Quy trình sản xuất natri carboxymethylcellulose

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

1. Chuẩn bị Cellulose: Quá trình này bắt đầu bằng việc chuẩn bị cellulose, thường có nguồn gốc từ bột gỗ hoặc xơ bông. Đầu tiên, cellulose 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 nguyên liệu ban đầu để sản xuất CMC.
2. Kiềm hóa: Xenlulo 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 thuận lợi cho phản ứng ete hóa tiếp theo. Kiềm hóa cũng giúp làm phồng và mở các sợi cellulose, khiến chúng dễ dàng bị biến đổi hóa học hơn.
3. Phản ứng Etherification: Cellulose đã được kiềm hóa được phản ứng với axit monochloroacetic (MCA) hoặc muối natri của nó, natri monochloroacetate (SMCA), với sự có mặt của 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), đại diện cho số nhóm carboxymethyl trung bình 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 bất kỳ nhóm axit nào còn lại thành dạng muối natri (natri carboxymethylcellulose). Điều này thường đạt được bằng cách thêm dung dịch kiềm, chẳng hạn như natri hydroxit (NaOH), vào hỗn hợp phản ứng. Quá trình trung hòa còn 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 không phản ứng và 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 độ ẩm mong muốn để bảo quản và chế biến tiếp. Các 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 thu được là dạng bột hoặc dạng hạt màu trắng đến trắng nhạt có khả năng 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 biến tính 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.