥を行い、高速回転衝撃粉砕機で粉砕を行い篩にて分級を行った後、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末を得た。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末の黄変確認試験として、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末をセルに仕込んだ後、粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．３であった。
＜実施例２＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースエーテル反応品を得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
次に、双軸ニーダーに４０℃の温水２７７質量部と３３質量％の酢酸水溶液３．１質量部を入れ、これに粗反応生成物１００質量部（３２．７ｋｇ）を分散させた。次いで、温度を４０℃に保持しながら粗反応生成物の一部を１０分間部分中和させた。その後、同一温度を保持しながら３３質量％酢酸水溶液５８．９質量部を１０分間かけて入れ、酢酸が均一になるまで１０分間混合を行い、反応生成物を析出させ、析出物として１４３．４ｋｇを得た。
以下、図２に例示される構成の装置を用いて実験を実施した。
スラリータンク２２に析出物１００質量部（１４３．４ｋｇ）を入れ、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを５．０質量％スラリーとなるように、６０℃のスラリー化水１２３．２質量部に撹拌装置２１を用いて分散させた。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．５ｍｍであった。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ２３を「開」、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路２ｆにスラリーが通過するように切り替え、同時に配管流路切り替えバルブ２ｂを、カッターポンプ２ａにスラリーが通過するように切り替えた。その後、カッターポンプ２ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。カッターポンプ２ａの送液中の流量は０．０００６９ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１６ｍ／ｓであった。
解砕後のスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ２７を「開」とし、循環流路２８よりスラリータンク２２内に送液させた後、更にカッターポンプ２ａを介してスラリーを循環させた。
カッターポンプ２ａを介して３０分間スラリー循環させた後、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプ２ｄ（ナカキン社製）にスラリーが通過するようにし、同時に配管流路切り替えバルブ２ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路２ｃをスラリーが通過するようにした。その後、ロータリーポンプ２ｄを介してスラリーの送液を行った。
ロータリーポンプ２ｄで送液するように切り替えた直後のロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ２ｄで送液されたスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液した。また、残りのスラリーは循環流路２８よりスラリータンク２２内に送液させた後、更にロータリーポンプ２ｄを介してスラリーを循環させた。
ロータリーポンプ２ｄの送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
洗浄機２６に送液したスラリーは濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は１．６ｍｍであった。
また、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２３０秒間であり、真空度は−５．８ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．０であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースエーテル反応品を得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
次に、双軸ニーダーに４０℃の温水２７７質量部と３３質量％の酢酸水溶液３．１質量部を入れ、これに粗反応生成物１００質量部（３２．７ｋｇ）を分散させた。次いで、温度を４０℃に保持しながら粗反応生成物の一部を１０分間部分中和させた。その後、同一温度を保持しながら３３質量％酢酸水溶液５８．９質量部を１０分間かけて入れ、酢酸が均一になるまで１０分間混合を行い、反応生成物を析出させ、析出物として１４３．４ｋｇを得た。
以下、図２に例示される構成の装置を用いて実験を実施した。
スラリータンク２２に析出物１００質量部（１４３．４ｋｇ）を入れ、粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを５．０質量％スラリーとなるように、６０℃のスラリー化水１２３．２質量部に撹拌装置２１を用いて分散させた。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．５ｍｍであった。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ２３を「開」、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路２ｆにスラリーが通過するように切り替え、同時に配管流路切り替えバルブ２ｂを、カッターポンプ２ａにスラリーが通過するように切り替えた。その後、カッターポンプ２ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。カッターポンプ２ａの送液中の流量は０．０００６９ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１６ｍ／ｓであった。
解砕後のスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ２７を「開」とし、循環流路２８よりスラリータンク２２内に送液させた後、更にカッターポンプ２ａを介してスラリーを循環させた。
カッターポンプ２ａを介して３０分間スラリー循環させた後、配管流路切り替えバルブ２ｅを切り替え、ロータリーポンプ２ｄ（ナカキン社製）にスラリーが通過するようにし、同時に配管流路切り替えバルブ２ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路２ｃをスラリーが通過するようにした。その後、ロータリーポンプ２ｄを介してスラリーの送液を行った。
ロータリーポンプ２ｄで送液するように切り替えた直後のロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ２ｄで送液されたスラリーは、流量調整バルブ２５から一部を洗浄機２６に送液した。また、残りのスラリーは循環流路２８よりスラリータンク２２内に送液させた後、更にロータリーポンプ２ｄを介してスラリーを循環させた。
ロータリーポンプ２ｄの送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
洗浄機２６に送液したスラリーは濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は１．６ｍｍであった。
また、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ２ｄから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２３０秒間であり、真空度は−５．８ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．０であった。
