Proses Pengilangan natrium karboksimetilselulosa

Proses pembuatan natrium karboksimetilselulosa (CMC) melibatkan beberapa langkah, termasuk penyediaan selulosa, eterifikasi, penulenan, dan pengeringan. Berikut ialah gambaran keseluruhan proses pembuatan biasa:

1. Penyediaan Selulosa: Proses ini bermula dengan penyediaan selulosa, yang biasanya diperoleh daripada pulpa kayu atau serpihan kapas. Selulosa mula-mula ditulenkan dan ditapis untuk membuang kekotoran seperti lignin, hemiselulosa dan bahan cemar lain. Selulosa tulen ini berfungsi sebagai bahan permulaan untuk pengeluaran CMC.
2. Pengalkalian: Selulosa yang telah dimurnikan kemudiannya dirawat dengan larutan alkali, biasanya natrium hidroksida (NaOH), untuk meningkatkan kereaktifannya dan memudahkan tindak balas pengeteran seterusnya. Pengalkalian juga membantu membengkak dan membuka gentian selulosa, menjadikannya lebih mudah untuk pengubahsuaian kimia.
3. Tindak balas pengeteran: Selulosa beralkali bertindak balas dengan asid monokloroasettik (MCA) atau garam natriumnya, natrium monokloroasetat (SMCA), dengan kehadiran mangkin di bawah keadaan terkawal. Tindak balas eterifikasi ini melibatkan penggantian kumpulan hidroksil pada rantai selulosa dengan kumpulan karboksimetil (-CH2COONa). Darjah penggantian (DS), yang mewakili bilangan purata kumpulan karboksimetil setiap unit glukosa rantai selulosa, boleh dikawal dengan melaraskan parameter tindak balas seperti suhu, masa tindak balas, dan kepekatan bahan tindak balas.
4. Peneutralan: Selepas tindak balas eterifikasi, produk yang terhasil dinetralkan untuk menukarkan mana-mana kumpulan berasid yang tinggal kepada bentuk garam natrium (natrium karboksimetilselulosa). Ini biasanya dicapai dengan menambahkan larutan alkali, seperti natrium hidroksida (NaOH), ke dalam campuran tindak balas. Peneutralan juga membantu melaraskan pH larutan dan menstabilkan produk CMC.
5. Penulenan: Natrium karboksimetilselulosa mentah kemudian ditulenkan untuk membuang kekotoran, reagen tidak bertindak balas, dan hasil sampingan daripada campuran tindak balas. Kaedah penulenan mungkin termasuk pencucian, penapisan, sentrifugasi dan pengeringan. CMC yang telah disucikan biasanya dibasuh dengan air untuk mengeluarkan sisa alkali dan garam, diikuti dengan penapisan atau sentrifugasi untuk memisahkan produk CMC pepejal daripada fasa cecair.
6. Pengeringan: Natrium karboksimetilselulosa yang telah dimurnikan akhirnya dikeringkan untuk menghilangkan kelembapan berlebihan dan mendapatkan kandungan lembapan yang dikehendaki untuk penyimpanan dan pemprosesan selanjutnya. Kaedah pengeringan mungkin termasuk pengeringan udara, pengeringan semburan, atau pengeringan dram, bergantung pada ciri produk dan skala pembuatan yang dikehendaki.

Produk natrium karboksimetilselulosa yang terhasil ialah serbuk putih hingga putih pudar atau bahan berbutir dengan keterlarutan air dan sifat reologi yang sangat baik. Ia digunakan secara meluas sebagai agen pemekat, penstabil, pengikat, dan pengubah suai reologi dalam pelbagai industri, termasuk makanan, farmaseutikal, kosmetik, tekstil dan aplikasi perindustrian.