Carboximetilceluloza de sodiu(SCMC) este un derivat de celuloză solubil în apă care este utilizat în mod obișnuit în diverse industrii, cum ar fi alimentară, farmaceutică și cosmetică, ca agent de îngroșare, stabilizator și emulgator. Procesul de fabricație a SCMC implică mai multe etape, inclusiv alcalinizarea, eterificarea, purificarea și uscarea.

1. Alcalinizarea

Primul pas în procesul de fabricație a SCMC este alcalinizarea celulozei. Celuloza este derivată din pastă de lemn sau fibre de bumbac, care sunt descompuse în particule mai mici printr-o serie de tratamente mecanice și chimice. Celuloza rezultată este apoi tratată cu un alcali, cum ar fi hidroxid de sodiu (NaOH) sau hidroxid de potasiu (KOH), pentru a-și crește reactivitatea și solubilitatea.

Procesul de alcalinizare implică de obicei amestecarea celulozei cu o soluție concentrată de NaOH sau KOH la temperaturi și presiuni ridicate. Reacția dintre celuloză și alcalii are ca rezultat formarea celulozei de sodiu sau potasiu, care este foarte reactivă și poate fi ușor modificată.

2. Eterificare

Următorul pas în procesul de fabricație a SCMC este eterificarea celulozei de sodiu sau potasiu. Acest proces presupune introducerea grupărilor carboximetil (-CH2-COOH) pe coloana vertebrală a celulozei printr-o reacție cu acidul cloracetic (ClCH2COOH) sau sarea sa de sodiu sau potasiu.

Reacția de eterificare este de obicei efectuată într-un amestec apă-etanol la temperaturi și presiuni ridicate, cu adăugarea unui catalizator, cum ar fi hidroxid de sodiu sau metilat de sodiu. Reacția este extrem de exotermă și necesită un control atent al condițiilor de reacție pentru a evita supraîncălzirea și degradarea produsului.

Gradul de eterificare sau numărul de grupări carboximetil per moleculă de celuloză poate fi controlat prin ajustarea condițiilor de reacție, cum ar fi concentrația de acid cloracetic și timpul de reacție. Grade mai mari de eterificare au ca rezultat o solubilitate mai mare în apă și o vâscozitate mai groasă a SCMC rezultat.

3. Purificarea

După reacția de eterificare, SCMC rezultat este de obicei contaminat cu impurități, cum ar fi celuloza nereacționată, alcalii și acid cloracetic. Etapa de purificare presupune îndepărtarea acestor impurități pentru a obține un produs SCMC pur și de înaltă calitate.

Procesul de purificare implică de obicei mai multe etape de spălare și filtrare folosind apă sau soluții apoase de etanol sau metanol. SCMC rezultat este apoi neutralizat cu un acid, cum ar fi acidul clorhidric sau acidul acetic, pentru a îndepărta orice alcali rezidual și pentru a ajusta pH-ul la intervalul dorit.

4. Uscare

Etapa finală în procesul de fabricație a SCMC este uscarea produsului purificat. SCMC uscat este în mod obișnuit sub formă de pulbere albă sau granule și poate fi prelucrat în continuare în diferite forme, cum ar fi soluții, geluri sau filme.

Procesul de uscare poate fi efectuat folosind diferite tehnici, cum ar fi uscare prin pulverizare, uscare cu tambur sau uscare în vid, în funcție de proprietățile dorite ale produsului și de scara producției. Procesul de uscare trebuie controlat cu atenție pentru a evita căldura excesivă, care poate duce la degradarea sau decolorarea produsului.

Aplicații ale carboximetilcelulozei de sodiu

Carboximetilceluloza de sodiu (SCMC) este utilizată pe scară largă în diverse industrii, cum ar fi alimentară, farmaceutică, cosmetică și îngrijire personală, datorită proprietăților sale excelente de solubilitate în apă, de îngroșare, stabilizare și emulsionare.

Industria alimentară

În industria alimentară, SCMC este utilizat în mod obișnuit ca agent de îngroșare, stabilizator și emulgator într-o gamă largă de produse alimentare, cum ar fi produse de panificație, produse lactate, sosuri, sosuri și băuturi. SCMC este, de asemenea, utilizat ca înlocuitor de grăsimi în alimente cu conținut scăzut de grăsimi și calorii reduse.