תהליך ייצור של נתרן קרבוקסיתילצלולוזה

תהליך הייצור של נתרן קרבוקסי-מתיל-צלולוזה (CMC) כולל מספר שלבים, כולל הכנת תאית, אתריפיקציה, טיהור וייבוש. להלן סקירה כללית של תהליך הייצור הטיפוסי:

1. הכנת תאית: התהליך מתחיל בהכנת תאית, שמקורה בדרך כלל מעיסת עץ או כותנה. התאית מטוהרת ומזוקקת תחילה כדי להסיר זיהומים כגון ליגנין, המיצלולוז ומזהמים אחרים. תאית מטוהרת זו משמשת כחומר המוצא לייצור CMC.
2. אלקליזציה: התאית המטוהרת מטופלת לאחר מכן בתמיסה אלקלית, בדרך כלל נתרן הידרוקסיד (NaOH), כדי להגביר את התגובתיות שלה ולהקל על תגובת האתריפיקציה הבאה. אלקליזציה גם עוזרת להתנפח ולפתוח את סיבי התאית, מה שהופך אותם לנגישים יותר לשינוי כימי.
3. תגובת אתריפיקציה: התאית הבסיסית מגיבה עם חומצה מונוכלורואצטית (MCA) או מלח הנתרן שלה, סודיום מונוכלורואצטט (SMCA), בנוכחות זרז בתנאים מבוקרים. תגובת אתריפיקציה זו כוללת החלפה של קבוצות הידרוקסיל על שרשראות התאית בקבוצות קרבוקסימטיל (-CH2COONa). ניתן לשלוט במידת ההחלפה (DS), המייצגת את המספר הממוצע של קבוצות קרבוקסימטיל ליחידת גלוקוז בשרשרת התאית, על ידי התאמת פרמטרי תגובה כגון טמפרטורה, זמן תגובה וריכוזי מגיבים.
4. ניטרול: לאחר תגובת האתריפיקציה, התוצר המתקבל מנוטרל כדי להמיר את כל הקבוצות החומציות הנותרות לצורת מלח הנתרן שלהן (נתרן קרבוקסיתילצלולוזה). זה מושג בדרך כלל על ידי הוספת תמיסה אלקלית, כגון נתרן הידרוקסיד (NaOH), לתערובת התגובה. ניטרול גם עוזר להתאים את ה-pH של התמיסה ולייצב את המוצר CMC.
5. טיהור: הנתרן הגולמי קרבוקסי-מתיל צלולוז מטוהר לאחר מכן כדי להסיר זיהומים, ריאגנטים שלא הגיבו ותוצרי לוואי מתערובת התגובה. שיטות טיהור עשויות לכלול כביסה, סינון, צנטריפוגה וייבוש. ה-CMC המטוהר נשטף בדרך כלל במים כדי להסיר שאריות אלקליות ומלחים, ולאחר מכן סינון או צנטריפוגה כדי להפריד את מוצר ה-CMC המוצק מהפאזה הנוזלית.
6. ייבוש: הנתרן המטוהר קרבוקסי-מתיל-צלולוזה מיובש לבסוף כדי להסיר עודפי לחות ולקבל את תכולת הלחות הרצויה לאחסון ועיבוד נוסף. שיטות הייבוש עשויות לכלול ייבוש באוויר, ייבוש בהתזה או ייבוש תוף, בהתאם למאפייני המוצר הרצויים ולקנה המידה של הייצור.

תוצר הנתרן קרבוקסי-מתילצלולוזה המתקבל הוא אבקה לבנה עד אוף-וויט או חומר גרגירי עם מסיסות מים מצוינת ותכונות ריאולוגיות. הוא נמצא בשימוש נרחב כחומר עיבוי, מייצב, קלסר ומשנה ריאולוגיה בתעשיות שונות, כולל מזון, תרופות, קוסמטיקה, טקסטיל ויישומים תעשייתיים.