KR20090049064A - 폴리사카라이드 유도체의 세척 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필터 케이크의 중간 재현탁을 갖는 다수의 작업 구역을 갖는 연속식 필터 장치를 사용하여 현탁액으로부터 폴리사카라이드 유도체, 바람직하게는 셀룰로스 에테르를 제거 및 정제하기 위한 신규 방법에 관한 것이다.
폴리사카라이드 유도체, 셀룰로스 에테르, 필터 장치
Description
본 발명은 필터 케이크의 중간 재현탁을 갖는 다수의 작업 구역을 갖는 연속식 필터 장치를 사용하여 현탁액으로부터 폴리사카라이드 유도체, 바람직하게는 셀룰로스 에테르를 제거 및 정제하기 위한 신규 방법에 관한 것이다.
산업적으로 중요한 폴리사카라이드 유도체로는 셀룰로스 에테르, 예컨대 나트륨 카르복시메틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 알킬셀룰로스, 알킬히드록시에틸셀룰로스 또는 알킬히드록시프로필셀룰로스를 들 수 있다. 이의 제조, 특성 및 용도는 특히 문헌 [Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition (1986), volume A5, page 461-488, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim and Methoden der organischen Chemie [Methods in organic chemistry], 4th edition (1987), volume E20, Macromolecular substances, subvolume 3, pages 2048-2076, Georg Thieme Verlag, Stuttgart]에 기재되어 있다.
셀룰로스 에테르는 팽윤성 또는 콜로이드성 가용성이며, 용매의 점도를 증가시키고, 그의 용액 구조를 통해, 한정된 유변학적 프로필을 생성한다. 셀룰로스 에테르의 3가지 본질적인 특성, 즉 용액 거동, 생성된 용액 구조 및 셀룰로스 에테 르에 의한 용매 결합 능력은 치환체의 유형, 수 및 분포 및 몰질량 분포와 같은 분자 특성에 따라 달라진다.
상이한 치환도를 갖는 셀룰로스 에테르는 매우 다양한 분야의 용도를 위하여 제조된다. 알킬 치환은 일반적으로 셀룰로스 에테르 화학에서 DS에 의해 기재된다. DS는 무수글루코스 단위 당 치환된 OH기의 중앙값 수이다. 메틸 치환은, 예를 들어 DS(M)으로 명기된다. 통상적으로, 히드록시-알킬 치환은 MS에 의해 기재된다. MS는 무수글루코스 단위의 몰 당 에테르로서 결합된 에테르화 시약의 몰의 중앙값 수이다. 에테르화 시약 에틸렌 옥시드를 사용한 에테르화는, 예를 들어 MS(HE)로 기재되고, 에테르화 시약 프로필렌 옥시드를 사용한 에테르화는 MS(HP)로 기재된다.
예를 들어, 알킬기와 같은 소수성 치환체를 갖는 셀룰로스 에테르의 경우 수 중 용해도는 온도가 증가함에 따라 감소한다. 차가운 수용액에 용해되는 소수성 치환체를 갖는 셀룰로스 에테르는 용액의 가열에 의해 엉길 수 있다. 상기 과정은 가역성이어서 용액을 냉각시 셀룰로스 에테르가 재용해된다. 엉김점은 치환체, 치환도 및 또한 전해질 함량에 따라 달라지며, 보통 20℃ 내지 100℃로 다양할 수 있다. 한 예로서, 메틸히드록시알킬셀룰로스를 언급할 수 있으며, 여기서 메틸 및/또는 알킬 단편을 바꿈으로써, 엉김점을 실질적으로 목적하는 바와 같이 설정할 수 있다. 메틸 치환이 증가하면, 일반적으로 엉김점은 떨어지고, 히드록시에틸화가 증가하면, 엉김점은 일반적으로 고온으로 이동하며, 전해질 함량 (예를 들어, 염화나트륨)이 증가하면, 일반적으로 엉김점의 감소가 야기된다.
