କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲ୍ୟୁଲୋଜ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି

କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲ୍ୟୁଲୋଜ୍ (CMC)ଏହା ସେଲୁଲୋଜରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ଏକ ବହୁମୁଖୀ ଜଳ-ଦ୍ରବଣୀୟ ପଲିମର, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ କୋଷ କାନ୍ଥରେ ମିଳୁଥିବା ଏକ ପ୍ରାକୃତିକ ପଲିସାକାରାଇଡ୍। CMC ଏହାର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ଯେପରିକି ଘନ କରିବା, ସ୍ଥିର କରିବା, ବାନ୍ଧିବା, ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ଏବଂ ଜଳ ପ୍ରତିଧାରଣ କରିବା ଯୋଗୁଁ ଖାଦ୍ୟ, ଔଷଧ, ପ୍ରସାଧନ ସାମଗ୍ରୀ, କପଡ଼ା, କାଗଜ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଶିଳ୍ପରେ ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଥାଏ। CMC ର ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ପ୍ରାକୃତିକ ଉତ୍ସରୁ ସେଲୁଲୋଜ ନିଷ୍କାସନ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରବର୍ତ୍ତନ କରିବା ପାଇଁ ଏହାର ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ଅନେକ ପଦକ୍ଷେପ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।

1. ସେଲୁଲୋଜ୍ ନିଷ୍କାସନ:
CMC ପ୍ରସ୍ତୁତିର ପ୍ରଥମ ପଦକ୍ଷେପ ହେଉଛି ପ୍ରାକୃତିକ ଉତ୍ସ ଯେପରିକି କାଠ ପଲ୍ପ, କପା ଲିଣ୍ଟର, କିମ୍ବା ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଉଦ୍ଭିଦ ତନ୍ତୁରୁ ସେଲୁଲୋଜ ନିଷ୍କାସନ। ସେଲୁଲୋଜ ସାଧାରଣତଃ ପଲ୍ପିଂ, ବ୍ଲିଚିଂ ଏବଂ ବିଶୋଧନ ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥାଏ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, କାଠ ପଲ୍ପକୁ ଯାନ୍ତ୍ରିକ କିମ୍ବା ରାସାୟନିକ ପଲ୍ପିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ ଏବଂ ତା'ପରେ କ୍ଲୋରିନ୍ କିମ୍ବା ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେରଅକ୍ସାଇଡ୍ ସହିତ ବ୍ଲିଚିଂ କରି ଅଶୁଦ୍ଧତା ଏବଂ ଲିଗ୍ନିନ୍ ଦୂର କରାଯାଇପାରିବ।

2. ସେଲୁଲୋଜର ସକ୍ରିୟକରଣ:
ସେଲୁଲୋଜ ବାହାର କରାଯିବା ପରେ, କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରବେଶକୁ ସହଜ କରିବା ପାଇଁ ଏହାକୁ ସକ୍ରିୟ କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ। ସାଧାରଣତଃ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଚାପର ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଅବସ୍ଥାରେ ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ (NaOH) କିମ୍ବା ସୋଡିୟମ୍ କାର୍ବୋନେଟ୍ (Na2CO3) ପରି କ୍ଷାର ସହିତ ସେଲୁଲୋଜକୁ ଚିକିତ୍ସା କରି ସକ୍ରିୟକରଣ ହାସଲ କରାଯାଏ। କ୍ଷାର ଚିକିତ୍ସା ସେଲୁଲୋଜ ତନ୍ତୁଗୁଡ଼ିକୁ ଫୁଲାଇ ଦିଏ ଏବଂ ଆନ୍ତଃଆଣବିକ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବନ୍ଧ ଭାଙ୍ଗି ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ବୃଦ୍ଧି କରେ।

3. କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା:
ସକ୍ରିୟ ସେଲୁଲୋଜକୁ ତା’ପରେ କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଶିକାର କରାଯାଏ ଯେଉଁଠାରେ କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକ (-CH2COOH) ସେଲୁଲୋଜ ଶୃଙ୍ଖଳର ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସିଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରବେଶ କରାଯାଏ। ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସାଧାରଣତଃ ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ (NaOH) ଭଳି ଏକ କ୍ଷାରୀୟ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକର ଉପସ୍ଥିତିରେ ସୋଡିୟମ୍ ମୋନୋକ୍ଲୋରୋଆସେଟେଟ୍ (SMCA) ସହିତ ସକ୍ରିୟ ସେଲୁଲୋଜକୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି କରାଯାଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ଦର୍ଶାଯାଇପାରେ:

ସେଲୁଲୋଜ୍ + କ୍ଲୋରୋଆସେଟିକ୍ ଏସିଡ୍ → କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜ୍ + NaCl

ତାପମାତ୍ରା, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟ, ବିକଶକଙ୍କ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ pH ସମେତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ ସତର୍କତାର ସହିତ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଉଚ୍ଚ ଅମଳ ଏବଂ ଇଚ୍ଛିତ ପ୍ରତିସ୍ଥାପନ ଡିଗ୍ରୀ (DS) ସୁନିଶ୍ଚିତ କରାଯାଏ ଯାହା ସେଲୁଲୋଜ୍ ଶୃଙ୍ଖଳର ପ୍ରତି ଗ୍ଲୁକୋଜ୍ ୟୁନିଟ୍ ପାଇଁ ପ୍ରଚଳିତ କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀର ହାରାହାରି ସଂଖ୍ୟାକୁ ବୁଝାଏ।

