ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ತಯಾರಿಕೆ

ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ (CMC)ಇದು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನಿಂದ ಪಡೆದ ಬಹುಮುಖ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಸಸ್ಯ ಕೋಶ ಗೋಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಆಗಿದೆ. ದಪ್ಪವಾಗುವುದು, ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವುದು, ಬಂಧಿಸುವುದು, ಫಿಲ್ಮ್-ರೂಪಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಧಾರಣದಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಆಹಾರ, ಔಷಧಗಳು, ಸೌಂದರ್ಯವರ್ಧಕಗಳು, ಜವಳಿ, ಕಾಗದ ಮತ್ತು ಇತರ ಹಲವು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ CMC ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದೆ. CMC ಯ ತಯಾರಿಕೆಯು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವುದರಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲು ಅದರ ಮಾರ್ಪಾಡು ಮಾಡುವ ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

1. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ:
CMC ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಹಂತವೆಂದರೆ ಮರದ ತಿರುಳು, ಹತ್ತಿ ಲಿಂಟರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಇತರ ಸಸ್ಯ ನಾರುಗಳಂತಹ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವುದು. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪಲ್ಪಿಂಗ್, ಬ್ಲೀಚಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮರದ ತಿರುಳನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪಲ್ಪಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ನಂತರ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅಥವಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಬ್ಲೀಚಿಂಗ್ ಮಾಡಿ ಕಲ್ಮಶಗಳು ಮತ್ತು ಲಿಗ್ನಿನ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.

2. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ:
ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದ ನಂತರ, ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳ ಪರಿಚಯವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ಅದನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಯಂತ್ರಿತ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (NaOH) ಅಥವಾ ಸೋಡಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ (Na2CO3) ನಂತಹ ಕ್ಷಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಷಾರ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಟ್ರಾ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್‌ಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಮುರಿಯುವ ಮೂಲಕ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

3. ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮಿಥೈಲೇಷನ್ ಕ್ರಿಯೆ:
ಸಕ್ರಿಯ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ನಂತರ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮಿಥೈಲೇಷನ್ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮಿಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು (-CH2COOH) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಸರಪಳಿಗಳ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪುಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (NaOH) ನಂತಹ ಕ್ಷಾರೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸೋಡಿಯಂ ಮೊನೊಕ್ಲೋರೋಅಸೆಟೇಟ್ (SMCA) ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು:

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ + ಕ್ಲೋರೋಅಸೆಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ → ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ + NaCl

ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿ ಮತ್ತು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಮಟ್ಟದ ಪರ್ಯಾಯ (DS) ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ತಾಪಮಾನ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಸಮಯ, ಕಾರಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು pH ಸೇರಿದಂತೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಸರಪಳಿಯ ಪ್ರತಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಘಟಕಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮಿಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

4. ತಟಸ್ಥೀಕರಣ ಮತ್ತು ತೊಳೆಯುವುದು:
ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲೇಷನ್ ಕ್ರಿಯೆಯ ನಂತರ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕ್ಷಾರ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ಕ್ಲೋರೋಅಸೆಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ನೀರಿನಿಂದ ಅಥವಾ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದ ಆಮ್ಲ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ತೊಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಘನ CMC ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಶೋಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ಶುದ್ಧೀಕರಣ:
ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ CMC ಅನ್ನು ನಂತರ ನೀರಿನಿಂದ ಹಲವು ಬಾರಿ ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಲವಣಗಳು, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ಕಾರಕಗಳು ಮತ್ತು ಉಪ-ಉತ್ಪನ್ನಗಳಂತಹ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ CMC ಅನ್ನು ತೊಳೆಯುವ ನೀರಿನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಶೋಧನೆ ಅಥವಾ ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

6. ಒಣಗಿಸುವುದು:
ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಒಣಗಿಸಿ ಉಳಿದಿರುವ ತೇವಾಂಶವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಿ ಒಣ ಪುಡಿ ಅಥವಾ ಕಣಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನದ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಒಣಗಿಸುವುದು, ನಿರ್ವಾತ ಒಣಗಿಸುವುದು ಅಥವಾ ಸ್ಪ್ರೇ ಒಣಗಿಸುವಂತಹ ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಣಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

7. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟ ನಿಯಂತ್ರಣ:
ಒಣಗಿದಸಿಎಮ್‌ಸಿಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಅದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆ, ಪರ್ಯಾಯದ ಮಟ್ಟ, ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಲು ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (FTIR), ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ (NMR) ಮತ್ತು ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಮಾಪನಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಒಳಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪನ್ನವು ಅದರ ಉದ್ದೇಶಿತ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿಶೇಷಣಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಗುಣಮಟ್ಟ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಸಹ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ತಯಾರಿಕೆಯು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವುದು, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮೀಥೈಲೇಷನ್ ಕ್ರಿಯೆ, ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಶುದ್ಧೀಕರಣ, ಒಣಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿ, ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಮಟ್ಟದ ಪರ್ಯಾಯ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತಕ್ಕೂ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. CMC ಅದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಬಹುಮುಖತೆಯಿಂದಾಗಿ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದೆ.