Процесс производства карбоксиметилцеллюлозы натрия

Процесс производства карбоксиметилцеллюлозы натрия (КМЦ) включает несколько этапов, включая подготовку целлюлозы, этерификацию, очистку и сушку. Вот краткий обзор типичного производственного процесса:

1. Приготовление целлюлозы. Процесс начинается с подготовки целлюлозы, которую обычно получают из древесной массы или хлопкового линта. Целлюлозу сначала очищают и очищают от примесей, таких как лигнин, гемицеллюлоза и другие загрязнения. Эта очищенная целлюлоза служит исходным материалом для производства КМЦ.
2. Подщелачивание: очищенную целлюлозу затем обрабатывают щелочным раствором, обычно гидроксидом натрия (NaOH), чтобы повысить ее реакционную способность и облегчить последующую реакцию этерификации. Подщелачивание также помогает набухать и раскрывать целлюлозные волокна, делая их более доступными для химической модификации.
3. Реакция этерификации: Подщелачиваемая целлюлоза подвергается реакции с монохлоруксусной кислотой (МХА) или ее натриевой солью, монохлорацетатом натрия (СМКА), в присутствии катализатора и в контролируемых условиях. Эта реакция этерификации включает замену гидроксильных групп в цепях целлюлозы карбоксиметильными (-CH2COONa) группами. Степень замещения (DS), которая представляет собой среднее количество карбоксиметильных групп на единицу глюкозы целлюлозной цепи, можно контролировать, регулируя параметры реакции, такие как температура, время реакции и концентрации реагентов.
4. Нейтрализация: после реакции этерификации полученный продукт нейтрализуют для преобразования любых оставшихся кислотных групп в форму их натриевой соли (натрийкарбоксиметилцеллюлоза). Обычно этого достигают добавлением к реакционной смеси щелочного раствора, такого как гидроксид натрия (NaOH). Нейтрализация также помогает регулировать pH раствора и стабилизировать продукт КМЦ.
5. Очистка: затем сырую карбоксиметилцеллюлозу натрия очищают для удаления примесей, непрореагировавших реагентов и побочных продуктов из реакционной смеси. Способы очистки могут включать промывку, фильтрацию, центрифугирование и сушку. Очищенную КМЦ обычно промывают водой для удаления остатков щелочи и солей с последующей фильтрацией или центрифугированием для отделения твердого продукта КМЦ от жидкой фазы.
6. Сушка: Очищенную карбоксиметилцеллюлозу натрия окончательно сушат для удаления избыточной влаги и получения желаемого содержания влаги для хранения и дальнейшей переработки. Методы сушки могут включать сушку на воздухе, распылительную сушку или барабанную сушку, в зависимости от желаемых характеристик продукта и масштаба производства.

Полученный продукт натрийкарбоксиметилцеллюлозы представляет собой порошок или гранулированный материал от белого до почти белого цвета с превосходной растворимостью в воде и реологическими свойствами. Он широко используется в качестве загустителя, стабилизатора, связующего и модификатора реологии в различных отраслях промышленности, включая пищевую, фармацевтическую, косметическую, текстильную и промышленность.