셀룰로스 에테르의 작용 특성에 불리한 영향을 미칠 수 있으므로, 분리 제거되어야 하는, 셀룰로스 에테르 제조에서 일어나는 부산물로는 염화나트륨, 나트륨 글리콜레이트 또는 나트륨 아세테이트와 같은 염, 및 또한 알코올 (특히 메탄올, 에탄올), 에테르 (특히, 디메틸 에테르), 글리콜 (특히 에틸렌/프로필렌 글리콜), 글리콜 에테르 (특히, 에틸렌/프로필렌 글리콜-모노메틸 에테르)와 같은 다수의 유기 부산물이 있다. 사용 분야에 따라, 때때로 셀룰로스 에테르의 매우 높은 순도 요건이 필요할 수 있므로, 생성물 세척은 중요한 공정 단계를 나타낸다.
이러한 관계하에, 치환체, 치환도 및 전해질 함량에 대한 엉김점의 의존성은 셀룰로스 에테르의 산업적 제조를 위해 매우 중요한데, 이는 그로 인해 물-알코올 혼합물 대신 온수를 이용한 부산물 및 염의 정제가 가능해지기 때문이다. 또한, 셀룰로스 에테르의 치환도 및 전해질 함량은 온수 현탁액의 필요한 온도에 영향을 미친다. 통상적으로, 온수 현탁액 및 세척액의 온도는 80℃ 내지 120℃이다.
통상적으로, 정제 공정은 온수 또는 유기 용매 중 조(crude) 셀룰로스 에테르의 현탁액을 제조한 후, 현탁액을 고체 및 액체 상으로 분리함으로써 산업적으로 수행된다. 세척액, 스팀, 공기 또는 기계적 압력으로 새롭게 다시 처리하여, 상응하는 수분을 갖는 소정 순도의 목적 생성물을 제조할 수 있다. 산업상, 셀룰로스 에테르의 분리 및 정제는 일반적으로 디스크 분리기 (EP-A 0632056), 수력사이클론 (WO 95/25127), 벨트 필터 (DE-A 3044696), 캔들 필터 (EP-A 0305898), 가압형(pressure-type) 프레스 필터 (DE-A 4112849), 가압형 회전 필터 (EP-A 0326939) 또는 원심분리기, 예컨대 고체-볼 원심분리기 (EP-A 0052337) 또는 컵-필터 원심분 리기 (EP-A 0305899)를 사용하여 수행하며, 여기서 세정 단계는 분리 장치 그 자체내에서 가능하다. 통상적으로, 현탁액, 세척 또는 세정액의 일부분을 제조 공정으로 재순환시켜 생성물 손실을 최소화하고, 물 소비를 감소시킨다.
이러한 기술의 단점은 셀룰로스 에테르의 안정하고 효과적인 정제에 대한 제한된 유용성이다. 분리 공정과 관련하여 생성물 침착, 부착, 막힘 및 긴 정제 간격의 필요성으로 인하여, 분리 장치의 안정한 공정, 시스템 이용가능성 및 효능이 매우 손상된다. 이것은, 특히 가소성 또는 압축성 방식의 거동 및 따라서 겔화 또는 압축되는 경향을 갖는 생성물의 정제에 영향을 미친다.
또한, 생성물의 온도-의존성 용해도로 인하여, 분리 장치의 제한된 분리 효능 및 때때로 상당한 생성물 손실을 야기시키는 생성물 침착이 일어나며, 이는 많은 비용 및 추가의 분리 장치의 사용에 의해서만 최소화될 수 있다 (EP-A 0632056, DE-A 4134662, EP-A 0545426).
예를 들어, 제약 및 식품 분야와 같은 특정 용도를 위한 제품의 제조에서 증가된 순도를 얻기 위한 통상적인 기술의 사용은 상당량의 세척수의 사용과 함께 매우 높은 수준의 조작에 의해서만 가능하다.
DE 10 2004 033 328호에는 가압형 회전 필터를 재현탁과 조합하여 사용하여 고체를 정제시키는 방법이 개시되어 있지만, 이 문헌에서는 단지 양호한 세척 성능만이 언급되어 있으며, 폴리사카라이드 제조 및 가공 분야에서 일어나며 그의 방지가 특히 중요한 고체 침착 및/또는 생성물 겔화의 감소와 같은 장점에 대해서는 언급되어 있지 않다.
