Διαδικασία παραγωγής καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου

Η διαδικασία παραγωγής της νατριούχου καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης (CMC) περιλαμβάνει διάφορα στάδια, συμπεριλαμβανομένης της παρασκευής κυτταρίνης, αιθεροποίησης, καθαρισμού και ξήρανσης. Ακολουθεί μια επισκόπηση της τυπικής διαδικασίας παραγωγής:

1. Προετοιμασία κυτταρίνης: Η διαδικασία ξεκινά με την παρασκευή κυτταρίνης, η οποία συνήθως προέρχεται από πολτό ξύλου ή βαμβάκι. Η κυτταρίνη καθαρίζεται πρώτα και εξευγενίζεται για να αφαιρεθούν ακαθαρσίες όπως η λιγνίνη, η ημικυτταρίνη και άλλοι ρύποι. Αυτή η καθαρισμένη κυτταρίνη χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή CMC.
2. Αλκαλοποίηση: Η καθαρισμένη κυτταρίνη στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία με ένα αλκαλικό διάλυμα, συνήθως υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), για να αυξηθεί η δραστικότητά της και να διευκολυνθεί η επακόλουθη αντίδραση αιθεροποίησης. Η αλκαλοποίηση βοηθά επίσης να διογκωθούν και να ανοίξουν οι ίνες κυτταρίνης, καθιστώντας τις πιο προσιτές σε χημικές τροποποιήσεις.
3. Αντίδραση αιθεροποίησης: Η αλκαλοποιημένη κυτταρίνη αντιδρά με μονοχλωροξικό οξύ (MCA) ή το άλας του νατρίου, μονοχλωροξικό νάτριο (SMCA), παρουσία καταλύτη υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αυτή η αντίδραση αιθεροποίησης περιλαμβάνει την υποκατάσταση ομάδων υδροξυλίου στις αλυσίδες κυτταρίνης με ομάδες καρβοξυμεθυλίου (-CH2COONa). Ο βαθμός υποκατάστασης (DS), που αντιπροσωπεύει τον μέσο αριθμό ομάδων καρβοξυμεθυλίου ανά μονάδα γλυκόζης της αλυσίδας κυτταρίνης, μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας τις παραμέτρους της αντίδρασης όπως η θερμοκρασία, ο χρόνος αντίδρασης και οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
4. Εξουδετέρωση: Μετά την αντίδραση αιθεροποίησης, το προκύπτον προϊόν εξουδετερώνεται για να μετατραπεί τυχόν υπόλοιπες όξινες ομάδες στη μορφή άλατος νατρίου (νατριούχος καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη). Αυτό επιτυγχάνεται τυπικά με την προσθήκη ενός αλκαλικού διαλύματος, όπως υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), στο μίγμα της αντίδρασης. Η εξουδετέρωση βοηθά επίσης στη ρύθμιση του pH του διαλύματος και στη σταθεροποίηση του προϊόντος CMC.
5. Καθαρισμός: Η ακατέργαστη καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου στη συνέχεια καθαρίζεται για να απομακρυνθούν οι ακαθαρσίες, τα αντιδραστήρια που δεν αντέδρασαν και τα παραπροϊόντα από το μίγμα της αντίδρασης. Οι μέθοδοι καθαρισμού μπορεί να περιλαμβάνουν πλύσιμο, διήθηση, φυγοκέντρηση και ξήρανση. Το καθαρισμένο CMC τυπικά πλένεται με νερό για την απομάκρυνση των υπολειμμάτων αλκαλίων και αλάτων, ακολουθούμενο από διήθηση ή φυγοκέντρηση για διαχωρισμό του στερεού προϊόντος CMC από την υγρή φάση.
6. Ξήρανση: Η καθαρισμένη καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου τελικά ξηραίνεται για να αφαιρεθεί η περίσσεια υγρασία και να ληφθεί η επιθυμητή περιεκτικότητα σε υγρασία για αποθήκευση και περαιτέρω επεξεργασία. Οι μέθοδοι ξήρανσης μπορεί να περιλαμβάνουν ξήρανση με αέρα, ξήρανση με ψεκασμό ή ξήρανση με τύμπανο, ανάλογα με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά του προϊόντος και την κλίμακα κατασκευής.

Το προκύπτον προϊόν καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου είναι μια λευκή έως υπόλευκη σκόνη ή κοκκώδες υλικό με εξαιρετική υδατοδιαλυτότητα και ρεολογικές ιδιότητες. Χρησιμοποιείται ευρέως ως παχυντικός παράγοντας, σταθεροποιητής, συνδετικό και τροποποιητής ρεολογίας σε διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων, των φαρμακευτικών προϊόντων, των καλλυντικών, των κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και των βιομηχανικών εφαρμογών.