Proces produkcyjny karboksymetylocelulozy sodowej

Proces produkcji karboksymetylocelulozy sodowej (CMC) obejmuje kilka etapów, w tym przygotowanie celulozy, eteryfikację, oczyszczanie i suszenie. Oto przegląd typowego procesu produkcyjnego:

1. Przygotowanie celulozy: Proces rozpoczyna się od przygotowania celulozy, która zazwyczaj pochodzi z pulpy drzewnej lub włókien bawełnianych. Celuloza jest najpierw oczyszczana i rafinowana w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak lignina, hemiceluloza i inne zanieczyszczenia. Ta oczyszczona celuloza służy jako materiał wyjściowy do produkcji CMC.
2. Alkalizacja: Oczyszczoną celulozę poddaje się następnie działaniu roztworu alkalicznego, zwykle wodorotlenku sodu (NaOH), aby zwiększyć jej reaktywność i ułatwić późniejszą reakcję eteryfikacji. Alkalizacja pomaga również pęcznieć i otwierać włókna celulozy, czyniąc je bardziej podatnymi na modyfikację chemiczną.
3. Reakcja eteryfikacji: Zalkalizowaną celulozę poddaje się reakcji z kwasem monochlorooctowym (MCA) lub jego solą sodową, monochlorooctanem sodu (SMCA), w obecności katalizatora w kontrolowanych warunkach. Ta reakcja eteryfikacji obejmuje podstawienie grup hydroksylowych w łańcuchach celulozy grupami karboksymetylowymi (-CH2COONa). Stopień podstawienia (DS), który reprezentuje średnią liczbę grup karboksymetylowych na jednostkę glukozy w łańcuchu celulozy, można kontrolować, dostosowując parametry reakcji, takie jak temperatura, czas reakcji i stężenia reagentów.
4. Neutralizacja: Po reakcji eteryfikacji, powstały produkt jest neutralizowany, aby przekształcić wszelkie pozostałe grupy kwasowe w formę soli sodowej (karboksymetyloceluloza sodowa). Zazwyczaj osiąga się to poprzez dodanie do mieszaniny reakcyjnej roztworu alkalicznego, takiego jak wodorotlenek sodu (NaOH). Neutralizacja pomaga również dostosować pH roztworu i ustabilizować produkt CMC.
5. Oczyszczanie: Surowa karboksymetyloceluloza sodowa jest następnie oczyszczana w celu usunięcia zanieczyszczeń, niereagujących odczynników i produktów ubocznych z mieszaniny reakcyjnej. Metody oczyszczania mogą obejmować mycie, filtrację, wirowanie i suszenie. Oczyszczony CMC jest zazwyczaj myty wodą w celu usunięcia resztek alkaliów i soli, a następnie filtrowany lub wirowany w celu oddzielenia stałego produktu CMC od fazy ciekłej.
6. Suszenie: Oczyszczona karboksymetyloceluloza sodowa jest ostatecznie suszona w celu usunięcia nadmiaru wilgoci i uzyskania pożądanej zawartości wilgoci do przechowywania i dalszego przetwarzania. Metody suszenia mogą obejmować suszenie na powietrzu, suszenie rozpyłowe lub suszenie bębnowe, w zależności od pożądanych cech produktu i skali produkcji.

Powstały produkt karboksymetylocelulozy sodowej jest białym lub prawie białym proszkiem lub materiałem granulowanym o doskonałej rozpuszczalności w wodzie i właściwościach reologicznych. Jest szeroko stosowany jako środek zagęszczający, stabilizator, spoiwo i modyfikator reologii w różnych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym, tekstylnym i zastosowaniach przemysłowych.