이제, 본 발명자들은 놀랍게도, 처리 동안 고체 입자의 상당한 기계적 및 압력/온도 응력에도 불구하고, DE 10 2004 033 328호에 개시된 절차를 폴리사카라이드 유도체의 정제에 효과적으로 유효하게 사용할 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명은
(1) 폴리사카라이드 유도체의 수-함유 및/또는 알코올-함유 현탁액을 복수의 작업 구역을 갖는 연속적으로 작동하는 필터 장치에 공급하고, 액체 상을 적어도 부분적으로 제거하여 필터 케이크를 형성하는 단계,
(2) 상기 단계 (1)에서 수득한 필터 케이크를 연속적으로 작동하는 필터 장치로부터 배출시키고, 배출된 필터 케이크를 장치에서 수-함유 및/또는 알코올-함유 세척 용액에 의해 재현탁시키는 단계,
(3) 생성된 현탁액을 연속적으로 작동하는 필터 장치의 작업 구역으로 재순환시키고, 액체 상을 적어도 부분적으로 제거하여 필터 케이크를 형성하는 단계, 및
(4) 정제된 폴리사카라이드 유도체를 적합할 경우 수-습윤 및/또는 알코올-습윤 필터 케이크 형태로 연속적으로 작동하는 필터 장치로부터 배출시키는 단계
를 적어도 포함하는 폴리사카라이드 유도체의 정제 방법에 관한 것이다.
단계 (2) 후 및 단계 (4) 전에, 연속적으로 작동하는 필터 장치의 또다른 작업 구역에서, 세척액의 직접 공급에 의해, 및/또는 잔류 액체를 대체하고/하거나 필터 케이크를 건조시키기 위해 스팀, 공기 또는 질소로 처리함으로써 필터 케이크를 추가로 정제하는 것과 같은 추가의 처리 단계가 수행될 수 있다.
단계 (2)에서 배출 필터 케이크의 재현탁을 위한 장치로서, 혼합 장치를 사용하고, 바람직하게는 교반 탱크, 루프 반응기, 순환 용기 또는 유동관을 사용하고, 특히 바람직하게는 교반 탱크를 사용한다.
복수의 작업 구역을 갖는 연속적으로 작동하는 필터 장치로서, 벨트 필터, 디스크 필터, 드럼 필터 또는 회전 필터가 고려된다. 바람직하게는, 예를 들어 WO 02/100512호에 기재된 바와 같은 가압형 회전 필터로 칭해지는 것을 사용한다. 가압형 회전 필터는 압력-타이트(pressure-tight) 구조의 연속적으로 작동하는 필터이다. 그것은 필수적으로 연속적으로 제어가능한 회전 속도로 회전하는 금속성 필터 드럼, 관련된 제어 헤드 및 금속성 압력-타이트 하우징으로 이루어진다. 필터 드럼과 하우징 사이의 환상(annular) 공간은 스터핑(stuffing) 박스 또는 다른 밀봉 시스템에 의해 측면에서 밀봉된다. 방사상으로, 하우징은 드럼 상에 공압식으로 압착되는 구역 분리 수단에 의해 압력-타이트 챔버로 세분된다. 드럼 표면은 배출구 관을 통해 제어 헤드와 연결된 개별 필터 셀로 구성된다. 상세한 기재는 WO 02/100512 A1호에서 찾을 수 있다. 여과될 현탁액은 일정한 주입 압력하에 가압형 회전 필터의 분리 구역으로 연속적으로 공급하며, 여기서 필터 케이크는 회전 드럼의 필터 셀내에 축적되며, 이후에 필터 케이크는 후처리, 예를 들어 세척 및/또는 스팀 처리를 위해 후속 챔버로 통과시킨다. 필터 케이크를 자동 조절가능한 기계적 스크레이퍼 및/또는 전형적으로 압축 공기, 질소 또는 스팀에 의한 표적 백블로우(backblow)를 통해 필터의 비가압 구역에서 제거한다. 구역 분리 수단의 정확한 기재는, 예를 들어 WO 02/100512 A1호에서 알 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법은 적어도 다음의 8개의 작업 구역을 포함한다:
제1 작업 구역: 현탁액의 적용, 필터 케이크 형성
제2 작업 구역: 스팀 도입
제3 작업 구역: 필터 케이크의 제거 및 별도의 교반 탱크에서 세척 매질의 공급으로 재현탁
제4 작업 구역: 현탁액의 재순환, 필터 케이크 형성
제5 작업 구역: 세척 매질의 공급
제6 작업 구역: 스팀 도입
제7 작업 구역: 필터 매질로부터 생성물 제거
제8 작업 구역: 세정수를 공급하여 필터 매질 세척.
