સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝ (CMC) ની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં સેલ્યુલોઝની તૈયારી, ઈથરીકરણ, શુદ્ધિકરણ અને સૂકવણી સહિત અનેક પગલાંનો સમાવેશ થાય છે. અહીં લાક્ષણિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની ઝાંખી છે:

1. સેલ્યુલોઝની તૈયારી: આ પ્રક્રિયા સેલ્યુલોઝની તૈયારીથી શરૂ થાય છે, જે સામાન્ય રીતે લાકડાના પલ્પ અથવા કપાસના લીંટરમાંથી મેળવવામાં આવે છે. લિગ્નિન, હેમીસેલ્યુલોઝ અને અન્ય દૂષકો જેવી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે સેલ્યુલોઝને પહેલા શુદ્ધ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. આ શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ CMC ના ઉત્પાદન માટે પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે કામ કરે છે.
2. આલ્કલાઈઝેશન: શુદ્ધ સેલ્યુલોઝને પછી આલ્કલાઇન દ્રાવણ, સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે, જેથી તેની પ્રતિક્રિયાશીલતા વધે અને અનુગામી ઈથરીકરણ પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવવામાં આવે. આલ્કલાઈઝેશન સેલ્યુલોઝ તંતુઓને ફૂલવામાં અને ખોલવામાં પણ મદદ કરે છે, જેનાથી તેઓ રાસાયણિક ફેરફાર માટે વધુ સુલભ બને છે.
3. ઈથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા: નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં આલ્કલાઈઝ્ડ સેલ્યુલોઝ મોનોક્લોરોએસેટિક એસિડ (MCA) અથવા તેના સોડિયમ ક્ષાર, સોડિયમ મોનોક્લોરોએસેટેટ (SMCA) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ ઈથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયામાં સેલ્યુલોઝ સાંકળો પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને કાર્બોક્સિમિથાઈલ (-CH2COONa) જૂથો સાથે બદલવાનો સમાવેશ થાય છે. સેલ્યુલોઝ સાંકળના ગ્લુકોઝ એકમ દીઠ કાર્બોક્સિમિથાઈલ જૂથોની સરેરાશ સંખ્યા રજૂ કરતી અવેજીની ડિગ્રી (DS), તાપમાન, પ્રતિક્રિયા સમય અને પ્રતિક્રિયાશીલ સાંદ્રતા જેવા પ્રતિક્રિયા પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
4. તટસ્થીકરણ: ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા પછી, પરિણામી ઉત્પાદનને તટસ્થ કરવામાં આવે છે જેથી બાકી રહેલા એસિડિક જૂથોને તેમના સોડિયમ ક્ષાર સ્વરૂપ (કાર્બોક્સિમિથાઇલસેલ્યુલોઝ સોડિયમ) માં રૂપાંતરિત કરી શકાય. આ સામાન્ય રીતે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) જેવા આલ્કલાઇન દ્રાવણ ઉમેરીને પ્રાપ્ત થાય છે. તટસ્થીકરણ દ્રાવણના pH ને સમાયોજિત કરવામાં અને CMC ઉત્પાદનને સ્થિર કરવામાં પણ મદદ કરે છે.
5. શુદ્ધિકરણ: ત્યારબાદ ક્રૂડ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝને પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાંથી અશુદ્ધિઓ, પ્રતિક્રિયા ન થયેલા રીએજન્ટ્સ અને ઉપ-ઉત્પાદનો દૂર કરવા માટે શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓમાં ધોવા, ગાળણ, સેન્ટ્રીફ્યુગેશન અને સૂકવણીનો સમાવેશ થઈ શકે છે. શુદ્ધિકરણ CMC ને સામાન્ય રીતે શેષ ક્ષાર અને ક્ષાર દૂર કરવા માટે પાણીથી ધોવામાં આવે છે, ત્યારબાદ ઘન CMC ઉત્પાદનને પ્રવાહી તબક્કામાંથી અલગ કરવા માટે ફિલ્ટરેશન અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગેશન કરવામાં આવે છે.
6. સૂકવણી: શુદ્ધ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝને અંતે સૂકવવામાં આવે છે જેથી વધારાનો ભેજ દૂર થાય અને સંગ્રહ અને વધુ પ્રક્રિયા માટે ઇચ્છિત ભેજનું પ્રમાણ મળે. સૂકવણીની પદ્ધતિઓમાં ઇચ્છિત ઉત્પાદન લાક્ષણિકતાઓ અને ઉત્પાદન સ્કેલ પર આધાર રાખીને, હવામાં સૂકવણી, સ્પ્રે સૂકવણી અથવા ડ્રમ સૂકવણીનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

પરિણામી સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝ ઉત્પાદન સફેદથી સફેદ રંગનો પાવડર અથવા દાણાદાર પદાર્થ છે જેમાં ઉત્તમ પાણીમાં દ્રાવ્યતા અને રિઓલોજિકલ ગુણધર્મો છે. તેનો ઉપયોગ ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, કોસ્મેટિક્સ, કાપડ અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો સહિત વિવિધ ઉદ્યોગોમાં જાડા એજન્ટ, સ્ટેબિલાઇઝર, બાઈન્ડર અને રિઓલોજી મોડિફાયર તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.