Natrio karboksimetilceliuliozė(SCMC) yra vandenyje tirpus celiuliozės darinys, kuris dažniausiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, pavyzdžiui, maisto, farmacijos ir kosmetikos gaminiuose, kaip tirštiklis, stabilizatorius ir emulsiklis. SCMC gamybos procesas apima kelis etapus, įskaitant šarminimą, eterinimą, gryninimą ir džiovinimą.

1. Šarminimas

Pirmasis SCMC gamybos proceso žingsnis yra celiuliozės šarminimas. Celiuliozė gaunama iš medienos masės arba medvilnės pluoštų, kurie mechaniniu ir cheminiu būdu suskaidomi į smulkesnes daleles. Tada gauta celiuliozė apdorojama šarmu, pvz., natrio hidroksidu (NaOH) arba kalio hidroksidu (KOH), siekiant padidinti jos reaktyvumą ir tirpumą.

Šarminimo procesas paprastai apima celiuliozės sumaišymą su koncentruotu NaOH arba KOH tirpalu aukštesnėje temperatūroje ir slėgyje. Dėl reakcijos tarp celiuliozės ir šarmo susidaro natrio arba kalio celiuliozė, kuri yra labai reaktyvi ir gali būti lengvai modifikuojama.

2. Eterifikacija

Kitas SCMC gamybos proceso žingsnis yra natrio arba kalio celiuliozės eterinimas. Šis procesas apima karboksimetilo grupių (-CH2-COOH) įvedimą į celiuliozės pagrindą, reaguojant su chloracto rūgštimi (ClCH2COOH) arba jos natrio arba kalio druska.

Eterifikavimo reakcija paprastai atliekama vandens ir etanolio mišinyje aukštesnėje temperatūroje ir slėgyje, pridedant katalizatoriaus, pavyzdžiui, natrio hidroksido arba natrio metilato. Reakcija yra labai egzoterminė ir reikalauja atidžiai kontroliuoti reakcijos sąlygas, kad būtų išvengta perkaitimo ir produkto skilimo.

Eterifikacijos laipsnis arba karboksimetilo grupių skaičius celiuliozės molekulėje gali būti kontroliuojamas koreguojant reakcijos sąlygas, tokias kaip chloracto rūgšties koncentracija ir reakcijos laikas. Didesnis eterinimo laipsnis lemia didesnį gauto SCMC tirpumą vandenyje ir storesnį klampumą.

3. Valymas

Po eterinimo reakcijos susidaręs SCMC paprastai yra užterštas priemaišomis, tokiomis kaip nesureagavusi celiuliozė, šarmai ir chloracto rūgštis. Gryninimo etapas apima šių priemaišų pašalinimą, kad būtų gautas grynas ir aukštos kokybės SCMC produktas.

Valymo procesas paprastai apima kelis plovimo ir filtravimo etapus, naudojant vandenį arba vandeninius etanolio arba metanolio tirpalus. Tada gautas SCMC neutralizuojamas rūgštimi, pvz., druskos rūgštimi arba acto rūgštimi, kad būtų pašalintas bet koks likęs šarmas ir sureguliuotas pH iki norimo diapazono.

4. Džiovinimas

Paskutinis SCMC gamybos proceso etapas yra išgryninto produkto džiovinimas. Išdžiovintas SCMC paprastai būna baltų miltelių arba granulių pavidalo ir gali būti toliau perdirbamas į įvairias formas, pavyzdžiui, tirpalus, gelius ar plėveles.

Džiovinimo procesas gali būti atliekamas naudojant įvairius metodus, tokius kaip purškiamasis džiovinimas, džiovinimas būgniniu būdu arba vakuuminis džiovinimas, priklausomai nuo norimų produkto savybių ir gamybos masto. Džiovinimo procesas turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad būtų išvengta per didelio karščio, dėl kurio produktas gali suirti arba pakeisti spalvą.

Natrio karboksimetilceliuliozės panaudojimas

Natrio karboksimetilceliuliozė (SCMC) dėl puikaus tirpumo vandenyje, tirštinimo, stabilizavimo ir emulsinimo savybių yra plačiai naudojama įvairiose pramonės šakose, pavyzdžiui, maisto, farmacijos, kosmetikos ir asmens priežiūros srityse.

Maisto pramonė

Maisto pramonėje SCMC dažniausiai naudojamas kaip tirštiklis, stabilizatorius ir emulsiklis įvairiuose maisto produktuose, pavyzdžiui, kepiniuose, pieno produktuose, padažuose, padažuose ir gėrimuose. SCMC taip pat naudojamas kaip riebalų pakaitalas neriebiuose ir sumažinto kaloringumo maisto produktuose.