Productieproces van natriumcarboxymethylcellulose

Het productieproces van natriumcarboxymethylcellulose (CMC) omvat verschillende stappen, waaronder de bereiding van cellulose, verethering, zuivering en droging. Hieronder volgt een overzicht van het typische productieproces:

1. Bereiding van cellulose: Het proces begint met de bereiding van cellulose, dat doorgaans afkomstig is van houtpulp of katoenlinters. De cellulose wordt eerst gezuiverd en geraffineerd om onzuiverheden zoals lignine, hemicellulose en andere verontreinigingen te verwijderen. Deze gezuiverde cellulose dient als grondstof voor de productie van CMC.
2. Alkalisatie: De gezuiverde cellulose wordt vervolgens behandeld met een alkalische oplossing, meestal natriumhydroxide (NaOH), om de reactiviteit te verhogen en de daaropvolgende veretheringsreactie te vergemakkelijken. Alkalisatie helpt ook om de cellulosevezels te laten zwellen en open te maken, waardoor ze beter toegankelijk zijn voor chemische modificatie.
3. Veretheringsreactie: De gealkaliseerd cellulose reageert met monochloorazijnzuur (MCA) of het natriumzout ervan, natriummonochlooracetaat (SMCA), in aanwezigheid van een katalysator onder gecontroleerde omstandigheden. Deze veretheringsreactie omvat de substitutie van hydroxylgroepen in de celluloseketens door carboxymethylgroepen (-CH2COONa). De substitutiegraad (DS), die het gemiddelde aantal carboxymethylgroepen per glucose-eenheid van de celluloseketen weergeeft, kan worden gecontroleerd door reactieparameters zoals temperatuur, reactietijd en reactantconcentraties aan te passen.
4. Neutralisatie: Na de veretheringsreactie wordt het resulterende product geneutraliseerd om alle resterende zure groepen om te zetten in hun natriumzoutvorm (carboxymethylcellulosenatrium). Dit wordt meestal bereikt door een alkalische oplossing, zoals natriumhydroxide (NaOH), aan het reactiemengsel toe te voegen. Neutralisatie helpt ook om de pH van de oplossing aan te passen en het CMC-product te stabiliseren.
5. Zuivering: De ruwe natriumcarboxymethylcellulose wordt vervolgens gezuiverd om onzuiverheden, niet-gereageerde reagentia en bijproducten uit het reactiemengsel te verwijderen. Zuiveringsmethoden kunnen bestaan ​​uit wassen, filtreren, centrifugeren en drogen. De gezuiverde CMC wordt doorgaans gewassen met water om resterende alkali en zouten te verwijderen, gevolgd door filtratie of centrifugatie om het vaste CMC-product van de vloeibare fase te scheiden.
6. Drogen: De gezuiverde natriumcarboxymethylcellulose wordt ten slotte gedroogd om overtollig vocht te verwijderen en het gewenste vochtgehalte te verkrijgen voor opslag en verdere verwerking. Droogmethoden kunnen bestaan ​​uit luchtdrogen, sproeidrogen of trommeldrogen, afhankelijk van de gewenste producteigenschappen en de productieschaal.

Het resulterende natriumcarboxymethylcelluloseproduct is een wit tot gebroken wit poeder of korrelig materiaal met uitstekende wateroplosbaarheid en reologische eigenschappen. Het wordt veel gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator, bindmiddel en reologiemodificator in diverse industrieën, waaronder de voedingsmiddelen-, farmaceutische, cosmetica-, textiel- en industriële sector.