സോഡിയം കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസിൻ്റെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ

സോഡിയം കാർബോക്സിമെതൈൽസെല്ലുലോസിൻ്റെ (സിഎംസി) നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കൽ, ഈതറിഫിക്കേഷൻ, ശുദ്ധീകരണം, ഉണക്കൽ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. സാധാരണ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ ഒരു അവലോകനം ഇതാ:

1. സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കൽ: സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കുന്നതിലൂടെയാണ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്, ഇത് സാധാരണയായി മരം പൾപ്പിൽ നിന്നോ കോട്ടൺ ലിൻ്ററുകളിൽ നിന്നോ ലഭിക്കുന്നതാണ്. ലിഗ്നിൻ, ഹെമിസെല്ലുലോസ്, മറ്റ് മലിനീകരണം തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി സെല്ലുലോസ് ആദ്യം ശുദ്ധീകരിക്കുകയും ശുദ്ധീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ശുദ്ധീകരിച്ച സെല്ലുലോസ് സിഎംസിയുടെ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള പ്രാരംഭ വസ്തുവായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
2. ആൽക്കലൈസേഷൻ: ശുദ്ധീകരിച്ച സെല്ലുലോസ് അതിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും തുടർന്നുള്ള എഥെറിഫിക്കേഷൻ പ്രതികരണം സുഗമമാക്കുന്നതിനും ഒരു ക്ഷാര ലായനി ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുന്നു, സാധാരണയായി സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (NaOH). സെല്ലുലോസ് നാരുകൾ വീർക്കാനും തുറക്കാനും ആൽക്കലൈസേഷൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് രാസമാറ്റത്തിന് കൂടുതൽ പ്രാപ്യമാക്കുന്നു.
3. Etherification Reaction: നിയന്ത്രിത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു ഉൽപ്രേരകത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, ക്ഷാരമാക്കപ്പെട്ട സെല്ലുലോസ് മോണോക്ലോറോഅസെറ്റിക് ആസിഡ് (MCA) അല്ലെങ്കിൽ അതിൻ്റെ സോഡിയം ഉപ്പ്, സോഡിയം മോണോക്ലോറോഅസെറ്റേറ്റ് (SMCA) എന്നിവയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലകളിലെ ഹൈഡ്രോക്‌സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളെ കാർബോക്‌സിമെതൈൽ (-CH2COONa) ഗ്രൂപ്പുകളുപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നത് ഈ എതറിഫിക്കേഷൻ പ്രതികരണത്തിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയിലെ ഓരോ ഗ്ലൂക്കോസ് യൂണിറ്റിനും കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ശരാശരി എണ്ണം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ബിരുദം (DS), താപനില, പ്രതികരണ സമയം, റിയാക്ടൻ്റ് കോൺസൺട്രേഷൻ എന്നിവ പോലുള്ള പ്രതികരണ പാരാമീറ്ററുകൾ ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് നിയന്ത്രിക്കാനാകും.
4. ന്യൂട്രലൈസേഷൻ: ഈതറിഫിക്കേഷൻ പ്രതികരണത്തിന് ശേഷം, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉൽപ്പന്നം ബാക്കിയുള്ള ഏതെങ്കിലും അസിഡിറ്റി ഗ്രൂപ്പുകളെ അവയുടെ സോഡിയം ഉപ്പ് രൂപത്തിലേക്ക് (കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് സോഡിയം) പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനായി നിർവീര്യമാക്കുന്നു. പ്രതികരണ മിശ്രിതത്തിലേക്ക് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (NaOH) പോലുള്ള ആൽക്കലൈൻ ലായനി ചേർത്താണ് ഇത് സാധാരണയായി കൈവരിക്കുന്നത്. ന്യൂട്രലൈസേഷൻ ലായനിയുടെ pH ക്രമീകരിക്കാനും CMC ഉൽപ്പന്നത്തെ സ്ഥിരപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കുന്നു.
5. ശുദ്ധീകരണം: അസംസ്‌കൃത സോഡിയം കാർബോക്‌സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ്, പ്രതികരണ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് മാലിന്യങ്ങൾ, പ്രതികരിക്കാത്ത പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ, ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ശുദ്ധീകരിക്കുന്നു. ശുദ്ധീകരണ രീതികളിൽ കഴുകൽ, ഫിൽട്ടറേഷൻ, സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷൻ, ഉണക്കൽ എന്നിവ ഉൾപ്പെടാം. ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ട സിഎംസി സാധാരണഗതിയിൽ, ശേഷിക്കുന്ന ക്ഷാരങ്ങളും ലവണങ്ങളും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വെള്ളത്തിൽ കഴുകുന്നു, തുടർന്ന് ഖര സിഎംസി ഉൽപ്പന്നത്തെ ദ്രാവക ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കാൻ ഫിൽട്ടറേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷൻ നടത്തുന്നു.
6. ഉണക്കൽ: ശുദ്ധീകരിച്ച സോഡിയം കാർബോക്സിമെതൈൽസെല്ലുലോസ് അധിക ഈർപ്പം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും സംഭരണത്തിനും കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗിനും ആവശ്യമായ ഈർപ്പം ലഭിക്കുന്നതിന് ഒടുവിൽ ഉണക്കിയെടുക്കുന്നു. ഉണക്കൽ രീതികളിൽ എയർ ഡ്രൈയിംഗ്, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ്, അല്ലെങ്കിൽ ഡ്രം ഡ്രൈയിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം, ആവശ്യമുള്ള ഉൽപ്പന്ന സവിശേഷതകളും നിർമ്മാണ സ്കെയിലും അനുസരിച്ച്.

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സോഡിയം കാർബോക്സിമെതൈൽസെല്ലുലോസ് ഉൽപ്പന്നം വെള്ള മുതൽ വെളുത്ത വരെ പൊടി അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാനുലാർ മെറ്റീരിയലാണ്, മികച്ച വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതും റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. ഭക്ഷണം, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, സൗന്ദര്യവർദ്ധകവസ്തുക്കൾ, തുണിത്തരങ്ങൾ, വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ കട്ടിയുള്ള ഏജൻ്റ്, സ്റ്റെബിലൈസർ, ബൈൻഡർ, റിയോളജി മോഡിഫയർ എന്നിവയായി ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.