＜実施例３＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．４ｍｍであった。
ロータリーポンプとカッターポンプの前後関係を実施例２と逆にして、ロータリーポンプをカッターポンプの後に配設する以外は、実施例２と同様の方法で行った。
カッターポンプ送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
カッターポンプを介して３０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６１ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０２ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２２０秒間であり、真空度は−６．２ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．１であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．４ｍｍであった。
ロータリーポンプとカッターポンプの前後関係を実施例２と逆にして、ロータリーポンプをカッターポンプの後に配設する以外は、実施例２と同様の方法で行った。
カッターポンプ送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
カッターポンプを介して３０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６１ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０２ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２２０秒間であり、真空度は−６．２ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．１であった。
＜実施例４＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。その後は、実施例１と同様の装置を用いて同様の操作を行ってスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、２．５ｍｍであった。
ロータリーポンプとカッターポンプの前後関係を実施例２と同じにして、導入されるスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒径が実施例２より小さい以外は、実施例２と同様の方法で行った。
カッターポンプ送液中の流量は０．０００５３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は０．８８ｍ／ｓであった。
カッターポンプを介して２０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６７ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．３ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、３５０秒間であり、真空度は−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．３であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。その後は、実施例１と同様の装置を用いて同様の操作を行ってスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、２．５ｍｍであった。
ロータリーポンプとカッターポンプの前後関係を実施例２と同じにして、導入されるスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒径が実施例２より小さい以外は、実施例２と同様の方法で行った。
カッターポンプ送液中の流量は０．０００５３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は０．８８ｍ／ｓであった。
カッターポンプを介して２０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６７ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．３ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、３５０秒間であり、真空度は−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、８．３であった。
＜実施例５＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。その後は、実施例１と同様の装置を用いて同様の操作を行ってスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．７ｍｍであった。
これ以降は、図３に例示される構成の装置を用いて実施し、ロータリーポンプは同一特性のものを使用した。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ３３を「開」、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路３ｆ及び３ｉにスラリーが通過するように切り替え、同時に、配管流路切り替えバルブ３ｂを、カッターポンプ３ａにスラリーが通過するように切り替えた。その後、カッターポンプ３ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。
カッターポンプ３ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３２内に送液させた後、更にカッターポンプ３ａを介してスラリーを循環させた。
カッターポンプの送液中の流量は０．０００６１ｍ３／ｓであり、線速は１．０２ｍ／ｓであった。
カッターポンプ３ａを介して３０分間スラリー循環させた後、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇにスラリーが通過するようにし、同時に配管流路切り替えバルブ３ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路３ｃをスラリーが通過するようにした。その後、ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーの送液を行った。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３内に送液させた後、更にロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーを循環させた。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液するように切り替えた直後のロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇの送液中の流量は共に０．０００６５ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０９ｍ／ｓであった。
洗浄機３６に送液したスラリーは濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．３ｍｍであった。
また、実施例１と同様にしてスラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、３８０秒であり、真空度は、−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、７．８であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例２と同様の操作を行った。その後は、実施例１と同様の装置を用いて同様の操作を行ってスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．７ｍｍであった。
