Натриева карбоксиметилцелулоза(SCMC) е водоразтворимо производно на целулоза, което обикновено се използва в различни индустрии, като хранителна, фармацевтична и козметична, като сгъстител, стабилизатор и емулгатор. Производственият процес на SCMC включва няколко стъпки, включително алкализиране, етерификация, пречистване и сушене.

1. Алкализация

Първата стъпка в производствения процес на SCMC е алкализацията на целулозата. Целулозата се получава от дървесна маса или памучни влакна, които се разграждат на по-малки частици чрез серия от механични и химични обработки. След това получената целулоза се обработва с основа, като натриев хидроксид (NaOH) или калиев хидроксид (KOH), за да се повиши нейната реактивност и разтворимост.

Процесът на алкализиране обикновено включва смесване на целулозата с концентриран разтвор на NaOH или KOH при повишени температури и налягания. Реакцията между целулозата и основата води до образуването на натриева или калиева целулоза, която е силно реактивна и може лесно да се модифицира.

2. Етерификация

Следващата стъпка в производствения процес на SCMC е етерификацията на натриева или калиева целулоза. Този процес включва въвеждането на карбоксиметилови групи (-CH2-COOH) върху целулозния скелет чрез реакция с хлороцетна киселина (ClCH2COOH) или нейната натриева или калиева сол.

Реакцията на етерификация обикновено се провежда в смес вода-етанол при повишени температури и налягания, с добавяне на катализатор, като натриев хидроксид или натриев метилат. Реакцията е силно екзотермична и изисква внимателен контрол на реакционните условия, за да се избегне прегряване и разграждане на продукта.

Степента на етерификация или броят на карбоксиметиловите групи на целулозна молекула може да се контролира чрез регулиране на реакционните условия, като концентрацията на хлороцетна киселина и реакционното време. По-високите степени на етерификация водят до по-висока разтворимост във вода и по-гъст вискозитет на получения SCMC.

3. Пречистване

След реакцията на етерификация полученият SCMC обикновено е замърсен с примеси, като нереагирала целулоза, основи и хлороцетна киселина. Етапът на пречистване включва отстраняването на тези примеси, за да се получи чист и висококачествен SCMC продукт.

Процесът на пречистване обикновено включва няколко етапа на измиване и филтриране с използване на вода или водни разтвори на етанол или метанол. Полученият SCMC след това се неутрализира с киселина, като например солна киселина или оцетна киселина, за да се отстранят всички остатъчни алкали и да се коригира pH до желания диапазон.

4. Сушене

Последната стъпка в производствения процес на SCMC е изсушаването на пречистения продукт. Изсушеният SCMC обикновено е под формата на бял прах или гранула и може да бъде допълнително обработен в различни форми, като разтвори, гелове или филми.

Процесът на сушене може да се извърши с помощта на различни техники, като сушене със спрей, сушене в барабан или вакуумно сушене, в зависимост от желаните свойства на продукта и производствения мащаб. Процесът на сушене трябва да се контролира внимателно, за да се избегне прекомерна топлина, която може да доведе до разграждане на продукта или обезцветяване.

Приложения на натриева карбоксиметилцелулоза

Натриевата карбоксиметилцелулоза (SCMC) се използва широко в различни индустрии, като хранителна, фармацевтична, козметична и лична хигиена, поради отличната си разтворимост във вода, сгъстяващи, стабилизиращи и емулгиращи свойства.

Хранителна промишленост

В хранително-вкусовата промишленост SCMC обикновено се използва като сгъстител, стабилизатор и емулгатор в широка гама от хранителни продукти, като печива, млечни продукти, сосове, дресинги и напитки. SCMC се използва и като заместител на мазнини в нискомаслени и нискокалорични храни.