작업 구역의 수 및 순서가 반드시 열거된 바와 같을 필요는 없다는 것을 명시적으로 지적할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서, 추가의 작업 구역이 상류 및 하류에 연결될 수 있으며, 상이한 작업을 하는 추가의 작업 구역은 개별 작업 구역들 사이에 배치될 수 있고, 또한 열거된 개별 작업 구역은 제거될 수 있다. 또한, 세척 매질 또는 세정수의 첨가에 대한 별법으로 또는 그에 추가하여, 스팀 및/또는 압축 공기를 사용할 수 있다.
가압형 회전 필터에 의한 폴리사카라이드 유도체의 세척 및 분리에서, 필터 물질은 선행 기술에 따라 금속 또는 플라스틱의 단층 또는 다층 시브 또는 필터천 또는 소결 금속으로서 제조된다. 상기한 방법에서 메쉬 폭이 50 내지 200 μm, 특히 바람직하게는 60 내지 100 μm인 시브 천을 사용한다.
상기한 방법에서 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과된 건조 완성품으로 기록되는 필터 적재량은 100 내지 800 kg/㎡h, 특히 바람직하게는 150 내지 600 kg/㎡h이다.
상기한 방법에 사용되는 가압형 회전 필터의 회전 속도는 통상적으로 0.3 내지 2.5 rpm, 바람직하게는 0.35 내지 1.8 rpm이다.
상기한 방법에서 재현탁되는 필터 케이크의 재현탁에 사용되는 장치에서 체류 시간은 1분 내지 30분, 바람직하게는 3분 내지 15분으로 설정된다.
필터 케이크는 선행 기술에 따라, 바람직하게는 온수 및 스팀으로 처리한다. 상기한 방법에서, 상기 열거된 작업 구역 2 및 6에서 스팀을 0.1 bar (게이지) 내지 6.0 bar (게이지), 바람직하게는 0.3 bar (게이지) 내자 4.5 bar (게이지), 특히 바람직하게는 0.5 bar (게이지) 내지 3.0 bar (게이지)의 압력하에 사용한다.
본 발명에 따른 방법에서 온수 현탁액의 온도 및 세척액의 온도는 35℃ 내지 120℃, 바람직하게는 60℃ 내지 110℃, 특히 바람직하게는 80℃ 내지 99℃이다.
상기한 방법에서, 작업 구역 3에서 여과되고 건조된 목적 생성물의 양 당 물의 양으로 기록되는, 1.5 l/kg 내지 35 l/kg, 바람직하게는 2 l/kg 내지 15 l/kg의 특정 세척수 비율을 사용한다.
상기한 방법에서, 작업 구역 5에서 여과되고 건조된 목적 생성물의 양 당 물의 양으로 기록되는, 0 l/kg 내지 20 l/kg, 바람직하게는 1 l/kg 내지 10 l/kg의 특정 세척수 비율을 사용한다.
상기한 방법에서, 반응으로부터 생성된 불순물이 섞인 조 셀룰로스 에테르를 갖는, 처음에 사용되는 온수 현탁액은 2 내지 25 중량％, 바람직하게는 5 내지 18 중량％의 고체 농도를 갖는다.
바람직한 절차에서, 여액 및 세정수를 원래 현탁액의 생성 또는 생성물 세척을 위해 세척 구역으로 재순환시킨다. 작업 구역 3에서 출발 현탁액의 생성을 위해 세척수 및 스팀 공급물을 갖는 구역으로부터 세척 여액을 재순환시키고, 생성물 세척을 위해 세정수를 재순환시키는 것이 바람직하다.
상기한 방법에 따라 정제된 폴리사카라이드 유도체는 바람직하게는 셀룰로스 에테르, 특히 바람직하게는 알킬히드록시알킬셀룰로스이다. 상기한 방법에 따라 제조된 알킬히드록시알킬셀룰로스의 엉김점은 치환체, 치환도 및 또한 전해질 함량에 따라 달라지며, 정제된 완성품을 갖는 1 중량％ 농도의 수용액의 경우 20℃ 내지 100℃, 특히 바람직하게는 35℃ 내지 90℃이다.