これ以降は、図３に例示される構成の装置を用いて実施し、ロータリーポンプは同一特性のものを使用した。
スラリー化を行った後、抜き出しバルブ３３を「開」、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプバイパス流路３ｆ及び３ｉにスラリーが通過するように切り替え、同時に、配管流路切り替えバルブ３ｂを、カッターポンプ３ａにスラリーが通過するように切り替えた。その後、カッターポンプ３ａを介してスラリー中の低置換ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物を解砕しながら送液を行った。
カッターポンプ３ａにて低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物が解砕されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３２内に送液させた後、更にカッターポンプ３ａを介してスラリーを循環させた。
カッターポンプの送液中の流量は０．０００６１ｍ３／ｓであり、線速は１．０２ｍ／ｓであった。
カッターポンプ３ａを介して３０分間スラリー循環させた後、配管流路切り替えバルブ３ｅ及び３ｈを切り替え、ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇにスラリーが通過するようにし、同時に配管流路切り替えバルブ３ｂを切り替え、カッターポンプバイパス流路３ｃをスラリーが通過するようにした。その後、ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーの送液を行った。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液されたスラリーは、流量調整バルブ３５から一部を洗浄機３６に送液した。また、残りのスラリーは戻りバルブ３７を「開」とし、循環流路３８よりスラリータンク３内に送液させた後、更にロータリーポンプ３ｄ及び３ｇを介してスラリーを循環させた。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇで送液するように切り替えた直後のロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．９ｍｍであった。
ロータリーポンプ３ｄ及び３ｇの送液中の流量は共に０．０００６５ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０９ｍ／ｓであった。
洗浄機３６に送液したスラリーは濾過及び洗浄用熱水の散布を連続的に行い洗浄した。スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．３ｍｍであった。
また、実施例１と同様にしてスラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプ３ｇから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、３８０秒であり、真空度は、−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、７．８であった。
＜比較例１＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．１ｍｍであった。
カッターポンプの替わりに遠心ポンプを用いた以外は、実施例１と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
遠心ポンプ送液中の流量は０．００１３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は２．０１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときに遠心ポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．１ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときに遠心ポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、４００秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．１ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．１であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．１ｍｍであった。
カッターポンプの替わりに遠心ポンプを用いた以外は、実施例１と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
遠心ポンプ送液中の流量は０．００１３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は２．０１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときに遠心ポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．１ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときに遠心ポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、４００秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．１ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．１であった。
＜比較例２＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．０ｍｍであった。
カッターポンプの替わりにロータリーポンプを用いた以外は、実施例１と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６７ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、２．４ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にしてスラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２１０秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．１ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．７であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例１と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．０ｍｍであった。
カッターポンプの替わりにロータリーポンプを用いた以外は、実施例１と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
ロータリーポンプ送液中の流量は０．０００６７ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．１１ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、２．４ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にしてスラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリーを濾過するのにかかる時間を測定したところ、２１０秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．１ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．７であった。
