Карбоксиметилцеллюлоза натрия(SCMC) представляет собой водорастворимое производное целлюлозы, которое обычно используется в различных отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая и косметическая, в качестве загустителя, стабилизатора и эмульгатора. Процесс производства SCMC включает несколько этапов, включая подщелачивание, этерификацию, очистку и сушку.

1. Подщелачивание

Первым шагом в процессе производства SCMC является подщелачивание целлюлозы. Целлюлозу получают из древесной массы или хлопковых волокон, которые разбиваются на более мелкие частицы посредством серии механических и химических обработок. Полученную целлюлозу затем обрабатывают щелочью, такой как гидроксид натрия (NaOH) или гидроксид калия (KOH), для повышения ее реакционной способности и растворимости.

Процесс подщелачивания обычно включает смешивание целлюлозы с концентрированным раствором NaOH или КОН при повышенных температурах и давлениях. Реакция между целлюлозой и щелочью приводит к образованию натриевой или калиевой целлюлозы, которая обладает высокой реакционной способностью и легко модифицируется.

2. Этерификация

Следующим шагом в процессе производства SCMC является этерификация натриевой или калиевой целлюлозы. Этот процесс включает введение карбоксиметильных групп (-CH2-COOH) в основную цепь целлюлозы посредством реакции с хлоруксусной кислотой (ClCH2COOH) или ее натриевой или калиевой солью.

Реакцию этерификации обычно проводят в водно-этанольной смеси при повышенных температурах и давлениях с добавлением катализатора, такого как гидроксид натрия или метилат натрия. Реакция сильно экзотермична и требует тщательного контроля условий реакции, чтобы избежать перегрева и деградации продукта.

Степень этерификации или количество карбоксиметильных групп на молекулу целлюлозы можно контролировать, регулируя условия реакции, такие как концентрация хлоруксусной кислоты и время реакции. Более высокие степени этерификации приводят к более высокой растворимости в воде и более густой вязкости получаемого SCMC.

3. Очистка

После реакции этерификации образующийся SCMC обычно загрязнен примесями, такими как непрореагировавшая целлюлоза, щелочь и хлоруксусная кислота. Этап очистки включает удаление этих примесей для получения чистого и высококачественного продукта SCMC.

Процесс очистки обычно включает несколько стадий промывки и фильтрации с использованием воды или водных растворов этанола или метанола. Полученный SCMC затем нейтрализуют кислотой, такой как соляная кислота или уксусная кислота, для удаления остатков щелочи и доведения pH до желаемого диапазона.

4. Сушка

Заключительным этапом процесса производства SCMC является сушка очищенного продукта. Высушенный SCMC обычно имеет форму белого порошка или гранул и может быть дополнительно переработан в различные формы, такие как растворы, гели или пленки.

Процесс сушки может осуществляться с использованием различных методов, таких как распылительная сушка, барабанная сушка или вакуумная сушка, в зависимости от желаемых свойств продукта и масштаба производства. Процесс сушки следует тщательно контролировать, чтобы избежать чрезмерного нагревания, которое может привести к ухудшению качества продукта или обесцвечиванию.

Применение карбоксиметилцеллюлозы натрия

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (SCMC) широко используется в различных отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая промышленность, косметика и средства личной гигиены, благодаря ее превосходной растворимости в воде, загущающим, стабилизирующим и эмульгирующим свойствам.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности SCMC обычно используется в качестве загустителя, стабилизатора и эмульгатора в широком спектре пищевых продуктов, таких как хлебобулочные изделия, молочные продукты, соусы, заправки и напитки. SCMC также используется в качестве заменителя жира в продуктах с низким содержанием жира и калорий.