Διαδικασία κατασκευής καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου

Η διαδικασία κατασκευής της καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου (CMC) περιλαμβάνει διάφορα βήματα, συμπεριλαμβανομένης της παρασκευής κυτταρίνης, αιθεροποίησης, καθαρισμού και ξήρανσης. Ακολουθεί μια επισκόπηση της τυπικής διαδικασίας κατασκευής:

1. Παρασκευή κυτταρίνης: Η διαδικασία αρχίζει με την παρασκευή κυτταρίνης, η οποία προέρχεται συνήθως από ξύλινη ή βαμβακερή λινά. Η κυτταρίνη καθαρίζεται για πρώτη φορά και εξευγενίζεται για να απομακρύνει τις ακαθαρσίες όπως η λιγνίνη, η ημικυτταρίνη και άλλοι μολυντές. Αυτή η καθαρισμένη κυτταρίνη χρησιμεύει ως αρχικό υλικό για την παραγωγή CMC.
2. Αλκαλοποίηση: Η καθαρισμένη κυτταρίνη στη συνέχεια υποβάλλεται σε αγωγή με αλκαλικό διάλυμα, συνήθως υδροξείδιο του νατρίου (ΝΑΟΗ), για να αυξήσει την αντιδραστικότητα του και να διευκολύνει την επακόλουθη αντίδραση αιθέαρης. Η αλκαλοποίηση βοηθά επίσης να διογκωθεί και να ανοίξει τις ίνες κυτταρίνης, καθιστώντας τις πιο προσιτές στη χημική τροποποίηση.
3. Αντίδραση αιθεροποίησης: Η αλκαλική κυτταρίνη αντιδρά με μονοχλωροξικό οξύ (MCA) ή το άλας νατρίου, το μονοχλωροξικό νάτριο (SMCA), παρουσία καταλύτη υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αυτή η αντίδραση αιθεροποίησης περιλαμβάνει την υποκατάσταση των υδροξυλομάδων στις αλυσίδες κυτταρίνης με ομάδες καρβοξυμεθυλο (-Ch2Coona). Ο βαθμός υποκατάστασης (DS), ο οποίος αντιπροσωπεύει τον μέσο αριθμό ομάδων καρβοξυμεθυλίου ανά μονάδα γλυκόζης της αλυσίδας κυτταρίνης, μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας τις παραμέτρους αντίδρασης όπως η θερμοκρασία, ο χρόνος αντίδρασης και οι συγκεντρώσεις αντιδραστηρίου.
4. Εξουδετέρωση: Μετά την αντίδραση αιθέαρης, το προκύπτον προϊόν εξουδετερώνεται για να μετατρέψει τυχόν υπόλοιπες όξινες ομάδες στη μορφή άλατος νατρίου (καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη). Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με την προσθήκη ενός αλκαλικού διαλύματος, όπως το υδροξείδιο του νατρίου (ΝΑΟΗ), στο μίγμα της αντίδρασης. Η εξουδετέρωση βοηθά επίσης στη ρύθμιση του pH του διαλύματος και στη σταθεροποίηση του προϊόντος CMC.
5. Καθαρισμός: Η ακατέργαστη καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου στη συνέχεια καθαρίζεται για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών, των αντιδραστηρίων που δεν αντέδρασε και των υποπροϊόντων από το μίγμα της αντίδρασης. Οι μέθοδοι καθαρισμού μπορεί να περιλαμβάνουν πλύσιμο, διήθηση, φυγοκέντρηση και ξήρανση. Το καθαρισμένο CMC συνήθως πλένεται με νερό για να απομακρυνθεί υπολειμματικά αλκαλικά και άλατα, ακολουθούμενη από διήθηση ή φυγοκέντρηση για να διαχωριστεί το στερεό προϊόν CMC από την υγρή φάση.
6. Ξήρανση: Η καθαρισμένη καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου τελικά ξηραίνεται για να απομακρυνθεί η υπερβολική υγρασία και να ληφθεί η επιθυμητή περιεκτικότητα σε υγρασία για αποθήκευση και περαιτέρω επεξεργασία. Οι μέθοδοι ξήρανσης μπορεί να περιλαμβάνουν ξήρανση αέρα, ξήρανση με ψεκασμό ή ξήρανση τυμπάνου, ανάλογα με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά του προϊόντος και την κλίμακα κατασκευής.

Το προκύπτον προϊόν καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου είναι ένα λευκό έως λευκό σκόνη ή κοκκώδες υλικό με εξαιρετική υδατοδιαλυτότητα και ρεολογικές ιδιότητες. Χρησιμοποιείται ευρέως ως παράγοντας πάχυνσης, σταθεροποιητής, συνδετικός και τροποποιητής της ρεολογίας σε διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων, των φαρμακευτικών προϊόντων, των καλλυντικών, των κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και των βιομηχανικών εφαρμογών.