Karboksymetyloceluloza sodowa(SCMC) to rozpuszczalna w wodzie pochodna celulozy, powszechnie stosowana w różnych gałęziach przemysłu, takich jak żywność, farmaceutyka i kosmetyki, jako zagęszczacz, stabilizator i emulgator. Proces produkcji SCMC obejmuje kilka etapów, w tym alkalizację, eteryfikację, oczyszczanie i suszenie.

1. Alkalizacja

Pierwszym krokiem w procesie produkcyjnym SCMC jest alkalizacja celulozy. Celuloza otrzymywana jest z miazgi drzewnej lub włókien bawełnianych, które są rozkładane na mniejsze cząstki w wyniku szeregu obróbek mechanicznych i chemicznych. Powstałą celulozę następnie traktuje się zasadą, taką jak wodorotlenek sodu (NaOH) lub wodorotlenek potasu (KOH), w celu zwiększenia jej reaktywności i rozpuszczalności.

Proces alkalizacji zazwyczaj polega na mieszaniu celulozy ze stężonym roztworem NaOH lub KOH w podwyższonych temperaturach i ciśnieniach. W wyniku reakcji celulozy z zasadami powstaje celuloza sodowa lub potasowa, która jest wysoce reaktywna i można ją łatwo modyfikować.

2. Eteryfikacja

Kolejnym etapem procesu produkcyjnego SCMC jest eteryfikacja celulozy sodowej lub potasowej. Proces ten polega na wprowadzeniu grup karboksymetylowych (-CH2-COOH) do szkieletu celulozy w drodze reakcji z kwasem chlorooctowym (ClCH2COOH) lub jego solą sodową lub potasową.

Reakcję eteryfikacji zazwyczaj prowadzi się w mieszaninie woda-etanol w podwyższonych temperaturach i ciśnieniach, z dodatkiem katalizatora, takiego jak wodorotlenek sodu lub metanolan sodu. Reakcja jest wysoce egzotermiczna i wymaga starannej kontroli warunków reakcji, aby uniknąć przegrzania i degradacji produktu.

Stopień eteryfikacji, czyli liczbę grup karboksymetylowych w cząsteczce celulozy, można kontrolować dostosowując warunki reakcji, takie jak stężenie kwasu chlorooctowego i czas reakcji. Wyższy stopień eteryfikacji skutkuje wyższą rozpuszczalnością w wodzie i większą lepkością powstałego SCMC.

3. Oczyszczenie

Po reakcji eteryfikacji powstały SCMC jest zwykle zanieczyszczony zanieczyszczeniami, takimi jak nieprzereagowana celuloza, zasady i kwas chlorooctowy. Etap oczyszczania polega na usunięciu tych zanieczyszczeń w celu uzyskania czystego produktu SCMC o wysokiej jakości.

Proces oczyszczania zazwyczaj obejmuje kilka etapów przemywania i filtracji przy użyciu wody lub wodnych roztworów etanolu lub metanolu. Powstały SCMC następnie zobojętnia się kwasem, takim jak kwas chlorowodorowy lub kwas octowy, w celu usunięcia wszelkich pozostałości zasad i dostosowania pH do pożądanego zakresu.

4. Wysuszenie

Ostatnim etapem procesu produkcyjnego SCMC jest suszenie oczyszczonego produktu. Wysuszony SCMC ma zazwyczaj postać białego proszku lub granulki i można go dalej przetwarzać w różne postacie, takie jak roztwory, żele lub folie.

Proces suszenia można przeprowadzić różnymi technikami, takimi jak suszenie rozpyłowe, suszenie bębnowe lub suszenie próżniowe, w zależności od pożądanych właściwości produktu i skali produkcji. Proces suszenia powinien być dokładnie kontrolowany, aby uniknąć nadmiernego ciepła, które może spowodować degradację lub odbarwienie produktu.

Zastosowania karboksymetylocelulozy sodowej

Karboksymetyloceluloza sodowa (SCMC) jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu, takich jak żywność, farmaceutyka, kosmetyki i higiena osobista, ze względu na doskonałą rozpuszczalność w wodzie, właściwości zagęszczające, stabilizujące i emulgujące.

Przemysł spożywczy

W przemyśle spożywczym SCMC jest powszechnie stosowany jako zagęszczacz, stabilizator i emulgator w szerokiej gamie produktów spożywczych, takich jak wypieki, produkty mleczne, sosy, dressingi i napoje. SCMC stosuje się również jako zamiennik tłuszczu w żywności o niskiej zawartości tłuszczu i obniżonej kaloryczności.