Procédé de fabrication de la carboxyméthylcellulose sodique

Le procédé de fabrication de la carboxyméthylcellulose sodique (CMC) comprend plusieurs étapes, dont la préparation de la cellulose, l'éthérification, la purification et le séchage. Voici un aperçu du procédé de fabrication typique :

1. Préparation de la cellulose : Le processus commence par la préparation de la cellulose, généralement issue de pâte de bois ou de linters de coton. La cellulose est d'abord purifiée et raffinée pour éliminer les impuretés telles que la lignine, l'hémicellulose et autres contaminants. Cette cellulose purifiée sert de matière première à la production de CMC.
2. Alcalinisation : La cellulose purifiée est ensuite traitée avec une solution alcaline, généralement de l'hydroxyde de sodium (NaOH), pour augmenter sa réactivité et faciliter la réaction d'éthérification ultérieure. L'alcalinisation favorise également le gonflement et l'ouverture des fibres de cellulose, les rendant ainsi plus accessibles à la modification chimique.
3. Réaction d'éthérification : La cellulose alcalinisée est mise à réagir avec l'acide monochloroacétique (MCA) ou son sel de sodium, le monochloroacétate de sodium (SMCA), en présence d'un catalyseur et dans des conditions contrôlées. Cette réaction d'éthérification implique la substitution des groupes hydroxyles des chaînes cellulosiques par des groupes carboxyméthyle (-CH₂COONa). Le degré de substitution (DS), qui représente le nombre moyen de groupes carboxyméthyle par unité de glucose de la chaîne cellulosique, peut être contrôlé en ajustant les paramètres de réaction tels que la température, le temps de réaction et les concentrations des réactifs.
4. Neutralisation : Après la réaction d'éthérification, le produit obtenu est neutralisé afin de convertir les groupes acides restants en leur forme de sel de sodium (carboxyméthylcellulose sodique). Cette neutralisation est généralement réalisée en ajoutant une solution alcaline, telle que l'hydroxyde de sodium (NaOH), au mélange réactionnel. La neutralisation permet également d'ajuster le pH de la solution et de stabiliser le produit CMC.
5. Purification : La carboxyméthylcellulose sodique brute est ensuite purifiée afin d'éliminer les impuretés, les réactifs n'ayant pas réagi et les sous-produits du mélange réactionnel. Les méthodes de purification peuvent inclure le lavage, la filtration, la centrifugation et le séchage. La CMC purifiée est généralement lavée à l'eau pour éliminer les alcalis et les sels résiduels, puis filtrée ou centrifugée pour séparer la CMC solide de la phase liquide.
6. Séchage : La carboxyméthylcellulose sodique purifiée est ensuite séchée pour éliminer l'excès d'humidité et obtenir le taux d'humidité souhaité pour le stockage et la transformation ultérieure. Les méthodes de séchage peuvent inclure le séchage à l'air, le séchage par atomisation ou le séchage en tambour, selon les caractéristiques du produit et l'échelle de fabrication souhaitées.

La carboxyméthylcellulose sodique obtenue est une poudre ou un granulé blanc à blanc cassé, présentant d'excellentes propriétés rhéologiques et hydrosolubles. Elle est largement utilisée comme épaississant, stabilisant, liant et modificateur de rhéologie dans diverses industries, notamment l'agroalimentaire, la pharmacie, la cosmétique, le textile et les applications industrielles.