Carboximetilcelulosa de sodio(SCMC) es un derivado de celulosa soluble en agua que se usa comúnmente en diversas industrias, como la alimentaria, farmacéutica y cosmética, como espesante, estabilizador y emulsionante. El proceso de fabricación de SCMC implica varios pasos, que incluyen alcalinización, eterificación, purificación y secado.

1. Alcalinización

El primer paso en el proceso de fabricación de SCMC es la alcalinización de la celulosa. La celulosa se deriva de pulpa de madera o fibras de algodón, que se descomponen en partículas más pequeñas mediante una serie de tratamientos mecánicos y químicos. Luego, la celulosa resultante se trata con un álcali, como hidróxido de sodio (NaOH) o hidróxido de potasio (KOH), para aumentar su reactividad y solubilidad.

El proceso de alcalinización normalmente implica mezclar la celulosa con una solución concentrada de NaOH o KOH a temperaturas y presiones elevadas. La reacción entre la celulosa y el álcali da como resultado la formación de celulosa de sodio o potasio, que es altamente reactiva y puede modificarse fácilmente.

2. Eterificación

El siguiente paso en el proceso de fabricación de SCMC es la eterificación de la celulosa de sodio o potasio. Este proceso implica la introducción de grupos carboximetilo (-CH2-COOH) en la cadena principal de celulosa mediante una reacción con ácido cloroacético (ClCH2COOH) o su sal de sodio o potasio.

La reacción de eterificación normalmente se lleva a cabo en una mezcla de agua y etanol a temperaturas y presiones elevadas, con la adición de un catalizador, como hidróxido de sodio o metilato de sodio. La reacción es altamente exotérmica y requiere un control cuidadoso de las condiciones de reacción para evitar el sobrecalentamiento y la degradación del producto.

El grado de eterificación, o el número de grupos carboximetilo por molécula de celulosa, se puede controlar ajustando las condiciones de reacción, como la concentración de ácido cloroacético y el tiempo de reacción. Grados más altos de eterificación dan como resultado una mayor solubilidad en agua y una viscosidad más espesa del SCMC resultante.

3. Purificación

Después de la reacción de eterificación, el SCMC resultante suele estar contaminado con impurezas, como celulosa sin reaccionar, álcali y ácido cloroacético. El paso de purificación implica la eliminación de estas impurezas para obtener un producto SCMC puro y de alta calidad.

El proceso de purificación normalmente implica varios pasos de lavado y filtración usando agua o soluciones acuosas de etanol o metanol. Luego, la SCMC resultante se neutraliza con un ácido, como ácido clorhídrico o ácido acético, para eliminar cualquier álcali residual y ajustar el pH al rango deseado.

4. El secado

El último paso en el proceso de fabricación de SCMC es el secado del producto purificado. La SCMC seca suele tener la forma de un polvo o gránulo blanco y puede procesarse posteriormente en diversas formas, como soluciones, geles o películas.

El proceso de secado se puede llevar a cabo mediante diversas técnicas, como secado por aspersión, secado en tambor o secado al vacío, según las propiedades deseadas del producto y la escala de producción. El proceso de secado debe controlarse cuidadosamente para evitar el calor excesivo, que puede provocar la degradación o decoloración del producto.

Aplicaciones de la carboximetilcelulosa de sodio

La carboximetilcelulosa de sodio (SCMC) se usa ampliamente en diversas industrias, como la alimentaria, farmacéutica, cosmética y de cuidado personal, debido a su excelente solubilidad en agua, propiedades espesantes, estabilizantes y emulsionantes.

Industria alimentaria

En la industria alimentaria, el SCMC se utiliza comúnmente como espesante, estabilizador y emulsionante en una amplia gama de productos alimenticios, como productos horneados, productos lácteos, salsas, aderezos y bebidas. SCMC también se utiliza como sustituto de grasa en alimentos bajos en grasas y calorías.