Процесс производства натрийкарбоксиметилцеллюлозы

Процесс производства натриевой карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) включает несколько этапов, включая подготовку целлюлозы, этерификацию, очистку и сушку. Вот обзор типичного процесса производства:

1. Подготовка целлюлозы: Процесс начинается с подготовки целлюлозы, которую обычно получают из древесной массы или хлопкового линта. Сначала целлюлозу очищают и рафинируют, чтобы удалить примеси, такие как лигнин, гемицеллюлоза и другие загрязняющие вещества. Эта очищенная целлюлоза служит исходным материалом для производства КМЦ.
2. Подщелачивание: очищенная целлюлоза затем обрабатывается щелочным раствором, обычно гидроксидом натрия (NaOH), чтобы повысить ее реакционную способность и облегчить последующую реакцию этерификации. Подщелачивание также способствует набуханию и раскрытию волокон целлюлозы, делая их более доступными для химической модификации.
3. Реакция этерификации: Щелочная целлюлоза реагирует с монохлоруксусной кислотой (МХУК) или ее натриевой солью, монохлорацетатом натрия (МХУК), в присутствии катализатора в контролируемых условиях. Эта реакция этерификации включает замещение гидроксильных групп в цепях целлюлозы карбоксиметильными (-CH2COONa) группами. Степень замещения (DS), которая представляет собой среднее число карбоксиметильных групп на единицу глюкозы в цепи целлюлозы, можно контролировать, регулируя параметры реакции, такие как температура, время реакции и концентрации реагентов.
4. Нейтрализация: После реакции этерификации полученный продукт нейтрализуется для преобразования любых оставшихся кислотных групп в форму их натриевой соли (натрийкарбоксиметилцеллюлоза). Обычно это достигается путем добавления щелочного раствора, например, гидроксида натрия (NaOH), в реакционную смесь. Нейтрализация также помогает отрегулировать pH раствора и стабилизировать продукт КМЦ.
5. Очистка: Затем сырую натриевую карбоксиметилцеллюлозу очищают для удаления примесей, непрореагировавших реагентов и побочных продуктов из реакционной смеси. Методы очистки могут включать промывку, фильтрацию, центрифугирование и сушку. Очищенную КМЦ обычно промывают водой для удаления остаточной щелочи и солей, после чего проводят фильтрацию или центрифугирование для отделения твердого продукта КМЦ от жидкой фазы.
6. Сушка: Очищенная натриевая карбоксиметилцеллюлоза окончательно высушивается для удаления избыточной влаги и получения желаемого содержания влаги для хранения и дальнейшей обработки. Методы сушки могут включать воздушную сушку, распылительную сушку или барабанную сушку в зависимости от желаемых характеристик продукта и масштаба производства.

Полученный продукт натрийкарбоксиметилцеллюлозы представляет собой белый или почти белый порошок или гранулированный материал с превосходной растворимостью в воде и реологическими свойствами. Он широко используется в качестве загустителя, стабилизатора, связующего и модификатора реологии в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую, косметическую, текстильную и промышленные применения.