સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

સોડિયમ કાર્બોક્સિમેથિલસેલ્યુલોઝ (સીએમસી) ની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં સેલ્યુલોઝની તૈયારી, ઈથરિફિકેશન, શુદ્ધિકરણ અને સૂકવણી સહિત અનેક પગલાંનો સમાવેશ થાય છે. અહીં સામાન્ય ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની ઝાંખી છે:

1. સેલ્યુલોઝની તૈયારી: પ્રક્રિયા સેલ્યુલોઝની તૈયારી સાથે શરૂ થાય છે, જે સામાન્ય રીતે લાકડાના પલ્પ અથવા કોટન લિન્ટર્સમાંથી મેળવવામાં આવે છે. લિગ્નિન, હેમીસેલ્યુલોઝ અને અન્ય દૂષકો જેવી અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે સેલ્યુલોઝને પ્રથમ શુદ્ધ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. આ શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ CMC ના ઉત્પાદન માટે પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે કામ કરે છે.
2. આલ્કલાઈઝેશન: શુદ્ધ કરેલ સેલ્યુલોઝને પછી આલ્કલાઇન દ્રાવણ, સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) વડે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જેથી તેની પ્રતિક્રિયાશીલતામાં વધારો થાય અને અનુગામી ઇથરફિકેશન પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવી શકાય. આલ્કલાઈઝેશન સેલ્યુલોઝ તંતુઓને ફૂલવામાં અને ખોલવામાં પણ મદદ કરે છે, જે તેમને રાસાયણિક ફેરફાર માટે વધુ સુલભ બનાવે છે.
3. ઇથરિફિકેશન રિએક્શન: આલ્કલાઈઝ્ડ સેલ્યુલોઝને મોનોક્લોરોએસેટિક એસિડ (MCA) અથવા તેના સોડિયમ સોલ્ટ, સોડિયમ મોનોક્લોરોએસેટેટ (SMCA) સાથે નિયંત્રિત સ્થિતિમાં ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવે છે. આ ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયામાં કાર્બોક્સિમિથિલ (-CH2COONa) જૂથો સાથે સેલ્યુલોઝ સાંકળો પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની અવેજીમાં સમાવેશ થાય છે. અવેજીની ડિગ્રી (DS), જે સેલ્યુલોઝ સાંકળના ગ્લુકોઝ એકમ દીઠ કાર્બોક્સિમિથિલ જૂથોની સરેરાશ સંખ્યાને રજૂ કરે છે, તેને તાપમાન, પ્રતિક્રિયા સમય અને પ્રતિક્રિયાત્મક સાંદ્રતા જેવા પ્રતિક્રિયા પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
4. નિષ્ક્રિયકરણ: ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા પછી, પરિણામી ઉત્પાદનને કોઈપણ બાકીના એસિડિક જૂથોને તેમના સોડિયમ મીઠાના સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે તટસ્થ કરવામાં આવે છે (કાર્બોક્સિમિથિલસેલ્યુલોઝ સોડિયમ). આ સામાન્ય રીતે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (NaOH) જેવા આલ્કલાઇન દ્રાવણને ઉમેરીને પ્રાપ્ત થાય છે. નિષ્ક્રિયકરણ ઉકેલના pH ને સમાયોજિત કરવામાં અને CMC ઉત્પાદનને સ્થિર કરવામાં પણ મદદ કરે છે.
5. શુદ્ધિકરણ: ક્રૂડ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલસેલ્યુલોઝને પછી પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાંથી અશુદ્ધિઓ, અપ્રક્રિયા વિનાના રીએજન્ટ્સ અને ઉપ-ઉત્પાદનોને દૂર કરવા માટે શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓમાં ધોવા, ગાળણ, સેન્ટ્રીફ્યુગેશન અને સૂકવણીનો સમાવેશ થઈ શકે છે. શુદ્ધ કરેલ CMC સામાન્ય રીતે પાણીથી ધોવાઇ જાય છે જેથી શેષ આલ્કલી અને ક્ષાર દૂર થાય, ત્યારબાદ પ્રવાહી તબક્કામાંથી ઘન CMC ઉત્પાદનને અલગ કરવા માટે ફિલ્ટરેશન અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગેશન કરવામાં આવે છે.
6. સૂકવવું: શુદ્ધ કરેલ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝને અંતે વધારે ભેજ દૂર કરવા અને સંગ્રહ અને આગળની પ્રક્રિયા માટે ઇચ્છિત ભેજ મેળવવા માટે સૂકવવામાં આવે છે. સૂકવણીની પદ્ધતિઓમાં ઇચ્છિત ઉત્પાદન લાક્ષણિકતાઓ અને ઉત્પાદન સ્કેલના આધારે હવામાં સૂકવણી, સ્પ્રે સૂકવણી અથવા ડ્રમ સૂકવણીનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

પરિણામી સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલસેલ્યુલોઝ ઉત્પાદન એ સફેદથી ઓફ-વ્હાઈટ પાવડર અથવા ઉત્તમ પાણીની દ્રાવ્યતા અને રેયોલોજિકલ ગુણધર્મો સાથે દાણાદાર સામગ્રી છે. ખાદ્ય, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, કાપડ અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો સહિત વિવિધ ઉદ્યોગોમાં તે ઘટ્ટ એજન્ટ, સ્ટેબિલાઇઝર, બાઈન્ડર અને રિઓલોજી મોડિફાયર તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.