Produksjonsprosess for natriumkarboksymetylcellulose

Produksjonsprosessen av natriumkarboksymetylcellulose (CMC) involverer flere trinn, inkludert fremstilling av cellulose, foretring, rensing og tørking. Her er en oversikt over den typiske produksjonsprosessen:

1. Fremstilling av cellulose: Prosessen begynner med fremstilling av cellulose, som vanligvis er hentet fra tremasse eller bomullslinters. Cellulose blir først renset og raffinert for å fjerne urenheter som lignin, hemicellulose og andre forurensninger. Denne rensede cellulosen tjener som utgangsmateriale for produksjon av CMC.
2. Alkalisering: Den rensede cellulosen behandles deretter med en alkalisk løsning, vanligvis natriumhydroksid (NaOH), for å øke dens reaktivitet og lette den påfølgende foretringsreaksjonen. Alkalisering bidrar også til å svelle og åpne opp cellulosefibrene, noe som gjør dem mer tilgjengelige for kjemisk modifikasjon.
3. Foretringsreaksjon: Den alkaliserte cellulosen omsettes med monokloreddiksyre (MCA) eller dens natriumsalt, natriummonokloracetat (SMCA), i nærvær av en katalysator under kontrollerte forhold. Denne foretringsreaksjonen involverer substitusjon av hydroksylgrupper på cellulosekjedene med karboksymetyl (-CH2COONa) grupper. Substitusjonsgraden (DS), som representerer gjennomsnittlig antall karboksymetylgrupper per glukoseenhet i cellulosekjeden, kan kontrolleres ved å justere reaksjonsparametre som temperatur, reaksjonstid og reaktantkonsentrasjoner.
4. Nøytralisering: Etter foretringsreaksjonen nøytraliseres det resulterende produktet for å omdanne eventuelle gjenværende sure grupper til deres natriumsaltform (karboksymetylcellulosenatrium). Dette oppnås vanligvis ved å tilsette en alkalisk løsning, slik som natriumhydroksid (NaOH), til reaksjonsblandingen. Nøytralisering bidrar også til å justere pH i løsningen og stabilisere CMC-produktet.
5. Rensing: Den urene natriumkarboksymetylcellulosen renses deretter for å fjerne urenheter, ureagerte reagenser og biprodukter fra reaksjonsblandingen. Rensemetoder kan omfatte vasking, filtrering, sentrifugering og tørking. Den rensede CMC vaskes typisk med vann for å fjerne gjenværende alkali og salter, etterfulgt av filtrering eller sentrifugering for å separere det faste CMC-produktet fra væskefasen.
6. Tørking: Den rensede natriumkarboksymetylcellulosen tørkes til slutt for å fjerne overflødig fuktighet og oppnå ønsket fuktighetsinnhold for lagring og videre bearbeiding. Tørkemetoder kan omfatte lufttørking, spraytørking eller trommeltørking, avhengig av ønskede produktegenskaper og produksjonsskala.

Det resulterende natriumkarboksymetylcelluloseproduktet er et hvitt til off-white pulver eller granulært materiale med utmerket vannløselighet og reologiske egenskaper. Det er mye brukt som fortykningsmiddel, stabilisator, bindemiddel og reologimodifisering i ulike bransjer, inkludert mat, farmasøytiske produkter, kosmetikk, tekstiler og industrielle applikasjoner.