୪. ନିରପେକ୍ଷୀକରଣ ଏବଂ ଧୋଇବା:
କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପରେ, ଫଳସ୍ୱରୂପ କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜକୁ ନିରପେକ୍ଷ କରାଯାଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଅତିରିକ୍ତ କ୍ଷାର ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ନ ହୋଇଥିବା କ୍ଲୋରୋଆସେଟିକ୍ ଏସିଡ୍ ଅପସାରଣ କରାଯାଏ। ଏହା ସାଧାରଣତଃ ଉତ୍ପାଦକୁ ପାଣି କିମ୍ବା ଏକ ତରଳ ଏସିଡ୍ ଦ୍ରବଣ ସହିତ ଧୋଇ ଏବଂ ପରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମିଶ୍ରଣରୁ କଠିନ CMCକୁ ପୃଥକ କରିବା ପାଇଁ ଫିଲ୍ଟରେଶନ୍ ଦ୍ୱାରା ହାସଲ କରାଯାଏ।

୫. ଶୁଦ୍ଧିକରଣ:
ତା'ପରେ ପରିଷ୍କୃତ CMC କୁ ପାଣିରେ ବହୁବାର ଧୋଇ ଦିଆଯାଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଲବଣ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ନ ହୋଇଥିବା ରିଏଜେଣ୍ଟ ଏବଂ ଉପ-ଉତ୍ପାଦ ଭଳି ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦୂର ହୁଏ। ପରିଷ୍କୃତ CMC କୁ ଧୋଇବା ପାଣିରୁ ପୃଥକ କରିବା ପାଇଁ ଫିଲ୍ଟ୍ରେସନ୍ କିମ୍ବା ସେଣ୍ଟ୍ରିଫ୍ୟୁଗେସନ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରେ।

୬. ଶୁଖାଇବା:
ଶେଷରେ, ଅବଶିଷ୍ଟ ଆର୍ଦ୍ରତା ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ବିଶୋଧିତ କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜକୁ ଶୁଖାଯାଏ ଏବଂ ଏକ ଶୁଷ୍କ ପାଉଡର କିମ୍ବା ଦାନା ଆକାରରେ ଇଚ୍ଛିତ ଉତ୍ପାଦ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଉତ୍ପାଦର ଇଚ୍ଛିତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ବାୟୁ ଶୁଖାଇବା, ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଶୁଖାଇବା କିମ୍ବା ସ୍ପ୍ରେ ଶୁଖାଇବା ଭଳି ବିଭିନ୍ନ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ଶୁଖାଇବା ସମ୍ଭବ।

୭. ଚରିତ୍ରନିର୍ଦ୍ଦେଶନ ଏବଂ ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ:
ଶୁଖିଲାସିଏମସିଉତ୍ପାଦର ରାସାୟନିକ ଗଠନ, ପ୍ରତିସ୍ଥାପନର ଡିଗ୍ରୀ, ଆଣବିକ ଓଜନ ଏବଂ ଶୁଦ୍ଧତା ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଏହାକୁ ବିଭିନ୍ନ ଚରିତ୍ରକରଣ କୌଶଳ ଯେପରିକି ଫୁରିୟର ଟ୍ରାନ୍ସଫର୍ମ ଇନଫ୍ରାରେଡ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି (FTIR), ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର ମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ରେଜୋନାନ୍ସ (NMR), ଏବଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ମାପ ଅନୁଯାୟୀ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଉତ୍ପାଦଟି ଏହାର ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟମୂଳକ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ ପୂରଣ କରୁଛି କି ନାହିଁ ତାହା ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପରୀକ୍ଷା ମଧ୍ୟ କରାଯାଏ।

କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ପ୍ରାକୃତିକ ଉତ୍ସରୁ ସେଲୁଲୋଜ୍ ନିଷ୍କାସନ, ସକ୍ରିୟକରଣ, କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା, ନିରପେକ୍ଷୀକରଣ, ବିଶୋଧନ, ଶୁଖାଇବା ଏବଂ ଚରିତ୍ରୀକରଣ ସମେତ ଅନେକ ପଦକ୍ଷେପ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ପଦକ୍ଷେପରେ ଉଚ୍ଚ ଅମଳ, ପ୍ରତିସ୍ଥାପନର ଇଚ୍ଛିତ ଡିଗ୍ରୀ ଏବଂ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଉତ୍ପାଦର ଗୁଣବତ୍ତା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା ଏବଂ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକର ସତର୍କ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଆବଶ୍ୟକ। CMC ହେଉଛି ଏକ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ପଲିମର ଯାହାର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ଏବଂ ବହୁମୁଖୀତା ଯୋଗୁଁ ବିବିଧ ପ୍ରୟୋଗ ହୋଇଥାଏ।