1.CMCÝ nghĩa
Carboxymethyl Cellulose Sodium (viết tắt là CMC) là một ether cellulose hòa tan trong nước và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, y học, hóa chất hàng ngày, dầu mỏ, dệt may và sản xuất giấy. Là một phụ gia hiệu quả và đa chức năng, CMC có các tính chất tuyệt vời như làm đặc, ổn định, nhũ hóa và giữ nước. Hướng dẫn này sẽ cung cấp một giới thiệu chi tiết về nguồn nguyên liệu, phạm vi ứng dụng, quy trình sản xuất và triển vọng thị trường của CMC, giúp khách hàng có cái nhìn toàn diện về sản phẩm quan trọng này.
2. Sự phát triển lịch sử của CMC
Đầu thế kỷ 19: Các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện ra rằng cellulose có thể được biến đổi bằng phương pháp hóa học.
Năm 1918, các nhà hóa học Đức lần đầu tiên tổng hợp carboxymethyl cellulose (CMC).
Trong những năm 1930: Sản xuất công nghiệp bắt đầu, ban đầu được sử dụng trong ngành công nghiệp keo dán và dệt may.
Trong những năm 1950: CMC cấp thực phẩm được phê duyệt sử dụng và trở thành phụ gia thực phẩm (E466).
Trong thế kỷ 21, với sự gia tăng của các yêu cầu bảo vệ môi trường, ứng dụng của CMC trong các lĩnh vực như y học và năng lượng mới đã mở rộng nhanh chóng.
Ngày nay, CMC đã trở thành một trong những ether cellulose hòa tan trong nước được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, với sản lượng hàng năm vượt quá một triệu tấn.2. Nguồn nguyên liệu của natri carboxymethyl cellulose
3.Nguồn nguyên liệu cho CMC
1Sợi bông ngắn
Sợi bông là sản phẩm phụ của quá trình chế biến bông. Chúng có hàm lượng cellulose cao (>90%) và độ tinh khiết cao, làm cho chúng trở thành nguyên liệu ưa thích để sản xuất CMC chất lượng cao.
Nó áp dụng cho sản xuất CMC cấp dược phẩm và thực phẩm.
2) Bột gỗ
Nó được chiết xuất từ gỗ thông qua các quy trình nghiền hóa học hoặc cơ học, với hàm lượng cellulose khoảng 70% đến 85%.
Nó có chi phí tương đối thấp và thường được sử dụng trong sản xuất CMC cấp công nghiệp, chẳng hạn như trong khoan dầu, in ấn và nhuộm dệt may, và các lĩnh vực khác.
(3)Các sợi thực vật khác
Các vật liệu như tre và bã mía cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho CMC, nhưng chúng ít được áp dụng và thường được sử dụng cho các sản phẩm có yêu cầu cụ thể.
4. Phạm vi ứng dụng của natri carboxymethyl cellulose
CMC, với hiệu suất vượt trội, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp:
(1)Ngành công nghiệp thực phẩm
- Chất làm đặc:Được sử dụng trong kem, sữa chua, thạch, v.v., để cải thiện hương vị.
- Chất ổn định:Ngăn ngừa sự phân tầng của đồ uống và kéo dài thời hạn sử dụng.
- Tác nhân giữ nước:Giữ ẩm trong bánh mì và bánh ngọt để làm chậm quá trình lão hóa.
(2) Ngành công nghiệp dược phẩm
- Chất kết dính viên nén:Tăng cường khả năng tạo hình và hòa tan của viên nén.
- Tá dược dược phẩm:được sử dụng để làm đặc và ổn định thuốc mỡ và gel.
- Nước mắt nhân tạo:Như một chất bôi trơn để giảm khô mắt.
(3) Sản phẩm hóa chất hàng ngày
- Kem đánh răng:Đem lại độ nhớt và độ bóng thích hợp cho bột nhão.
- Dầu gội và sữa tắm:Tăng cường độ nhất quán và cải thiện trải nghiệm người dùng.
- Mỹ phẩm:Được sử dụng để ổn định và làm đặc kem dưỡng và mặt nạ.
(4) Ngành công nghiệp dầu mỏ
- Phụ gia dung dịch khoan:Tăng độ nhớt của bùn và ổn định thành giếng.
