سدیم کربوکسی متیل سلولز(SCMC) یک مشتق سلولز محلول در آب است که معمولاً در صنایع مختلف مانند مواد غذایی، دارویی و آرایشی به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و امولسیفایر استفاده می شود. فرآیند تولید SCMC شامل مراحل مختلفی از جمله قلیایی کردن، اتریفیکاسیون، خالص سازی و خشک کردن است.

1. قلیایی شدن

اولین مرحله در فرآیند تولید SCMC قلیایی کردن سلولز است. سلولز از خمیر چوب یا الیاف پنبه به دست می آید که از طریق یک سری عملیات مکانیکی و شیمیایی به ذرات کوچکتر تجزیه می شود. سپس سلولز به دست آمده با یک ماده قلیایی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) یا هیدروکسید پتاسیم (KOH) درمان می شود تا واکنش پذیری و حلالیت آن افزایش یابد.

فرآیند قلیایی شدن معمولاً شامل مخلوط کردن سلولز با محلول غلیظ NaOH یا KOH در دما و فشار بالا است. واکنش بین سلولز و قلیایی منجر به تشکیل سلولز سدیم یا پتاسیم می شود که بسیار واکنش پذیر است و به راحتی قابل تغییر است.

2. اتریفیکاسیون

مرحله بعدی در فرآیند تولید SCMC، اتریفیکاسیون سلولز سدیم یا پتاسیم است. این فرآیند شامل معرفی گروه های کربوکسی متیل (-CH2-COOH) بر روی ستون فقرات سلولزی از طریق واکنش با اسید کلرواستیک (ClCH2COOH) یا نمک سدیم یا پتاسیم آن است.

واکنش اتریفیکاسیون معمولاً در مخلوط آب و اتانول در دماها و فشارهای بالا، با افزودن کاتالیزوری مانند هیدروکسید سدیم یا متیلات سدیم انجام می‌شود. واکنش بسیار گرمازا است و برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و تخریب محصول نیاز به کنترل دقیق شرایط واکنش دارد.

درجه اتریفیکاسیون یا تعداد گروه های کربوکسی متیل در هر مولکول سلولز را می توان با تنظیم شرایط واکنش مانند غلظت اسید کلرواستیک و زمان واکنش کنترل کرد. درجات بالاتر اتریفیکاسیون منجر به حلالیت آب بالاتر و ویسکوزیته ضخیم تر SCMC حاصل می شود.

3. تطهیر

پس از واکنش اتریفیکاسیون، SCMC حاصل معمولاً با ناخالصی هایی مانند سلولز واکنش نداده، قلیایی و اسید کلرواستیک آلوده می شود. مرحله خالص سازی شامل حذف این ناخالصی ها برای به دست آوردن یک محصول خالص و با کیفیت SCMC است.

فرآیند تصفیه معمولاً شامل چندین مرحله شستشو و فیلتراسیون با استفاده از آب یا محلول های آبی اتانول یا متانول است. سپس SCMC به دست آمده با اسیدی مانند اسید کلریدریک یا اسید استیک خنثی می شود تا هر گونه قلیایی باقیمانده حذف شود و pH در محدوده مورد نظر تنظیم شود.

4. خشک کردن

مرحله نهایی در فرآیند تولید SCMC، خشک کردن محصول خالص شده است. SCMC خشک شده معمولاً به شکل پودر یا گرانول سفید است و می تواند بیشتر به اشکال مختلف مانند محلول ها، ژل ها یا فیلم ها پردازش شود.

بسته به خواص محصول مورد نظر و مقیاس تولید، فرآیند خشک کردن را می توان با استفاده از تکنیک های مختلفی مانند خشک کردن اسپری، خشک کردن درام یا خشک کردن در خلاء انجام داد. فرآیند خشک کردن باید به دقت کنترل شود تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود که می تواند منجر به تخریب یا تغییر رنگ محصول شود.

کاربردهای سدیم کربوکسی متیل سلولز

سدیم کربوکسی متیل سلولز (SCMC) به دلیل خاصیت حلالیت عالی در آب، غلیظ کننده، تثبیت کننده و امولسیون کنندگی، به طور گسترده در صنایع مختلف مانند مواد غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی و مراقبت های شخصی استفاده می شود.

صنایع غذایی

در صنایع غذایی، SCMC معمولاً به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و امولسیفایر در طیف گسترده ای از محصولات غذایی مانند محصولات پخته شده، محصولات لبنی، سس ها، سس ها و نوشیدنی ها استفاده می شود. SCMC همچنین به عنوان جایگزین چربی در غذاهای کم چرب و کم کالری استفاده می شود.