생성된 알킬히드록시알킬셀룰로스의 달성되는 염화나트륨 함량은 생성물의 건조 함량을 기준으로 하며, 본 발명에 따른 방법을 사용할 경우 3.0 중량％ 미만, 바람직하게는 0.5 중량％ 미만, 특히 바람직하게는 0.1 중량％ 미만이 사용된다.
연속식 필터 장치로부터 생성물을 배출시킨 후, 정제된 폴리사카라이드 유도체는 적합할 경우 건조와 동시에 또는 건조 후에 공지된 통상적인 방법 그 자체에 의해 분쇄할 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 생성된 목적 생성물 또는 폴리사카라이드 유도체는 분쇄 및 건조 후에, 물 및/또는 알코올 형태의 잔류 수분 함량이 10 중량％ 미만, 바람직하게는 4 중량％ 미만이다.
달리 기재되지 않는다면, 모든 백분율은 중량％로서 이해되어야 한다.
비교예 1: (외부 재현탁 없음)
90℃에서 1.44의 DS (M), 0.26의 MS (HP) 및 70℃의 정제된 생성물의 1 중량％ 농도의 수용액의 엉김점을 갖는 메틸히드록시프로필셀룰로스 (HPMC)를 물과 혼합하여 7.5％의 고체 함량을 갖는 현탁액을 제조하였다. 현탁액을 0.12 ㎡의 필터 면적, 80 μm의 메쉬 폭을 갖는 필터천 및 0.75 rpm의 회전 속도를 갖는 예비가열된 가압형 회전 필터에 공급하고, 이후에 작업 단계 순서를 수행하였다. 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과되고 건조된 완성품으로 기록되는 생성된 필터 적재량은 123 kg/㎡h이었다.
· 제1 작업 구역: 190 l/h로 현탁액 적용, 필터 케이크 형성
· 제2 작업 구역: 1.5 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제3 작업 구역: 300 l/h로 세척수 공급 (95℃)
· 제4 작업 구역: 150 l/h로 세척수 공급 (95℃)
· 제5 작업 구역: 0.6 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제6 작업 구역: 필터 매질로부터 생성물 제거
· 제7 작업 구역: 필터 매질의 세척을 위한 세정수 (95℃) 공급.
셀룰로스 에테르를 비교적 긴 산업상 관련 기간 동안 가압형 회전 필터를 안정하게 사용하여 스팀 및 세척수의 공급에 의해 제거 및 정제할 수 없었다. 5분 미만의 짧은 수행 시간 후에도, 필터 챔버는 불균일하게 충전되고, 처리량은 크게 변하며, 필터천은 막혀서 분리가 방해를 받고, 현탁액을 적용하지 않는 세척 간격이 요구되었다. 또한, 필터천의 세척후에, 현탁액을 적용한 필터천은 짧은 시간 후에 다시 막혔다. 생성된 메틸히드록시프로필셀룰로스는 불안정한 절차로 인하여, 매우 다양한 품질을 가졌으며, 재현성을 갖지 않았다.
생성물 중 NaCl 함량 및 수분은 매우 다양하였다. 분쇄 및 건조된 목적 생성물의 개별 샘플의 NaCl 함량은 일부분 현저하게 샘플의 건조 함량을 기준으로 3 중량％를 초과하였고, 생성물 세척 후에 물 형태의 잔류 수분 함량은 70％를 초과하는 값에 이르렀다.
실시예 2: (외부 재현탁 있음)
90℃에서 1.44의 DS (M), 0.26의 MS (HP) 및 68℃의 정제된 생성물의 1 중량％ 농도의 수용액의 엉김점을 갖는 메틸히드록시프로필셀룰로스 (HPMC)를 물과 혼합하여 8％의 고체 함량을 갖는 현탁액을 수득하였다. 현탁액을 0.12 ㎡의 필터 면적, 80 μm의 메쉬 폭을 갖는 필터천 및 0.75 rpm의 회전 속도를 갖는 예비가열된 가압형 회전 필터에 공급하고, 이후에 작업 단계 순서를 수행하였다. 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과되고 건조된 완성품으로 기록되는 생성된 필터 적재량은 158 kg/㎡h이었다.
