Nātrija karboksimetilceluloze(SCMC) ir ūdenī šķīstošs celulozes atvasinājums, ko parasti izmanto dažādās nozarēs, piemēram, pārtikā, farmācijā un kosmētikā, kā biezinātāju, stabilizatoru un emulgatoru. SCMC ražošanas process ietver vairākus posmus, tostarp sārmināšanu, ēterizāciju, attīrīšanu un žāvēšanu.

1. Alkalizācija

Pirmais solis SCMC ražošanas procesā ir celulozes sārmināšana. Celuloze tiek iegūta no koksnes masas vai kokvilnas šķiedrām, kuras tiek sadalītas mazākās daļiņās, veicot virkni mehānisku un ķīmisku apstrādi. Pēc tam iegūto celulozi apstrādā ar sārmu, piemēram, nātrija hidroksīdu (NaOH) vai kālija hidroksīdu (KOH), lai palielinātu tās reaktivitāti un šķīdību.

Sārmināšanas process parasti ietver celulozes sajaukšanu ar koncentrētu NaOH vai KOH šķīdumu paaugstinātā temperatūrā un spiedienā. Celulozes un sārmu reakcijas rezultātā veidojas nātrija vai kālija celuloze, kas ir ļoti reaģējoša un viegli modificējama.

2. Ēterifikācija

Nākamais solis SCMC ražošanas procesā ir nātrija vai kālija celulozes ēterifikācija. Šis process ietver karboksimetilgrupu (-CH2-COOH) ievadīšanu celulozes mugurkaulā, reaģējot ar hloretiķskābi (ClCH2COOH) vai tās nātrija vai kālija sāli.

Ēterifikācijas reakciju parasti veic ūdens un etanola maisījumā paaugstinātā temperatūrā un spiedienā, pievienojot katalizatoru, piemēram, nātrija hidroksīdu vai nātrija metilātu. Reakcija ir ļoti eksotermiska un prasa rūpīgu reakcijas apstākļu kontroli, lai izvairītos no pārkaršanas un produkta noārdīšanās.

Ēterizācijas pakāpi vai karboksimetilgrupu skaitu vienā celulozes molekulā var kontrolēt, pielāgojot reakcijas apstākļus, piemēram, hloretiķskābes koncentrāciju un reakcijas laiku. Augstākas ēterifikācijas pakāpes nodrošina labāku šķīdību ūdenī un iegūtā SCMC biezāku viskozitāti.

3. Attīrīšana

Pēc ēterifikācijas reakcijas iegūtais SCMC parasti ir piesārņots ar piemaisījumiem, piemēram, nereaģējušu celulozi, sārmu un hloretiķskābi. Attīrīšanas posms ietver šo piemaisījumu atdalīšanu, lai iegūtu tīru un augstas kvalitātes SCMC produktu.

Attīrīšanas process parasti ietver vairākus mazgāšanas un filtrēšanas posmus, izmantojot ūdeni vai etanola vai metanola ūdens šķīdumus. Iegūto SCMC pēc tam neitralizē ar skābi, piemēram, sālsskābi vai etiķskābi, lai noņemtu atlikušos sārmus un noregulētu pH vēlamajā diapazonā.

4. Žāvēšana

Pēdējais posms SCMC ražošanas procesā ir attīrītā produkta žāvēšana. Žāvētais SCMC parasti ir balta pulvera vai granulu formā, un to var tālāk apstrādāt dažādās formās, piemēram, šķīdumos, želejās vai plēvēs.

Žāvēšanas procesu var veikt, izmantojot dažādus paņēmienus, piemēram, žāvēšanu ar izsmidzināšanu, žāvēšanu ar tvertni vai žāvēšanu vakuumā, atkarībā no vēlamajām produkta īpašībām un ražošanas apjoma. Žāvēšanas process ir rūpīgi jākontrolē, lai izvairītos no pārmērīga karstuma, kas var izraisīt produkta degradāciju vai krāsas maiņu.

Nātrija karboksimetilcelulozes pielietojumi

Nātrija karboksimetilceluloze (SCMC) tiek plaši izmantota dažādās nozarēs, piemēram, pārtikā, farmācijā, kosmētikā un personīgajā aprūpē, jo tā lieliski šķīst ūdenī, sabiezē, stabilizē un emulģē.

Pārtikas rūpniecība

Pārtikas rūpniecībā SCMC parasti izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru un emulgatoru plašā pārtikas produktu klāstā, piemēram, maizes izstrādājumos, piena produktos, mērcēs, mērcēs un dzērienos. SCMC izmanto arī kā tauku aizstājēju pārtikas produktos ar zemu tauku saturu un samazinātu kaloriju daudzumu.