Quá trình sản xuất natri carboxymethylcellulose

Quá trình sản xuất natri carboxymethylcellulose (CMC) liên quan đến một số bước, bao gồm chuẩn bị cellulose, ether hóa, tinh chế và sấy khô. Đây là tổng quan về quy trình sản xuất điển hình:

1. Chuẩn bị cellulose: Quá trình bắt đầu bằng việc chuẩn bị cellulose, thường có nguồn gốc từ tủy gỗ hoặc vải bông. Cellulose đầu tiên được tinh chế và tinh chế để loại bỏ các tạp chất như lignin, hemicellulose và các chất gây ô nhiễm khác. Cellulose tinh khiết này đóng vai trò là vật liệu ban đầu để sản xuất CMC.
2. Kiềm hóa: cellulose tinh khiết sau đó được xử lý bằng dung dịch kiềm, thường là natri hydroxit (NaOH), để tăng khả năng phản ứng của nó và tạo điều kiện cho phản ứng ether hóa tiếp theo. Kiến hóa cũng giúp sưng lên và mở ra các sợi cellulose, làm cho chúng dễ tiếp cận hơn với sửa đổi hóa học.
3. Phản ứng etherization: Cellulose kiềm hóa được phản ứng với axit monochloroacetic (MCA) hoặc muối natri của nó, natri monochloroacetate (SMCA), với sự hiện diện của chất xúc tác trong điều kiện được kiểm soát. Phản ứng ether hóa này liên quan đến việc thay thế các nhóm hydroxyl trên chuỗi cellulose bằng các nhóm carboxymethyl (-ch2coona). Mức độ thay thế (DS), đại diện cho số lượng trung bình của các nhóm carboxymethyl trên mỗi đơn vị glucose của chuỗi cellulose, có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh các thông số phản ứng như nhiệt độ, thời gian phản ứng và nồng độ chất phản ứng.
4. Trung hòa: Sau phản ứng etherization, sản phẩm kết quả được trung hòa để chuyển đổi bất kỳ nhóm axit còn lại thành dạng muối natri của chúng (carboxymethylcellulose natri). Điều này thường đạt được bằng cách thêm dung dịch kiềm, chẳng hạn như natri hydroxit (NaOH), vào hỗn hợp phản ứng. Trung hòa cũng giúp điều chỉnh độ pH của dung dịch và ổn định sản phẩm CMC.
5. Tinh chế: Sau đó, natri carboxymethylcellulose thô được tinh chế để loại bỏ các tạp chất, thuốc thử không phản ứng và các sản phẩm phụ từ hỗn hợp phản ứng. Phương pháp tinh chế có thể bao gồm rửa, lọc, ly tâm và sấy khô. CMC tinh khiết thường được rửa bằng nước để loại bỏ kiềm và muối dư, sau đó là lọc hoặc ly tâm để tách sản phẩm CMC rắn khỏi pha lỏng.
6. Sấy khô: Natium carboxymethylcellulose tinh khiết cuối cùng được sấy khô để loại bỏ độ ẩm dư thừa và thu được độ ẩm mong muốn để lưu trữ và xử lý thêm. Phương pháp sấy có thể bao gồm sấy không khí, sấy phun hoặc sấy trống, tùy thuộc vào đặc tính sản phẩm mong muốn và quy mô sản xuất.

Sản phẩm natri carboxymethylcellulose kết quả là một loại bột màu trắng đến trắng hoặc vật liệu hạt với độ hòa tan trong nước và tính chất lưu biến tuyệt vời. Nó được sử dụng rộng rãi như một chất làm dày, chất ổn định, chất kết dính và biến đổi lưu biến trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, dệt may và các ứng dụng công nghiệp.