· 제1 작업 구역: 240 l/h로 현탁액 적용, 필터 케이크 형성
· 제2 작업 구역: 1.5 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제3 작업 구역: 필터 케이크 제거 및 300 l/h로 세척수 공급 (95℃) (별 도의 교반 탱크에서 체류 시간 5분)
· 제4 작업 구역: 현탁액의 재순환, 필터 케이크 형성
· 제5 작업 구역: 150 l/h로 세척수 공급 (95℃)
· 제6 작업 구역: 0.6 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제7 작업 구역: 필터 매질로부터 생성물 제거
· 제8 작업 구역: 필터 매질의 세척을 위한 세정수 (95℃) 공급.
셀룰로스 에테르를 가압형 회전 필터를 안정하게 사용하여 스팀 및 세척수 공급에 의해 제거 및 정제할 수 있었다. 필터 챔버는 균일하게 충전되고, 필터천의 막힘이 발생하지 않았다. 필터천은 45분 초과의 비교적 긴 작업 시간 후에도 생성물 잔류물에 의해 코팅되지 않았다. 생성된 메틸히드록시프로필셀룰로스는 생성물 세척 후에 분쇄 및 건조된 목적 생성물 중 물 형태로 36.5 중량％의 일정한 잔류 수분 함량을 갖고, 샘플의 건조 함량을 기준으로 0.01 중량％의 염 함량이 존재하였다.
실시예 3: (외부 재현탁 있음)
90℃에서 1.94의 DS (M), 0.15의 MS (HP) 및 57℃의 정제된 생성물의 1 중량％ 농도의 수용액의 엉김점을 갖는 메틸히드록시프로필셀룰로스 (HPMC)를 물과 혼합하여 7％의 고체 함량을 갖는 현탁액을 수득하였다. 현탁액을 0.12 ㎡의 필터 면적, 80 μm의 메쉬 폭을 갖는 필터천 및 0.55 rpm의 회전 속도를 갖는 예비가열된 가압형 회전 필터에 공급하고, 이후에 작업 단계 순서를 수행하였다. 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과되고 건조된 완성품으로 기록되는 생성된 필터 적재 량은 211 kg/㎡h이었다.
· 제1 작업 구역: 345 l/h로 현탁액 적용, 필터 케이크 형성
· 제2 작업 구역: 1.3 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제3 작업 구역: 필터 케이크 제거 및 155 l/h로 세척수 공급 (95℃) (별도의 교반 탱크에서 체류 시간 8분)
· 제4 작업 구역: 현탁액의 재순환, 필터 케이크 형성
· 제5 작업 구역: 75 l/h로 세척수 공급 (95℃)
· 제6 작업 구역: 0.6 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제7 작업 구역: 필터 매질로부터 생성물 제거
· 제8 작업 구역: 필터 매질의 세척을 위한 세정수 (95℃) 공급.
셀룰로스 에테르를 가압형 회전 필터를 안정하게 사용하여 스팀 및 세척수 공급에 의해 제거 및 정제할 수 있었다. 필터 챔버는 균일하게 충전되고, 필터천의 막힘이 발생하지 않았다. 필터천은 45분 초과의 비교적 긴 작업 시간 후에도 생성물 잔류물에 의해 코팅되지 않았다. 생성된 메틸히드록시프로필셀룰로스는 생성물 세척 후에 분쇄 및 건조된 목적 생성물 중 물 형태로 34.1 중량％의 일정한 잔류 수분 함량을 갖고, 샘플의 건조 함량을 기준으로 0.03 중량％의 염 함량이 존재하였다.
실시예 4: (외부 재현탁 있음)
90℃에서 1.59의 DS (M), 0.32의 MS (HP) 및 75℃의 정제된 생성물의 1 중량％ 농도의 수용액의 엉김점을 갖는 메틸히드록시에틸셀룰로스 (HEMC)를 물과 혼합 하여 8％의 고체 함량을 갖는 현탁액을 수득하였다. 현탁액을 0.12 ㎡의 필터 면적, 80 μm의 메쉬 폭을 갖는 필터천 및 1.2 rpm의 회전 속도를 갖는 예비가열된 가압형 회전 필터에 공급하고, 이후에 작업 단계 순서를 수행하였다. 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과되고 건조된 완성품으로 기록되는 생성된 필터 적재량은 243 kg/㎡h이었다.
