A hidroxi-propil-keményítő-éterek (HPS) gyártási folyamata főként kulcsfontosságú lépésekből áll, beleértve a nyersanyag-előkészítést, a lúgosítást, az éterezési reakciót, a semlegesítést és tisztítást, valamint a szárítást. A teljes folyamat a pH, a hőmérséklet és az inertgáz elleni védelem szigorú ellenőrzése mellett zajlik, hogy biztosítsák a termék magas helyettesítési fokát és stabil teljesítményét.
A hidroxi-propil-keményítő-éterek tipikus előállítási eljárása (példaként az oldószeres módszert vesszük)
1. Nyersanyag előkészítés
Fő nyersanyagok: természetes keményítő (például kukorica-, burgonya- vagy maniókakeményítő), propilén-oxid (éterező szer), nátrium-hidroxid (katalizátor), etanol vagy izopropanol (szerves oldószer).
A keményítőt elő kell{0}}szárítani 15%-nál kisebb nedvességtartalomig, és szitálni kell, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket az egyenletes reakció érdekében.
2. Diszperzió és lúgosítás
Adja hozzá a keményítőt etanollal{0}}elegyített oldószerhez, hogy körülbelül 30–40%-os szuszpenziót készítsen. Lassan, keverés közben adjunk hozzá nátrium-hidroxid-oldatot.
Tartsa a rendszer pH-ját 9,0–10,5 értéken és a hőmérsékletet 40–50 fokon 1 órán keresztül, hogy teljesen aktiválja a keményítőszemcséket, és nátrium-keményítőt (Keményítő-O⁻Na⁺) hozzon létre, előkészítve a későbbi éterezést.
3. Éterezési reakció
Nitrogénvédelem mellett lassan adagoljuk a propilén-oxidot, elkerülve a heves exoterm reakciókat.
Tartsa a reakcióhőmérsékletet 40-50 fokon, és folyamatosan keverje 18-24 órán keresztül, hogy a propilén-oxid teljes mértékben átmenjen a gyűrűs -nyíló éterezésen a keményítő hidroxilcsoportjaival, hidroxipropil-szubsztituenseket (-OCH₂CHOHCH₃) hozva létre.
A szubsztitúció mértéke (DS) pontosan szabályozható a propilén-oxid mennyiségének és a reakcióidőnek a beállításával, jellemzően 0,1-0,3 értékre.
4. Semlegesítés és a reakció befejezése
A reakció után állítsa be a rendszer pH-ját 5,0–5,5-re híg sósavval, hogy semlegesítse a maradék lúgot, és állítsa le a reakciót.
5. Mosás és szűrés
A terméket többször mossuk etanollal vagy vízzel, hogy eltávolítsuk az el nem reagált propilén-oxidot, a melléktermékeket (például propilénglikolt) és a szervetlen sókat, ezáltal javítva a termék tisztaságát.
6. Szárítás és őrlés
Mosás után a nedves anyagot centrifugálják a víz eltávolítása érdekében, majd porlasztva-szárítják vagy vákuum-szárítják, hogy a végső nedvességtartalmat 15% vagy annál kisebb értékre állítsák be.
A szárított port ezután légsugaras malom segítségével a kívánt finomságra (általában 80–120 mesh) őrlik, átszitálják és csomagolják, így fehér, finom por terméket kapnak.