- Chất lỏng nứt vỡ:Được sử dụng cho quá trình nứt vỡ thủy lực trong khai thác khí đá phiến.
(5) Dệt may và Sản xuất giấy
- Dệt may in ấn và nhuộm: Như một tác nhân kích thước, nó tăng cường sự kết dính của các sợi.
- Tác nhân kích thước giấy:Tăng cường độ bền và khả năng chống nước của giấy.
(6) Các ứng dụng khác
CMC cũng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như gốm sứ, sơn phủ và vật liệu xây dựng như một chất kết dính hoặc chất điều chỉnh lưu biến.
5. Quá trình sản xuất carboxymethyl cellulose natri
Quá trình sản xuất CMC chủ yếu bao gồm các bước như kiềm hóa, ether hóa, trung hòa, tinh chế và sấy khô.
(1) Phản ứng kiềm hóa
Cellulose phản ứng với natri hydroxide (NaOH) để tạo thành cellulose kiềm.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Phản ứng ether hóa
Phản ứng của cellulose kiềm với natri chloroacetate (ClCHCOONa) giới thiệu các nhóm carboxymethyl:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Trung hòa và tinh chế
Điều chỉnh pH về trung tính (6-8) bằng axit (như axit hydrochloric).
Các sản phẩm phụ (như NaCl và natri glycolate) được loại bỏ bằng cách rửa nước và rửa cồn.
(4) Sấy khô và nghiền
CMC dạng bột được thu được bằng cách sấy phun hoặc sấy tầng sôi.
Điều chỉnh độ mịn (80 mesh -200 mesh) theo yêu cầu.
(5) Kiểm soát chất lượng
- Mức độ thay thế (DS):Nó đo lường mức độ carboxymethyl hóa, thường dao động từ 0,4 đến 1,5, và đối với DS cấp thực phẩm, nó là ≥0,7.
- Độ tinh khiết:Phát hiện hàm lượng tạp chất như clorua và kim loại nặng.
- Độ nhớt:Các ứng dụng khác nhau có yêu cầu khác nhau về độ nhớt (ví dụ, độ nhớt của dung dịch 1% nằm trong khoảng từ 10 đến 10.000 mPa·s).
6. Triển vọng thị trường của CMC
Với sự tăng cường nhận thức về bảo vệ môi trường và sức khỏe, nhu cầu thị trường đối với CMC tiếp tục tăng:
- Thực phẩm và Dược phẩm: CMC tự nhiên và an toàn như một sự thay thế cho các phụ gia tổng hợp.
- Năng lượng mới và bảo vệ môi trường: Được sử dụng trong các lĩnh vực mới nổi như màng ngăn pin lithium và xử lý nước thải.
- Thị trường toàn cầu: Ước tính rằng quy mô thị trường CMC sẽ vượt quá 2 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025.
7. Làm thế nào để chọn sản phẩm CMC phù hợp?
Khách hàng cần xem xét các yếu tố sau khi chọn CMC:
Các lĩnh vực ứng dụng: Cấp thực phẩm, cấp dược phẩm hoặc cấp công nghiệp
- Mức độ thay thế (DS):DS cao (>0,8) phù hợp cho các yêu cầu độ nhớt cao.
- Phạm vi độ nhớt:Độ nhớt thấp (<100 mPa·s) được sử dụng cho đồ uống, và độ nhớt cao (>1000 mPa·s) được sử dụng cho chất lỏng khoan.
- Độ hòa tan: Một số sản phẩm cần được hòa tan ngay lập tức trong nước lạnh, trong khi những sản phẩm khác cần được hòa tan bằng cách đun nóng.
8.Kết luận
Carboxymethyl cellulose natri (CMC), như một vật liệu polymer đa chức năng và thân thiện với môi trường, đóng vai trò không thể thay thế trong nhiều ngành công nghiệp. Dù là làm đặc thực phẩm, tá dược dược phẩm, khai thác dầu hay ngành công nghiệp hóa chất hàng ngày, CMC có thể cung cấp các giải pháp hiệu quả. Với tiến bộ công nghệ, phạm vi ứng dụng của CMC sẽ được mở rộng hơn nữa và triển vọng thị trường rất rộng mở.