· 제1 작업 구역: 370 l/h로 현탁액 적용, 필터 케이크 형성
· 제2 작업 구역: 1.4 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제3 작업 구역: 필터 케이크 제거 및 300 l/h로 세척수 공급 (95℃) (별도의 교반 탱크에서 체류 시간 5.5분)
· 제4 작업 구역: 현탁액의 재순환, 필터 케이크 형성
· 제5 작업 구역: 0.8 bar 초대기압하에 스팀 도입
· 제6 작업 구역: 필터 매질로부터 생성물 제거
· 제7 작업 구역: 필터 매질의 세척을 위한 세정수 (95℃) 공급.
셀룰로스 에테르를 가압형 회전 필터를 안정하게 사용하여 스팀 및 세척수 공급에 의해 제거 및 정제할 수 있었다. 필터 챔버는 균일하게 충전되고, 필터천의 막힘이 발생하지 않았다. 필터천은 45분 초과의 비교적 긴 작업 시간 후에도 생성물 잔류물에 의해 코팅되지 않았다. 생성된 메틸히드록시에틸셀룰로스는 생성물 세척 후에 분쇄 및 건조된 목적 생성물 중 물 형태로 46 중량％의 일정한 잔류 수분 함량을 갖고, 샘플의 건조 함량을 기준으로 0.31 중량％의 염 함량이 존재하였다.
Claims (11)
- (1) 폴리사카라이드 유도체의 수-함유 및/또는 알코올-함유 현탁액을 복수의 작업 구역을 갖는 연속적으로 작동하는 필터 장치에 공급하고, 액체 상을 적어도 부분적으로 제거하여 필터 케이크를 형성하는 단계,(2) 상기 단계 (1)에서 수득한 필터 케이크를 연속적으로 작동하는 필터 장치로부터 배출시키고, 배출된 필터 케이크를 장치에서 수-함유 및/또는 알코올-함유 세척 용액에 의해 재현탁시키는 단계,(3) 생성된 현탁액을 연속적으로 작동하는 필터 장치의 작업 구역으로 재순환시키고, 액체 상을 적어도 부분적으로 제거하여 필터 케이크를 형성하는 단계, 및(4) 정제된 폴리사카라이드 유도체를 적합할 경우 수-습윤 및/또는 알코올-습윤 필터 케이크 형태로 연속적으로 작동하는 필터 장치로부터 배출시키는 단계를 적어도 포함하는 폴리사카라이드 유도체의 정제 방법.
- 제1항에 있어서, 단계 (2)에서 재현탁을 위한 장치가 교반 탱크인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 작업 구역을 갖는 연속적으로 작동하는 필터 장치가 벨트 필터, 디스크 필터, 드럼 필터 또는 회전 필터인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 필터 장치가 가압형(pressure-type) 회전 필터인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,· 현탁액의 적용, 필터 케이크 형성 구역· 스팀 도입 구역· 필터 케이크의 제거 및 별도의 교반 탱크에서 세척 매질의 공급으로 재현탁하는 구역· 현탁액의 재순환, 필터 케이크 형성 구역· 세척 매질의 공급 구역· 스팀 도입 구역· 필터 매질로부터 생성물 제거 구역· 세정수를 공급하여 필터 매질을 세척하는 구역의 작업 구역을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 메쉬 폭이 60 내지 100 μm인 필터천을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단위 필터 면적 및 단위 시간 당 여과되고 건조된 완성품으로 기록된 필터 적재량이 150 내지 600 kg/㎡h인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 재현탁되는 필터 케이크의 재현탁에 사용되는 장치에서 체류 시간이 3 내지 15분인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리사카라이드 유도체가 정제된 물질로서 1 중량％ 농도의 수용액에 대해 측정시 35 및 90℃의 엉김점을 갖는 알킬히드록시알킬셀룰로스인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 분쇄 및 건조된 목적 생성물 중 염화나트륨 함량이 샘플의 건조 함량을 기준으로 0.5 중량％ 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 이러한 방식으로 수득된 정제된 폴리사카라이드 유도체를 이어서 적합할 경우 건조와 동시에 또는 건조 후에 분쇄하는 것을 특징으로 하는 방법.
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