Natrijeva karboksimetilceluloza(SCMC) je derivat celuloze topiv u vodi koji se obično koristi u raznim industrijama, poput prehrambene, farmaceutske i kozmetičke, kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator. Proces proizvodnje SCMC-a uključuje nekoliko koraka, uključujući alkalizaciju, eterifikaciju, pročišćavanje i sušenje.

1. Alkalizacija

Prvi korak u procesu proizvodnje SCMC-a je alkalizacija celuloze. Celuloza se dobiva iz drvene pulpe ili pamučnih vlakana, koja se nizom mehaničkih i kemijskih postupaka razgrađuju na manje čestice. Dobivena celuloza zatim se tretira s alkalijom, kao što je natrijev hidroksid (NaOH) ili kalijev hidroksid (KOH), kako bi se povećala njena reaktivnost i topljivost.

Proces alkalizacije obično uključuje miješanje celuloze s koncentriranom otopinom NaOH ili KOH na povišenim temperaturama i tlakovima. Reakcija između celuloze i lužine rezultira stvaranjem natrijeve ili kalijeve celuloze, koja je vrlo reaktivna i može se lako modificirati.

2. Eterifikacija

Sljedeći korak u procesu proizvodnje SCMC-a je eterifikacija natrijeve ili kalijeve celuloze. Ovaj proces uključuje uvođenje karboksimetilnih skupina (-CH2-COOH) na celuloznu okosnicu reakcijom s klorooctenom kiselinom (ClCH2COOH) ili njezinom natrijevom ili kalijevom soli.

Reakcija eterifikacije obično se provodi u smjesi vode i etanola pri povišenim temperaturama i tlakovima, uz dodatak katalizatora, kao što je natrijev hidroksid ili natrijev metilat. Reakcija je vrlo egzotermna i zahtijeva pažljivu kontrolu uvjeta reakcije kako bi se izbjeglo pregrijavanje i degradacija proizvoda.

Stupanj eterifikacije ili broj karboksimetilnih skupina po molekuli celuloze može se kontrolirati podešavanjem uvjeta reakcije, kao što je koncentracija klorooctene kiseline i vrijeme reakcije. Viši stupnjevi eterifikacije rezultiraju većom topljivošću u vodi i gušćom viskoznošću dobivenog SCMC-a.

3. Pročišćavanje

Nakon reakcije eterifikacije, dobiveni SCMC obično je kontaminiran nečistoćama, kao što su neizreagirana celuloza, alkalije i kloroctena kiselina. Korak pročišćavanja uključuje uklanjanje ovih nečistoća kako bi se dobio čisti i visokokvalitetni SCMC proizvod.

Proces pročišćavanja obično uključuje nekoliko koraka ispiranja i filtracije korištenjem vode ili vodenih otopina etanola ili metanola. Rezultirajući SCMC se zatim neutralizira kiselinom, poput klorovodične kiseline ili octene kiseline, kako bi se uklonile sve zaostale lužine i podesio pH na željeni raspon.

4. Sušenje

Posljednji korak u procesu proizvodnje SCMC-a je sušenje pročišćenog proizvoda. Osušeni SCMC obično je u obliku bijelog praha ili granula i može se dalje prerađivati ​​u različite oblike, kao što su otopine, gelovi ili filmovi.

Proces sušenja može se provesti različitim tehnikama, kao što je sušenje raspršivanjem, sušenje u bubnju ili sušenje pod vakuumom, ovisno o željenim svojstvima proizvoda i opsegu proizvodnje. Proces sušenja treba pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegla pretjerana toplina koja može rezultirati degradacijom proizvoda ili promjenom boje.

Primjena natrijeve karboksimetilceluloze

Natrijeva karboksimetilceluloza (SCMC) naširoko se koristi u raznim industrijama, kao što su prehrambena, farmaceutska, kozmetička i osobna njega, zbog svoje izvrsne topivosti u vodi, svojstava zgušnjavanja, stabilizacije i emulgiranja.

Prehrambena industrija

U prehrambenoj industriji SCMC se obično koristi kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator u širokom rasponu prehrambenih proizvoda, kao što su peciva, mliječni proizvodi, umaci, preljevi i pića. SCMC se također koristi kao zamjena za masnoću u hrani s niskim udjelom masti i kalorijama.