Processo di produzione della carbossimetilcellulosa di sodio

Il processo di produzione della carbossimetilcellulosa di sodio (CMC) prevede diverse fasi, tra cui la preparazione della cellulosa, l'eterificazione, la purificazione e l'essiccazione. Ecco una panoramica del tipico processo di produzione:

1. Preparazione della cellulosa: il processo inizia con la preparazione della cellulosa, che in genere proviene da pasta di legno o linter di cotone. La cellulosa viene prima purificata e raffinata per rimuovere impurità come lignina, emicellulosa e altri contaminanti. Questa cellulosa purificata funge da materiale di partenza per la produzione di CMC.
2. Alcalinizzazione: La cellulosa purificata viene poi trattata con una soluzione alcalina, solitamente idrossido di sodio (NaOH), per aumentarne la reattività e facilitare la successiva reazione di eterificazione. L'alcalinizzazione aiuta anche a gonfiare e aprire le fibre di cellulosa, rendendole più accessibili alle modifiche chimiche.
3. Reazione di eterificazione: la cellulosa alcalinizzata viene fatta reagire con acido monocloroacetico (MCA) o il suo sale sodico, monocloroacetato di sodio (SMCA), in presenza di un catalizzatore in condizioni controllate. Questa reazione di eterificazione prevede la sostituzione dei gruppi ossidrile sulle catene di cellulosa con gruppi carbossimetilici (-CH2COONa). Il grado di sostituzione (DS), che rappresenta il numero medio di gruppi carbossimetilici per unità di glucosio della catena della cellulosa, può essere controllato regolando parametri di reazione quali temperatura, tempo di reazione e concentrazioni dei reagenti.
4. Neutralizzazione: dopo la reazione di eterificazione, il prodotto risultante viene neutralizzato per convertire eventuali gruppi acidi rimanenti nella loro forma di sale sodico (carbossimetilcellulosa sodica). Ciò si ottiene tipicamente aggiungendo una soluzione alcalina, come idrossido di sodio (NaOH), alla miscela di reazione. La neutralizzazione aiuta anche a regolare il pH della soluzione e a stabilizzare il prodotto CMC.
5. Purificazione: la carbossimetilcellulosa di sodio grezza viene quindi purificata per rimuovere impurità, reagenti non reagiti e sottoprodotti dalla miscela di reazione. I metodi di purificazione possono includere lavaggio, filtrazione, centrifugazione ed essiccazione. La CMC purificata viene generalmente lavata con acqua per rimuovere alcali e sali residui, seguita da filtrazione o centrifugazione per separare il prodotto CMC solido dalla fase liquida.
6. Essiccazione: la carbossimetilcellulosa di sodio purificata viene infine essiccata per rimuovere l'umidità in eccesso e ottenere il contenuto di umidità desiderato per lo stoccaggio e l'ulteriore lavorazione. I metodi di essiccazione possono includere l'essiccazione all'aria, l'essiccazione a spruzzo o l'essiccazione a tamburo, a seconda delle caratteristiche del prodotto desiderate e della scala di produzione.

Il prodotto risultante di carbossimetilcellulosa di sodio è una polvere o un materiale granulare da bianco a biancastro con eccellenti proprietà reologiche e solubilità in acqua. È ampiamente utilizzato come agente addensante, stabilizzante, legante e modificatore reologico in vari settori, tra cui alimentare, farmaceutico, cosmetico, tessile e applicazioni industriali.