সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি)-এর উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং প্রয়োগের পরিসর

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) হলো একটি অ্যানায়নিক, সরল শৃঙ্খলযুক্ত, পানিতে দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথার, যা প্রাকৃতিক সেলুলোজ এবং ক্লোরোঅ্যাসিটিক অ্যাসিডের রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে তৈরি একটি উপজাত। এর জলীয় দ্রবণের ঘন করা, ফিল্ম তৈরি, বন্ধন, পানি ধারণ, কলয়েড সুরক্ষা, ইমালসিফিকেশন এবং সাসপেনশন তৈরির মতো কার্যকারিতা রয়েছে এবং এটি ফ্লোকুল্যান্ট, কিলেটিং এজেন্ট, ইমালসিফায়ার, থিকনার, ওয়াটার রিটেইনিং এজেন্ট, সাইজিং এজেন্ট, ফিল্ম তৈরির উপাদান ইত্যাদি হিসেবে ব্যবহার করা যায়। এটি খাদ্য, ঔষধ, ইলেকট্রনিক্স, কীটনাশক, চামড়া, প্লাস্টিক, মুদ্রণ, সিরামিক, দৈনন্দিন রাসায়নিক শিল্প এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ সাধারণত একটি গুঁড়ো কঠিন পদার্থ, যা কখনও কখনও দানাদার বা তন্তুময় হয়। এর রঙ সাদা বা হালকা হলুদ এবং কোনো বিশেষ গন্ধ নেই। এটি একটি বৃহৎ আণবিক রাসায়নিক পদার্থ, যার ভেদ্যতা খুব বেশি এবং এটি জলে দ্রবীভূত হতে পারে। জলে এটি একটি অত্যন্ত স্বচ্ছ ও সান্দ্র দ্রবণ তৈরি করে। এটি ইথানল, ইথার, ক্লোরোফর্ম এবং বেনজিনের মতো সাধারণ জৈব দ্রবণে অদ্রবণীয়, কিন্তু জলে দ্রবীভূত হতে পারে। সরাসরি জলে দ্রবীভূত হওয়ার প্রক্রিয়া তুলনামূলকভাবে ধীর, কিন্তু এর দ্রবণীয়তা অনেক বেশি এবং জলীয় দ্রবণের একটি নির্দিষ্ট সান্দ্রতা থাকে। সাধারণ পরিবেশে কঠিন অবস্থায় এটি বেশি স্থিতিশীল থাকে, কারণ এর একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জল শোষণ এবং আর্দ্রতা শোষণের ক্ষমতা রয়েছে। শুষ্ক পরিবেশে এটি দীর্ঘ সময় ধরে সংরক্ষিত থাকতে পারে।

① উৎপাদন প্রক্রিয়া

১. জল মাধ্যম পদ্ধতি

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের শিল্প প্রস্তুতিতে জল-কয়লা প্রক্রিয়া একটি অপেক্ষাকৃত পুরোনো উৎপাদন প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায়, মুক্ত অক্সিজেন অক্সাইড আয়নযুক্ত একটি জলীয় দ্রবণে অ্যালকালি সেলুলোজ এবং ইথারিফাইং এজেন্ট বিক্রিয়া করে এবং বিক্রিয়া প্রক্রিয়ায় কোনো জৈব দ্রাবক ছাড়াই জলকে বিক্রিয়ার মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

২. দ্রাবক পদ্ধতি

সলভেন্ট পদ্ধতি হলো জৈব দ্রাবক পদ্ধতি, যা জল মাধ্যম পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে বিকশিত একটি উৎপাদন প্রক্রিয়া, যেখানে বিক্রিয়ার মাধ্যম হিসেবে জলের পরিবর্তে জৈব দ্রাবক ব্যবহার করা হয়। এটি একটি জৈব দ্রাবকের মধ্যে অ্যালকালি সেলুলোজ এবং মনোক্লোরোঅ্যাসিটিক অ্যাসিডের অ্যালকালাইজেশন এবং ইথারিফিকেশন প্রক্রিয়া। বিক্রিয়ার মাধ্যমের পরিমাণ অনুসারে, একে মন্ডন পদ্ধতি এবং সুইমিং স্লারি পদ্ধতিতে ভাগ করা যায়। পাল্পিং পদ্ধতিতে ব্যবহৃত জৈব দ্রাবকের পরিমাণ মন্ডন পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি, এবং মন্ডন পদ্ধতিতে ব্যবহৃত জৈব দ্রাবকের পরিমাণ হলো সেলুলোজের আয়তন ওজনের অনুপাত, যেখানে পাল্পিং পদ্ধতিতে ব্যবহৃত জৈব দ্রাবকের পরিমাণ হলো সেলুলোজের আয়তন ওজনের অনুপাত। যখন সুইমিং স্লারি পদ্ধতিতে সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ প্রস্তুত করা হয়, তখন বিক্রিয়ার কঠিন পদার্থ সিস্টেমে একটি স্লারি বা সাসপেনশন অবস্থায় থাকে, তাই সুইমিং স্লারি পদ্ধতিকে সাসপেনশন পদ্ধতিও বলা হয়।

