Natriumkarboksymetylcellulose(SCMC) er et vannløselig cellulosederivat som ofte brukes i ulike bransjer, som mat, legemidler og kosmetikk, som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator. Produksjonsprosessen til SCMC involverer flere trinn, inkludert alkalisering, foretring, rensing og tørking.

1. Alkalisering

Det første trinnet i produksjonsprosessen til SCMC er alkaliseringen av cellulose. Cellulose er avledet fra tremasse eller bomullsfibre, som brytes ned til mindre partikler gjennom en rekke mekaniske og kjemiske behandlinger. Den resulterende cellulosen behandles deretter med en alkali, slik som natriumhydroksid (NaOH) eller kaliumhydroksid (KOH), for å øke dens reaktivitet og løselighet.

Alkaliseringsprosessen involverer typisk blanding av cellulosen med en konsentrert løsning av NaOH eller KOH ved forhøyede temperaturer og trykk. Reaksjonen mellom cellulose og alkali resulterer i dannelsen av natrium- eller kaliumcellulose, som er svært reaktiv og lett kan modifiseres.

2. Eterifisering

Det neste trinnet i produksjonsprosessen til SCMC er foretringen av natrium- eller kaliumcellulose. Denne prosessen involverer innføring av karboksymetylgrupper (-CH2-COOH) på celluloseryggraden gjennom en reaksjon med kloreddiksyre (ClCH2COOH) eller dens natrium- eller kaliumsalt.

Foretringsreaksjonen utføres typisk i en vann-etanolblanding ved forhøyede temperaturer og trykk, med tilsetning av en katalysator, slik som natriumhydroksid eller natriummetylat. Reaksjonen er svært eksoterm og krever nøye kontroll av reaksjonsbetingelsene for å unngå overoppheting og produktnedbrytning.

Graden av foretring, eller antall karboksymetylgrupper per cellulosemolekyl, kan kontrolleres ved å justere reaksjonsbetingelsene, slik som konsentrasjonen av kloreddiksyre og reaksjonstiden. Høyere grader av foretring resulterer i høyere vannløselighet og tykkere viskositet av den resulterende SCMC.

3. Rensing

Etter foretringsreaksjonen er den resulterende SCMC vanligvis forurenset med urenheter, slik som ureagert cellulose, alkali og kloreddiksyre. Rensetrinnet involverer fjerning av disse urenhetene for å oppnå et rent og høykvalitets SCMC-produkt.

Renseprosessen involverer typisk flere vaske- og filtreringstrinn ved bruk av vann eller vandige løsninger av etanol eller metanol. Den resulterende SCMC nøytraliseres deretter med en syre, slik som saltsyre eller eddiksyre, for å fjerne eventuell gjenværende alkali og justere pH til ønsket område.

4. Tørking

Det siste trinnet i produksjonsprosessen til SCMC er tørking av det rensede produktet. Den tørkede SCMC er typisk i form av et hvitt pulver eller granulat og kan viderebehandles til forskjellige former, slik som løsninger, geler eller filmer.

Tørkeprosessen kan utføres ved hjelp av ulike teknikker, som spraytørking, trommeltørking eller vakuumtørking, avhengig av ønskede produktegenskaper og produksjonsskala. Tørkeprosessen bør kontrolleres nøye for å unngå overdreven varme, noe som kan føre til nedbrytning eller misfarging av produktet.

Anvendelser av natriumkarboksymetylcellulose

Natriumkarboksymetylcellulose (SCMC) er mye brukt i ulike bransjer, som mat, legemidler, kosmetikk og personlig pleie, på grunn av dens utmerkede vannløselighet, fortykkende, stabiliserende og emulgerende egenskaper.

Næringsmiddelindustrien

I næringsmiddelindustrien brukes SCMC ofte som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator i et bredt spekter av matvarer, som bakevarer, meieriprodukter, sauser, dressinger og drikkevarer. SCMC brukes også som fetterstatning i matvarer med lavt fettinnhold og kalorifattig mat.