Natriumcarboxymethylcellulose(SCMC) er et vandopløseligt cellulosederivat, der almindeligvis anvendes i forskellige industrier, såsom fødevarer, lægemidler og kosmetik, som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator. Fremstillingsprocessen af ​​SCMC involverer flere trin, herunder alkalisering, etherificering, oprensning og tørring.

1. Alkalisering

Det første trin i fremstillingsprocessen af ​​SCMC er alkaliseringen af ​​cellulose. Cellulose er afledt af træmasse eller bomuldsfibre, som nedbrydes til mindre partikler gennem en række mekaniske og kemiske behandlinger. Den resulterende cellulose behandles derefter med en alkali, såsom natriumhydroxid (NaOH) eller kaliumhydroxid (KOH), for at øge dens reaktivitet og opløselighed.

Alkaliseringsprocessen involverer typisk blanding af cellulosen med en koncentreret opløsning af NaOH eller KOH ved forhøjede temperaturer og tryk. Reaktionen mellem cellulosen og alkali resulterer i dannelsen af ​​natrium- eller kaliumcellulose, som er meget reaktiv og let kan modificeres.

2. Æterificering

Det næste trin i fremstillingsprocessen af ​​SCMC er etherificeringen af ​​natrium- eller kaliumcellulose. Denne proces involverer indførelse af carboxymethylgrupper (-CH2-COOH) på celluloserygraden gennem en reaktion med chloreddikesyre (ClCH2COOH) eller dens natrium- eller kaliumsalt.

Foretringsreaktionen udføres typisk i en vand-ethanolblanding ved forhøjede temperaturer og tryk, med tilsætning af en katalysator, såsom natriumhydroxid eller natriummethylat. Reaktionen er meget eksoterm og kræver omhyggelig kontrol af reaktionsbetingelserne for at undgå overophedning og produktnedbrydning.

Graden af ​​etherificering eller antallet af carboxymethylgrupper pr. cellulosemolekyle kan styres ved at justere reaktionsbetingelserne, såsom koncentrationen af ​​chloreddikesyre og reaktionstiden. Højere grader af etherificering resulterer i højere vandopløselighed og tykkere viskositet af den resulterende SCMC.

3. Oprensning

Efter etherificeringsreaktionen er den resulterende SCMC sædvanligvis forurenet med urenheder, såsom uomsat cellulose, alkali og chloreddikesyre. Oprensningstrinnet involverer fjernelse af disse urenheder for at opnå et rent SCMC-produkt af høj kvalitet.

Oprensningsprocessen involverer typisk flere vaske- og filtreringstrin ved anvendelse af vand eller vandige opløsninger af ethanol eller methanol. Den resulterende SCMC neutraliseres derefter med en syre, såsom saltsyre eller eddikesyre, for at fjerne eventuel resterende alkali og justere pH til det ønskede område.

4. Tørring

Det sidste trin i fremstillingsprocessen af ​​SCMC er tørringen af ​​det oprensede produkt. Den tørrede SCMC er typisk i form af et hvidt pulver eller granulat og kan videreforarbejdes til forskellige former, såsom opløsninger, geler eller film.

Tørreprocessen kan udføres ved hjælp af forskellige teknikker, såsom spraytørring, tromletørring eller vakuumtørring, afhængigt af de ønskede produktegenskaber og produktionsskalaen. Tørreprocessen bør kontrolleres omhyggeligt for at undgå overdreven varme, som kan resultere i produktnedbrydning eller misfarvning.

Anvendelser af natriumcarboxymethylcellulose

Natriumcarboxymethylcellulose (SCMC) er meget udbredt i forskellige industrier, såsom fødevarer, farmaceutiske produkter, kosmetik og personlig pleje, på grund af dets fremragende vandopløselighed, fortykkende, stabiliserende og emulgerende egenskaber.

Fødevareindustrien

I fødevareindustrien bruges SCMC almindeligvis som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator i en bred vifte af fødevareprodukter, såsom bagværk, mejeriprodukter, saucer, dressinger og drikkevarer. SCMC bruges også som fedterstatning i fødevarer med lavt fedtindhold og kaloriefattige.