Quy trình sản xuất natri carboxylmethylcellulose

Quá trình sản xuất natri carboxymethylcellulose (CMC) bao gồm một số bước, bao gồm chuẩn bị cellulose, ete hóa, tinh chế và sấy khô. Sau đây là tổng quan về quy trình sản xuất thông thường:

1. Chuẩn bị Cellulose: Quá trình bắt đầu bằng việc chuẩn bị cellulose, thường có nguồn gốc từ bột gỗ hoặc xơ bông. Cellulose đầu tiên được tinh chế và tinh chế để loại bỏ tạp chất như lignin, hemicellulose và các chất gây ô nhiễm khác. Cellulose tinh khiết này đóng vai trò là nguyên liệu đầu vào để sản xuất CMC.
2. Kiềm hóa: Sau đó, xenluloza tinh khiết được xử lý bằng dung dịch kiềm, thường là natri hydroxit (NaOH), để tăng khả năng phản ứng và tạo điều kiện cho phản ứng ete hóa tiếp theo. Kiềm hóa cũng giúp làm nở và mở các sợi xenluloza, giúp chúng dễ biến đổi hóa học hơn.
3. Phản ứng ete hóa: Cellulose kiềm hóa được phản ứng với axit monochloroacetic (MCA) hoặc muối natri của nó, natri monochloroacetate (SMCA), khi có chất xúc tác trong điều kiện được kiểm soát. Phản ứng ete hóa này liên quan đến việc thay thế các nhóm hydroxyl trên chuỗi cellulose bằng các nhóm carboxymethyl (-CH2COONa). Mức độ thay thế (DS), biểu thị số lượng trung bình các nhóm carboxymethyl trên một 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 ete hóa, sản phẩm thu được được trung hòa để chuyển đổi bất kỳ nhóm axit nào còn lại thành dạng muối natri của chúng (natri carboxymethylcellulose). 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: Natri carboxymethylcellulose thô sau đó được tinh chế để loại bỏ tạp chất, thuốc thử chưa phản ứng và các sản phẩm phụ khỏi hỗn hợp phản ứng. Các 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 còn sót lại, sau đó lọc hoặc ly tâm để tách sản phẩm CMC rắn khỏi pha lỏng.
6. Sấy khô: Natri carboxymethylcellulose tinh khiết cuối cùng được sấy khô để loại bỏ độ ẩm dư thừa và thu được hàm lượng độ ẩm mong muốn để lưu trữ và xử lý thêm. Các phương pháp sấy khô có thể bao gồm sấy bằng 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 thu được là bột hoặc vật liệu dạng hạt màu trắng đến trắng ngà có độ hòa tan trong nước và đặc tính lưu biến tuyệt vời. Nó được sử dụng rộng rãi như một chất làm đặc, chất ổn định, chất kết dính và chất điều chỉnh lưu biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, dệt may và các ứng dụng công nghiệp.