カルボキシメチルセルロースナトリウム(SCMC) は、増粘剤、安定剤、乳化剤として食品、医薬品、化粧品などのさまざまな業界で広く使用されている水溶性セルロース誘導体です。 SCMCの製造プロセスには、アルカリ化、エーテル化、精製、乾燥などのいくつかのステップが含まれます。

1. アルカリ化

SCMC の製造プロセスの最初のステップは、セルロースのアルカリ化です。セルロースは木材パルプまたは綿繊維から得られ、一連の機械的および化学的処理を通じてより小さな粒子に分解されます。次に、得られたセルロースを水酸化ナトリウム (NaOH) や水酸化カリウム (KOH) などのアルカリで処理して、反応性と溶解度を高めます。

アルカリ化プロセスには通常、セルロースと NaOH または KOH の濃縮溶液を高温および高圧で混合することが含まれます。セルロースとアルカリの反応により、反応性が高く、容易に改質できるナトリウムセルロースまたはカリウムセルロースが形成されます。

2. エーテル化

SCMC の製造プロセスの次のステップは、ナトリウム セルロースまたはカリウム セルロースのエーテル化です。このプロセスには、クロロ酢酸 (ClCH2COOH) またはそのナトリウム塩またはカリウム塩との反応を通じて、セルロース主鎖にカルボキシメチル基 (-CH2-COOH) を導入することが含まれます。

エーテル化反応は通常、水酸化ナトリウムやナトリウムメチラートなどの触媒を添加し、水とエタノールの混合物中、高温高圧で行われます。この反応は発熱性が高く、過熱や生成物の劣化を避けるために反応条件を注意深く制御する必要があります。

エーテル化の程度、つまりセルロース分子あたりのカルボキシメチル基の数は、クロロ酢酸の濃度や反応時間などの反応条件を調整することにより制御することができる。エーテル化度が高くなると、得られるSCMCの水溶解度が高くなり、粘度が高くなります。

3. 精製

エーテル化反応後、得られるSCMCには、通常、未反応のセルロース、アルカリ、クロロ酢酸などの不純物が混入している。精製ステップでは、これらの不純物を除去して、純粋で高品質の SCMC 製品を取得します。

精製プロセスには通常、水またはエタノールまたはメタノールの水溶液を使用したいくつかの洗浄および濾過ステップが含まれます。次いで、得られたＳＣＭＣを塩酸または酢酸などの酸で中和して、残留アルカリを除去し、ｐＨを所望の範囲に調整する。

4. 乾燥

SCMC の製造プロセスの最終ステップは、精製された製品の乾燥です。乾燥したＳＣＭＣは、通常、白色の粉末または顆粒の形態であり、溶液、ゲル、またはフィルムなどのさまざまな形態にさらに加工することができる。

乾燥プロセスは、所望の製品特性や生産規模に応じて、スプレー乾燥、ドラム乾燥、真空乾燥などのさまざまな技術を使用して実行できます。乾燥プロセスは、製品の劣化や変色につながる可能性のある過度の熱を避けるために慎重に制御する必要があります。

カルボキシメチルセルロースナトリウムの応用

カルボキシメチルセルロースナトリウム（SCMC）は、その優れた水溶性、増粘、安定化、乳化特性により、食品、医薬品、化粧品、パーソナルケアなどのさまざまな業界で広く使用されています。

食品産業

食品産業では、SCMC は一般に、焼き菓子、乳製品、ソース、ドレッシング、飲料などの幅広い食品の増粘剤、安定剤、乳化剤として使用されています。 SCMC は、低脂肪および低カロリー食品の脂肪代替品としても使用されます。