Productieproces van natriumcarboxymethylcellulose

Het productieproces van natriumcarboxymethylcellulose (CMC) omvat verschillende stappen, waaronder de bereiding van cellulose, verethering, zuivering en drogen. Hier is een overzicht van het typische productieproces:

1. Bereiding van cellulose: Het proces begint met de bereiding van cellulose, die doorgaans afkomstig is van houtpulp of katoenlinters. De cellulose wordt eerst gezuiverd en verfijnd om onzuiverheden zoals lignine, hemicellulose en andere verontreinigingen te verwijderen. Deze gezuiverde cellulose dient als uitgangsmateriaal voor de productie van CMC.
2. Alkalisatie: De gezuiverde cellulose wordt vervolgens behandeld met een alkalische oplossing, meestal natriumhydroxide (NaOH), om de reactiviteit ervan te verhogen en de daaropvolgende veretheringsreactie te vergemakkelijken. Alkalisatie helpt ook om de cellulosevezels op te zwellen en te openen, waardoor ze toegankelijker worden voor chemische modificatie.
3. Veretheringsreactie: De alkalische cellulose wordt in reactie gebracht met monochloorazijnzuur (MCA) of het natriumzout ervan, natriummonochlooracetaat (SMCA), in aanwezigheid van een katalysator onder gecontroleerde omstandigheden. Deze veretheringsreactie omvat de vervanging van hydroxylgroepen op de celluloseketens door carboxymethyl (-CH2COONa) groepen. De substitutiegraad (DS), die het gemiddelde aantal carboxymethylgroepen per glucose-eenheid van de celluloseketen vertegenwoordigt, kan worden geregeld door reactieparameters zoals temperatuur, reactietijd en concentraties van de reactanten aan te passen.
4. Neutralisatie: Na de veretheringsreactie wordt het resulterende product geneutraliseerd om eventuele resterende zure groepen om te zetten in hun natriumzoutvorm (carboxymethylcellulose-natrium). Dit wordt doorgaans bereikt door een alkalische oplossing, zoals natriumhydroxide (NaOH), aan het reactiemengsel toe te voegen. Neutralisatie helpt ook om de pH van de oplossing aan te passen en het CMC-product te stabiliseren.
5. Zuivering: Het ruwe natriumcarboxymethylcellulose wordt vervolgens gezuiverd om onzuiverheden, niet-gereageerde reagentia en bijproducten uit het reactiemengsel te verwijderen. Zuiveringsmethoden kunnen wassen, filtratie, centrifugeren en drogen omvatten. Het gezuiverde CMC wordt doorgaans gewassen met water om resterende alkaliën en zouten te verwijderen, gevolgd door filtratie of centrifugatie om het vaste CMC-product van de vloeibare fase te scheiden.
6. Drogen: Het gezuiverde natriumcarboxymethylcellulose wordt uiteindelijk gedroogd om overtollig vocht te verwijderen en het gewenste vochtgehalte te verkrijgen voor opslag en verdere verwerking. Droogmethoden kunnen luchtdrogen, sproeidrogen of trommeldrogen omvatten, afhankelijk van de gewenste producteigenschappen en productieschaal.

Het resulterende natriumcarboxymethylcelluloseproduct is een wit tot gebroken wit poeder of korrelig materiaal met uitstekende wateroplosbaarheid en reologische eigenschappen. Het wordt veel gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator, bindmiddel en reologiemodificator in verschillende industrieën, waaronder voedingsmiddelen, farmaceutische producten, cosmetica, textiel en industriële toepassingen.