＜比較例３＞
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例３と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．３ｍｍであった。
カッターポンプの替わりに遠心ポンプを用いた以外は、実施例３と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
遠心ポンプ送液中の流量は０．００１３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は２．１０ｍ／ｓであった。
遠心ポンプを介して４０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
ロータリーポンプの送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は１．４ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー濾過するのにかかる時間を測定したところ、２５０秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．５であった。
粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得るまでは、実施例３と同様の操作を行った。
実施例１と同様にしてスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径を測定したところ、３．３ｍｍであった。
カッターポンプの替わりに遠心ポンプを用いた以外は、実施例３と全く同様の装置にて同様の操作を行った。
遠心ポンプ送液中の流量は０．００１３ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は２．１０ｍ／ｓであった。
遠心ポンプを介して４０分間スラリー循環させた後、ロータリーポンプによる送液に切り替えた。ポンプを切り替えた直後のロータリーポンプから吐出したスラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は、１．６ｍｍであった。
ロータリーポンプの送液中の流量は０．０００６４ｍ３／ｓであり、スラリーの線速は１．０７ｍ／ｓであった。
また、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー中の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径は１．４ｍｍであった。
更に、実施例１と同様にして、スラリー全量の９割を洗浄機に送液し終えたときにロータリーポンプから吐出したスラリー濾過するのにかかる時間を測定したところ、２５０秒間であり、真空度は実施例１と同様測定し、−６．０ｋＰａであった。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース粉末表面の黄色度をＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｔ（スガ試験機社製）にて測定したところ、９．５であった。
１１、２１、３１ 撹拌装置
１２、２２、３２ スラリータンク
１３、２３、３３ 抜き出しバルブ
１４、２４、３４ 分岐点
１５、２５、３５ 流量調整バルブ
１６、２６、３６ 洗浄機
１７、２７、３７ 戻りバルブ
１８、２８、３８ 循環流路
１ａ、２ａ、３ａ カッターポンプ
２ｂ、２ｅ、３ｂ、３ｅ、３ｈ 配管流路切り替えバルブ
２ｃ、３ｃ カッターポンプバイパス流路
２ｄ、３ｄ、３ｇ ロータリーポンプ
２ｆ、３ｆ、３ｉ ロータリーポンプバイパス流路
１２、２２、３２ スラリータンク
１３、２３、３３ 抜き出しバルブ
１４、２４、３４ 分岐点
１５、２５、３５ 流量調整バルブ
１６、２６、３６ 洗浄機
１７、２７、３７ 戻りバルブ
１８、２８、３８ 循環流路
１ａ、２ａ、３ａ カッターポンプ
２ｂ、２ｅ、３ｂ、３ｅ、３ｈ 配管流路切り替えバルブ
２ｃ、３ｃ カッターポンプバイパス流路
２ｄ、３ｄ、３ｇ ロータリーポンプ
２ｆ、３ｆ、３ｉ ロータリーポンプバイパス流路
Claims (7)
- アルカリセルロースとエーテル化剤を反応させて反応混合物を得る反応工程と、
上記反応混合物を、全量中和に必要な酸の一部を含む水に分散させて該反応混合物の一部を中和して部分析出させた後に、残りの酸で完全中和して析出させた粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを得る工程と、
上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリー中の固形物をカッターポンプを用いて解砕して、解砕された固形物を含むスラリーを排出する解砕工程と、
排出されたスラリーを水で洗浄して精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースのケーキを得る洗浄工程と、
上記ケーキを乾燥する乾燥工程と
を少なくとも含む精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。 - 上記カッターポンプに供給される上記スラリー中の粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径が、２．５〜６．０ｍｍである請求項１に記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
- 上記解砕工程を経て排出されるスラリー中の解砕された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む固形物の平均粒子径が、１．０〜２．４ｍｍである請求項１又は請求項２に記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
- 上記解砕工程が、上記粗低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むスラリーを貯蔵するスラリータンクから導出されたスラリーを上記カッターポンプで解砕し、解砕された固形物を含むスラリーを、排出又は上記スラリータンクに戻して循環させることを含み、上記カッターポンプを避けて迂回できるカッターポンプバイパス流路を設けることにより、上記カッターポンプで解砕される回数を制御して上記排出される解砕された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの平均粒子径を調整する請求項１〜３のいずれかに記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
- 上記バイパス流路に上記スラリーを通すことが、上記スラリータンクと上記カッターポンプの間、及び／又は上記カッターポンプと上記洗浄工程で使用される洗浄機へ導入又は上記スラリータンクに戻して循環させる分岐点との間に配設されるロータリーポンプによって駆動される請求項４に記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
- 上記ロータリーポンプが、上記カッターポンプと上記分岐点と間に配設され、上記カッターポンプを通過後上記ロータリーポンプに供給されるスラリー中の固形物の平均粒子径が、１．５〜２．４ｍｍである請求項５に記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
- さらに、上記ロータリーポンプを避けて迂回できるロータリーバイパス流路を設けることにより、上記ロータリーポンプで処理される回数を制御して上記排出される解砕された低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの平均粒子径を調整する請求項５又は請求項６に記載の精製低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの製造方法。
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