Processus de fabrication de carboxyméthylcellulose de sodium

Le processus de fabrication de la carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) comporte plusieurs étapes, notamment la préparation de la cellulose, l'éthérification, la purification et le séchage. Voici un aperçu du processus de fabrication typique :

1. Préparation de la cellulose : Le processus commence par la préparation de la cellulose, qui provient généralement de pâte de bois ou de linters de coton. La cellulose est d'abord purifiée et raffinée pour éliminer les impuretés telles que la lignine, l'hémicellulose et d'autres contaminants. Cette cellulose purifiée sert de matière première pour la production de CMC.
2. Alcalinisation : La cellulose purifiée est ensuite traitée avec une solution alcaline, généralement de l'hydroxyde de sodium (NaOH), pour augmenter sa réactivité et faciliter la réaction d'éthérification ultérieure. L'alcalinisation contribue également à gonfler et à ouvrir les fibres de cellulose, les rendant plus accessibles à la modification chimique.
3. Réaction d'éthérification : La cellulose alcalinisée réagit avec l'acide monochloroacétique (MCA) ou son sel de sodium, le monochloroacétate de sodium (SMCA), en présence d'un catalyseur dans des conditions contrôlées. Cette réaction d'éthérification implique la substitution des groupes hydroxyles sur les chaînes cellulosiques par des groupes carboxyméthyle (-CH2COONa). Le degré de substitution (DS), qui représente le nombre moyen de groupes carboxyméthyles par unité glucose de la chaîne cellulosique, peut être contrôlé en ajustant les paramètres de réaction tels que la température, le temps de réaction et les concentrations de réactifs.
4. Neutralisation : Après la réaction d'éthérification, le produit résultant est neutralisé pour convertir tous les groupes acides restants en leur forme sel de sodium (carboxyméthylcellulose sodique). Ceci est généralement réalisé en ajoutant une solution alcaline, telle que l'hydroxyde de sodium (NaOH), au mélange réactionnel. La neutralisation permet également d'ajuster le pH de la solution et de stabiliser le produit CMC.
5. Purification : La carboxyméthylcellulose de sodium brute est ensuite purifiée pour éliminer les impuretés, les réactifs n'ayant pas réagi et les sous-produits du mélange réactionnel. Les méthodes de purification peuvent inclure le lavage, la filtration, la centrifugation et le séchage. La CMC purifiée est généralement lavée avec de l'eau pour éliminer les alcalis et les sels résiduels, suivie d'une filtration ou d'une centrifugation pour séparer le produit CMC solide de la phase liquide.
6. Séchage : La carboxyméthylcellulose de sodium purifiée est finalement séchée pour éliminer l'excès d'humidité et obtenir la teneur en humidité souhaitée pour le stockage et le traitement ultérieur. Les méthodes de séchage peuvent inclure le séchage à l'air, le séchage par pulvérisation ou le séchage au tambour, en fonction des caractéristiques du produit souhaitées et de l'échelle de fabrication.

Le produit de carboxyméthylcellulose de sodium obtenu est une poudre ou un matériau granulaire blanc à blanc cassé présentant une excellente solubilité dans l'eau et d'excellentes propriétés rhéologiques. Il est largement utilisé comme agent épaississant, stabilisant, liant et modificateur de rhéologie dans diverses industries, notamment l’alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les textiles et les applications industrielles.