Carboximetilcel·lulosa sòdica(SCMC) és un derivat de cel·lulosa soluble en aigua que s'utilitza habitualment en diverses indústries, com ara l'alimentació, la farmacèutica i la cosmètica, com a espessidor, estabilitzador i emulsionant. El procés de fabricació de SCMC implica diversos passos, incloent l'alcalinització, l'eterificació, la purificació i l'assecat.

1. Alcalinització

El primer pas en el procés de fabricació de SCMC és l'alcalinització de la cel·lulosa. La cel·lulosa es deriva de la polpa de fusta o fibres de cotó, que es descomponen en partícules més petites mitjançant una sèrie de tractaments mecànics i químics. A continuació, la cel·lulosa resultant es tracta amb un àlcali, com l'hidròxid de sodi (NaOH) o l'hidròxid de potassi (KOH), per augmentar la seva reactivitat i solubilitat.

El procés d'alcalinització normalment implica barrejar la cel·lulosa amb una solució concentrada de NaOH o KOH a temperatures i pressions elevades. La reacció entre la cel·lulosa i l'àlcali dóna lloc a la formació de cel·lulosa de sodi o potassi, que és altament reactiva i es pot modificar fàcilment.

2. Eterificació

El següent pas en el procés de fabricació de SCMC és l'eterificació de la cel·lulosa de sodi o potassi. Aquest procés implica la introducció de grups carboximetil (-CH2-COOH) a la columna vertebral de la cel·lulosa mitjançant una reacció amb l'àcid cloroacètic (ClCH2COOH) o la seva sal de sodi o potassi.

La reacció d'eterificació es porta a terme normalment en una barreja d'aigua-etanol a temperatures i pressions elevades, amb l'addició d'un catalitzador, com l'hidròxid de sodi o el metilat de sodi. La reacció és altament exotèrmica i requereix un control acurat de les condicions de reacció per evitar el sobreescalfament i la degradació del producte.

El grau d'eterificació, o el nombre de grups carboximetil per molècula de cel·lulosa, es pot controlar ajustant les condicions de reacció, com ara la concentració d'àcid cloroacètic i el temps de reacció. Els graus més alts d'eterificació donen lloc a una major solubilitat en aigua i una viscositat més gruixuda del SCMC resultant.

3. Purificació

Després de la reacció d'eterificació, el SCMC resultant normalment es contamina amb impureses, com ara cel·lulosa sense reaccionar, àlcali i àcid cloroacètic. L'etapa de purificació implica l'eliminació d'aquestes impureses per obtenir un producte SCMC pur i d'alta qualitat.

El procés de purificació normalment implica diversos passos de rentat i filtració amb aigua o solucions aquoses d'etanol o metanol. A continuació, el SCMC resultant es neutralitza amb un àcid, com l'àcid clorhídric o l'àcid acètic, per eliminar qualsevol àlcali residual i ajustar el pH al rang desitjat.

4. Assecat

L'últim pas en el procés de fabricació de SCMC és l'assecat del producte purificat. El SCMC sec normalment té forma de pols o grànul blanc i es pot processar posteriorment en diverses formes, com ara solucions, gels o pel·lícules.

El procés d'assecat es pot dur a terme mitjançant diverses tècniques, com ara l'assecat per aspersió, l'assecat en tambor o l'assecat al buit, depenent de les propietats del producte desitjades i de l'escala de producció. El procés d'assecat s'ha de controlar acuradament per evitar una calor excessiva, que pot provocar la degradació o la decoloració del producte.

Aplicacions de la carboximetilcel·lulosa sòdica

La carboximetilcel·lulosa sòdica (SCMC) s'utilitza àmpliament en diverses indústries, com ara l'alimentació, la farmacèutica, la cosmètica i la cura personal, a causa de la seva excel·lent solubilitat en aigua, propietats espessidores, emulsionants i estabilitzants.

Indústria alimentària

A la indústria alimentària, SCMC s'utilitza habitualment com a espessidor, estabilitzador i emulsionant en una àmplia gamma de productes alimentaris, com ara productes de forn, lactis, salses, amaniments i begudes. SCMC també s'utilitza com a substitut de greixos en aliments baixos en greixos i reduïts en calories.