Natriumkarboksimetyyliselluloosa(SCMC) on vesiliukoinen selluloosajohdannainen, jota käytetään yleisesti eri teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudessa, sakeuttajana, stabilointiaineena ja emulgointiaineena. SCMC:n valmistusprosessi sisältää useita vaiheita, mukaan lukien alkalisointi, eetteröinti, puhdistus ja kuivaus.

1. Alkalisointi

Ensimmäinen vaihe SCMC:n valmistusprosessissa on selluloosan alkalisointi. Selluloosa saadaan puumassasta tai puuvillakuiduista, jotka hajoavat pienemmiksi hiukkasiksi sarjalla mekaanisia ja kemiallisia käsittelyjä. Saatua selluloosaa käsitellään sitten alkalilla, kuten natriumhydroksidilla (NaOH) tai kaliumhydroksidilla (KOH), sen reaktiivisuuden ja liukoisuuden lisäämiseksi.

Alkalisointiprosessi käsittää tyypillisesti selluloosan sekoittamisen väkevän NaOH- tai KOH-liuoksen kanssa korotetuissa lämpötiloissa ja paineissa. Selluloosan ja alkalin välinen reaktio johtaa natrium- tai kaliumselluloosan muodostumiseen, joka on erittäin reaktiivista ja helposti muunnettavissa.

2. Eetteröinti

Seuraava vaihe SCMC:n valmistusprosessissa on natrium- tai kaliumselluloosan eetteröinti. Tämä prosessi sisältää karboksimetyyliryhmien (-CH2-COOH) lisäämisen selluloosan runkoon reaktiolla kloorietikkahapon (ClCH2COOH) tai sen natrium- tai kaliumsuolan kanssa.

Eetteröintireaktio suoritetaan tyypillisesti vesi-etanoli-seoksessa korotetuissa lämpötiloissa ja paineissa, lisäämällä katalyyttiä, kuten natriumhydroksidia tai natriummetylaattia. Reaktio on erittäin eksoterminen ja vaatii reaktio-olosuhteiden huolellista valvontaa ylikuumenemisen ja tuotteen hajoamisen välttämiseksi.

Eetteröitymisastetta tai karboksimetyyliryhmien lukumäärää selluloosamolekyyliä kohti voidaan säätää säätämällä reaktio-olosuhteita, kuten kloorietikkahapon pitoisuutta ja reaktioaikaa. Korkeammat eetteröintiasteet johtavat tuloksena olevan SCMC:n korkeampaan vesiliukoisuuteen ja paksumpaan viskositeettiin.

3. Puhdistus

Eetteröintireaktion jälkeen tuloksena oleva SCMC on yleensä epäpuhtauksien, kuten reagoimattoman selluloosan, alkalin ja kloorietikkahapon saastuttama. Puhdistusvaihe sisältää näiden epäpuhtauksien poistamisen puhtaan ja korkealaatuisen SCMC-tuotteen saamiseksi.

Puhdistusprosessi sisältää tyypillisesti useita pesu- ja suodatusvaiheita, joissa käytetään vettä tai etanolin tai metanolin vesiliuoksia. Saatu SCMC neutraloidaan sitten hapolla, kuten kloorivetyhapolla tai etikkahapolla, mahdollisen jäännösemäksen poistamiseksi ja pH:n säätämiseksi halutulle alueelle.

4. Kuivaus

Viimeinen vaihe SCMC:n valmistusprosessissa on puhdistetun tuotteen kuivaus. Kuivattu SCMC on tyypillisesti valkoisen jauheen tai rakeen muodossa ja sitä voidaan edelleen prosessoida eri muodoiksi, kuten liuoksiksi, geeleiksi tai kalvoiksi.

Kuivausprosessi voidaan suorittaa erilaisilla tekniikoilla, kuten sumutuskuivaus, rumpukuivaus tai tyhjiökuivaus, riippuen halutuista tuotteen ominaisuuksista ja tuotantomittakaavasta. Kuivausprosessia tulee valvoa huolellisesti, jotta vältetään liiallinen kuumuus, joka voi johtaa tuotteen hajoamiseen tai värin muuttumiseen.

Natriumkarboksimetyyliselluloosan sovellukset

Natriumkarboksimetyyliselluloosaa (SCMC) käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, lääkkeissä, kosmetiikassa ja henkilökohtaisessa hygieniassa sen erinomaisen vesiliukoisuuden, sakeuttamis-, stabilointi- ja emulgointiominaisuuksien ansiosta.

Elintarviketeollisuus

Elintarviketeollisuudessa SCMC:tä käytetään yleisesti sakeuttamisaineena, stabilointiaineena ja emulgointiaineena monissa elintarviketuotteissa, kuten leivonnaisissa, maitotuotteissa, kastikkeissa, kastikeissa ja juomissa. SCMC:tä käytetään myös rasvankorvikkeena vähärasvaisissa ja vähäkalorisissa ruoissa.