Výrobný proces karboxymetylcelulózy sodného

Výrobný proces karboxymetylcelulózy sodného (CMC) zahŕňa niekoľko krokov vrátane prípravy celulózy, éterifikácie, čistenia a sušenia. Tu je prehľad typického výrobného procesu:

1. Príprava celulózy: Proces začína prípravou celulózy, ktorá sa zvyčajne získava z drevenej buničiny alebo bavlny. Celulóza sa najskôr vyčistí a vylepšuje, aby sa odstránili nečistoty, ako je lignín, hemicelulóza a ďalšie kontaminanty. Táto purifikovaná celulóza slúži ako východiskový materiál na výrobu CMC.
2. Alkalizácia: Vyčistená celulóza sa potom ošetrí alkalickým roztokom, zvyčajne hydroxidom sodným (NaOH), aby sa zvýšila jeho reaktivita a uľahčila následnú étefikačnú reakciu. Alkalizácia tiež pomáha napučiavať a otvárať celulózové vlákna, čím sa dostupujú k chemickej modifikácii.
3. Eterifikačná reakcia: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou monochlóroctovou (MCA) alebo jej sodnou soľou, monochlóracetátom sodným (SMCA) v prítomnosti katalyzátora za kontrolovaných podmienok. Táto étefikačná reakcia zahŕňa substitúciu hydroxylových skupín na celulózové reťazce pomocou karboxymetyl (-ch2coona) skupín. Stupeň substitúcie (DS), ktorý predstavuje priemerný počet karboxymetylových skupín na glukózovú jednotku celulózového reťazca, môže byť regulovaný úpravou reakčných parametrov, ako je teplota, reakčný čas a koncentrácie reaktantu.
4. Neutralizácia: Po éterifikačnej reakcii je výsledný produkt neutralizovaný, aby sa previedli všetky zostávajúce kyslé skupiny na svoju formu sodnej soli (karboxymetylcelulóza sodíka). To sa zvyčajne dosahuje pridaním alkalického roztoku, ako je hydroxid sodný (NaOH), do reakčnej zmesi. Neutralizácia tiež pomáha upravovať pH roztoku a stabilizovať produkt CMC.
5. Čistenie: Surová karboxymetylcelulóza sodný sa potom čistí, aby sa odstránili nečistoty, nezreagované činidlá a vedľajšie produkty z reakčnej zmesi. Metódy purifikácie môžu zahŕňať umývanie, filtráciu, odstredenie a sušenie. Purifikovaný CMC sa zvyčajne premyje vodou, aby sa odstránili zvyškové alkali a soli, po ktorých nasledovala filtrácia alebo odstredenie, aby sa oddelil tuhý produkt CMC od kvapalnej fázy.
6. Sušenie: Purifikovaná karboxymetylcelulóza sodný sa nakoniec suší, aby sa odstránila prebytočná vlhkosť a získala požadovaný obsah vlhkosti na skladovanie a ďalšie spracovanie. Metódy sušenia môžu zahŕňať sušenie vzduchu, sušenie rozprašovaním alebo sušenie bubna v závislosti od požadovaných charakteristík produktu a výrobnej stupnice.

Výsledný produkt karboxymetylcelulózy sodného je biely až biely prášok alebo granulárny materiál s vynikajúcou rozpustnosťou vody a reologickými vlastnosťami. Všeobecne sa používa ako zahusťovacie činidlo, stabilizátor, spojivo a modifikátor reológie v rôznych odvetviach vrátane potravín, farmaceutík, kozmetiky, textilu a priemyselných aplikácií.