৩. স্লারি পদ্ধতি

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ উৎপাদনের জন্য স্লারি পদ্ধতি হলো সর্বাধুনিক প্রযুক্তি। স্লারি পদ্ধতিতে শুধু উচ্চ বিশুদ্ধতার সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজই উৎপাদন করা যায় না, বরং উচ্চ প্রতিস্থাপন মাত্রা এবং সুষম প্রতিস্থাপনসহ সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজও উৎপাদন করা যায়। স্লারি পদ্ধতির উৎপাদন প্রক্রিয়াটি মোটামুটি নিম্নরূপ: গুঁড়ো করা তুলার মণ্ডকে আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহলযুক্ত উল্লম্ব অ্যালকালাইজিং মেশিনে পাঠানো হয় এবং মেশানোর সময় যোগ করা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ দিয়ে এটিকে অ্যালকালাইজ করা হয়, যেখানে অ্যালকালাইজিং তাপমাত্রা প্রায় ২০℃ থাকে। অ্যালকালাইজেশনের পর, উপাদানটিকে উল্লম্ব ইথারিফাইং মেশিনে পাম্প করা হয় এবং ক্লোরোঅ্যাসিটিক অ্যাসিডের আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল দ্রবণ যোগ করা হয়, যেখানে ইথারিফাইং তাপমাত্রা প্রায় ৬৫℃ থাকে। নির্দিষ্ট পণ্যের ব্যবহার এবং গুণমানের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, অ্যালকালাইজেশনের ঘনত্ব, অ্যালকালাইজেশনের সময়, ইথারিফাইং এজেন্টের পরিমাণ, ইথারিফিকেশনের সময় এবং অন্যান্য প্রক্রিয়া পরামিতিগুলো সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

২ প্রয়োগের পরিধি

১. সিএমসি খাদ্যপণ্যে শুধু একটি ভালো ইমালসিফাইং স্টেবিলাইজার ও থিকনারই নয়, এর চমৎকার হিমায়ন ও গলনাঙ্ক স্থিতিশীলতাও রয়েছে এবং এটি পণ্যের স্বাদ উন্নত করতে ও সংরক্ষণের সময়কাল বাড়াতে পারে।

২. ডিটারজেন্টে, সিএমসি (CMC) ময়লা পুনঃস্থাপন-রোধী উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, বিশেষত হাইড্রোফোবিক সিন্থেটিক ফাইবার কাপড়ের ময়লা পুনঃস্থাপন-রোধী কার্যকারিতার ক্ষেত্রে, যা কার্বোক্সিমিথাইল ফাইবারের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো।

৩. তেল খননের সময় তেল কূপকে সুরক্ষিত রাখতে এটি মাড স্টেবিলাইজার এবং ওয়াটার রিটেনশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা যায়। প্রতিটি তেল কূপের জন্য এর পরিমাণ হলো অগভীর কূপে ২ থেকে ৩ টন এবং গভীর কূপে ৫ থেকে ৬ টন।

৪. বস্ত্রশিল্পে সাইজিং এজেন্ট, প্রিন্টিং ও ডাইং স্লারি থিকনার এবং টেক্সটাইল প্রিন্টিং ও স্টিফেনিং ফিনিশ হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

৫. এটি কোটিং-এর স্তর-রোধক উপাদান, ইমালসিফায়ার, ডিসপারসেন্ট, লেভেলিং এজেন্ট এবং আঠালো পদার্থ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এটি রঙের কঠিন অংশকে দ্রাবকের মধ্যে সুষমভাবে ছড়িয়ে দিতে পারে, ফলে রঙ দীর্ঘ সময় ধরে স্তরীভূত হয় না। এটি পুটি তৈরিতেও ব্যবহৃত হয়।

৬. ক্যালসিয়াম আয়ন অপসারণে ফ্লোকুল্যান্ট হিসেবে এটি সোডিয়াম গ্লুকোনেটের চেয়ে বেশি কার্যকর এবং ক্যাটায়ন বিনিময়কারী হিসেবে এর বিনিময় ক্ষমতা ১.৬ মিলি/গ্রাম পর্যন্ত।

৭. কাগজ শিল্পে পেপার সাইজিং এজেন্ট হিসেবে ব্যবহৃত হলে, এটি কাগজের শুষ্ক ও আর্দ্র শক্তি এবং তেল প্রতিরোধ ক্ষমতা, কালি শোষণ ও পানি প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

৮. প্রসাধনীতে হাইড্রোসল হিসেবে, টুথপেস্টে ঘন করার উপাদান হিসেবে এর মাত্রা প্রায় ৫%।

পাইকারি কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) প্রস্তুতকারক ও সরবরাহকারী | এভারব্রাইট (cnchemist.com)