فرآیند تولید سدیم کربوکسی متیل سلولز

فرآیند تولید سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) شامل مراحل مختلفی از جمله تهیه سلولز، اتریفیکاسیون، خالص سازی و خشک کردن است. در اینجا مروری بر فرآیند تولید معمولی است:

1. تهیه سلولز: فرآیند با تهیه سلولز شروع می شود که معمولاً از خمیر چوب یا الیاف پنبه تهیه می شود. سلولز ابتدا برای حذف ناخالصی هایی مانند لیگنین، همی سلولز و سایر آلاینده ها خالص و تصفیه می شود. این سلولز خالص شده به عنوان ماده اولیه برای تولید CMC عمل می کند.
2. قلیایی شدن: سلولز خالص شده سپس با یک محلول قلیایی، معمولاً هیدروکسید سدیم (NaOH) درمان می شود تا واکنش پذیری آن افزایش یابد و واکنش اتریفیکاسیون بعدی تسهیل شود. قلیایی شدن همچنین به متورم شدن و باز شدن الیاف سلولزی کمک می کند و آنها را برای اصلاحات شیمیایی قابل دسترس تر می کند.
3. واکنش اتریفیکاسیون: سلولز قلیایی شده با اسید مونوکلرواستیک (MCA) یا نمک سدیم آن، مونوکلرواستات سدیم (SMCA) در حضور یک کاتالیزور تحت شرایط کنترل شده واکنش می دهد. این واکنش اتریفیکاسیون شامل جایگزینی گروه های هیدروکسیل روی زنجیره های سلولزی با گروه های کربوکسی متیل (-CH2COONa) است. درجه جانشینی (DS) که نشان دهنده میانگین تعداد گروه های کربوکسی متیل در واحد گلوکز زنجیره سلولزی است، می تواند با تنظیم پارامترهای واکنش مانند دما، زمان واکنش و غلظت واکنش دهنده کنترل شود.
4. خنثی سازی: پس از واکنش اتریفیکاسیون، محصول به دست آمده خنثی می شود تا هر گروه اسیدی باقیمانده را به شکل نمک سدیم (کربوکسی متیل سلولز سدیم) تبدیل کند. این معمولاً با افزودن یک محلول قلیایی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) به مخلوط واکنش حاصل می شود. خنثی سازی همچنین به تنظیم pH محلول و تثبیت محصول CMC کمک می کند.
5. خالص سازی: سپس سدیم کربوکسی متیل سلولز خام برای حذف ناخالصی ها، معرف های واکنش نداده و محصولات جانبی از مخلوط واکنش خالص می شود. روش های تصفیه ممکن است شامل شستشو، فیلتراسیون، سانتریفیوژ و خشک کردن باشد. CMC خالص شده معمولاً با آب شسته می‌شود تا قلیا و نمک‌های باقی‌مانده حذف شوند و سپس فیلتراسیون یا سانتریفیوژ برای جدا کردن محصول جامد CMC از فاز مایع انجام می‌شود.
6. خشک کردن: سدیم کربوکسی متیل سلولز خالص شده در نهایت خشک می شود تا رطوبت اضافی حذف شود و رطوبت مورد نظر برای نگهداری و پردازش بیشتر به دست آید. بسته به ویژگی های محصول مورد نظر و مقیاس تولید، روش های خشک کردن ممکن است شامل خشک کردن با هوا، خشک کردن اسپری یا خشک کردن درام باشد.

محصول سدیم کربوکسی متیل سلولز به دست آمده یک پودر یا ماده دانه ای سفید تا مایل به سفید با حلالیت عالی در آب و خواص رئولوژیکی است. به طور گسترده ای به عنوان یک عامل ضخیم کننده، تثبیت کننده، بایندر و اصلاح کننده رئولوژی در صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، دارویی، آرایشی، منسوجات و کاربردهای صنعتی استفاده می شود.