Proces wytwarzania karboksymetylocelulozy sodowej

Proces produkcji karboksymetylocelulozy sodowej (CMC) obejmuje kilka etapów, w tym przygotowanie celulozy, eteryfikację, oczyszczanie i suszenie. Oto przegląd typowego procesu produkcyjnego:

1. Przygotowanie celulozy: Proces rozpoczyna się od przygotowania celulozy, która zazwyczaj pozyskiwana jest z miazgi drzewnej lub lintersu bawełnianego. Celuloza jest najpierw oczyszczana i rafinowana w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak lignina, hemiceluloza i inne zanieczyszczenia. Ta oczyszczona celuloza służy jako materiał wyjściowy do produkcji CMC.
2. Alkalizacja: Oczyszczoną celulozę następnie traktuje się roztworem zasadowym, zwykle wodorotlenkiem sodu (NaOH), w celu zwiększenia jej reaktywności i ułatwienia późniejszej reakcji eteryfikacji. Alkalizacja pomaga również pęcznieć i otwierać włókna celulozowe, czyniąc je bardziej podatnymi na modyfikację chemiczną.
3. Reakcja eteryfikacji: Alkalizowaną celulozę poddaje się reakcji z kwasem monochlorooctowym (MCA) lub jego solą sodową, monochlorooctanem sodu (SMCA), w obecności katalizatora, w kontrolowanych warunkach. Ta reakcja eteryfikacji polega na zastąpieniu grup hydroksylowych w łańcuchach celulozy grupami karboksymetylowymi (-CH2COONa). Stopień podstawienia (DS), który reprezentuje średnią liczbę grup karboksymetylowych na jednostkę glukozy w łańcuchu celulozy, można kontrolować dostosowując parametry reakcji, takie jak temperatura, czas reakcji i stężenia reagentów.
4. Neutralizacja: Po reakcji eteryfikacji powstały produkt jest neutralizowany w celu przekształcenia pozostałych grup kwasowych w postać soli sodowej (karboksymetyloceluloza sodowa). Zwykle osiąga się to przez dodanie do mieszaniny reakcyjnej roztworu zasadowego, takiego jak wodorotlenek sodu (NaOH). Neutralizacja pomaga również dostosować pH roztworu i ustabilizować produkt CMC.
5. Oczyszczanie: Surową karboksymetylocelulozę sodową oczyszcza się następnie w celu usunięcia zanieczyszczeń, nieprzereagowanych odczynników i produktów ubocznych z mieszaniny reakcyjnej. Metody oczyszczania mogą obejmować przemywanie, filtrację, wirowanie i suszenie. Oczyszczone CMC zazwyczaj przemywa się wodą w celu usunięcia pozostałości zasad i soli, a następnie filtruje lub wiruje w celu oddzielenia stałego produktu CMC od fazy ciekłej.
6. Suszenie: Oczyszczoną karboksymetylocelulozę sodową na koniec suszy się w celu usunięcia nadmiaru wilgoci i uzyskania pożądanej zawartości wilgoci do przechowywania i dalszego przetwarzania. Metody suszenia mogą obejmować suszenie na powietrzu, suszenie rozpyłowe lub suszenie bębnowe, w zależności od pożądanych właściwości produktu i skali produkcji.

Otrzymany produkt w postaci karboksymetylocelulozy sodowej jest białym lub prawie białym proszkiem lub materiałem ziarnistym o doskonałej rozpuszczalności w wodzie i właściwościach reologicznych. Jest szeroko stosowany jako środek zagęszczający, stabilizator, spoiwo i modyfikator reologii w różnych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym, tekstylnym i zastosowaniach przemysłowych.