โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสคืออะไร?

โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลส (CMC) เป็นสารประกอบอเนกประสงค์และใช้กันอย่างแพร่หลายที่มีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมต่างๆ

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโซเดียม carboxymethyl เซลลูโลส (CMC)
โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสซึ่งมักจะย่อเป็น CMC เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสซึ่งเป็นหนึ่งในโพลิเมอร์ธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลก เซลลูโลสประกอบด้วยหน่วยกลูโคสที่ทำซ้ำซึ่งเชื่อมโยงกันโดยβ (1 → 4) พันธะ glycosidic ส่วนใหญ่พบได้ในผนังเซลล์ของพืชให้การสนับสนุนโครงสร้าง มันเป็นพลังงานหมุนเวียนย่อยสลายได้และปลอดสารพิษทำให้เป็นวัตถุดิบที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมต่างๆ

โครงสร้างและคุณสมบัติ
CMC ถูกสังเคราะห์โดยการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสผ่านปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งกลุ่มไฮดรอกซิลบนกระดูกสันหลังเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่ม carboxymethyl (-CH2-COOH) การทดแทนนี้ให้ความสามารถในการละลายน้ำและการปรับปรุงคุณสมบัติการไหลของเซลลูโลสทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

ระดับของการทดแทน (DS) หมายถึงจำนวนเฉลี่ยของกลุ่ม carboxymethyl ต่อหน่วยกลูโคสในห่วงโซ่เซลลูโลสและมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติของ CMC ค่า DS ที่สูงขึ้นส่งผลให้เกิดความสามารถในการละลายน้ำและความหนืดที่เพิ่มขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว CMC มีให้บริการเป็นผงสีขาวถึงสีขาวโดยมีขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน มันเป็นกลิ่นไม่มีกลิ่นและไม่เป็นพิษทำให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานในผลิตภัณฑ์อาหารและยา CMC มีความเสถียรภายใต้เงื่อนไข pH ที่หลากหลายและแสดงคุณสมบัติการขึ้นรูปภาพยนตร์ที่ยอดเยี่ยม

วิธีการผลิต
การผลิต CMC เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน:
การเตรียมเซลลูโลส: เซลลูโลสมักจะมาจากเยื่อไม้, ผ้าฝ้ายหรือเส้นใยพืชอื่น ๆ เซลลูโลสจะถูกทำให้บริสุทธิ์และแบ่งออกเป็นเส้นใยขนาดเล็กเพื่อเพิ่มปฏิกิริยา

ปฏิกิริยา Etherification: เส้นใยเซลลูโลสที่บริสุทธิ์ได้รับการรักษาด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เพื่อเปิดใช้งานกลุ่มไฮดรอกซิล ต่อจากนั้นกรดโมโนโคโลเคติก (หรือเกลือโซเดียม) จะถูกเพิ่มเข้าไปในส่วนผสมของปฏิกิริยาเพื่อแนะนำกลุ่ม carboxymethyl บนกระดูกสันหลังเซลลูโลส

การวางตัวเป็นกลางและการล้าง: หลังจากปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยกรดเพื่อแปลงเป็นรูปแบบเกลือโซเดียม จากนั้น CMC จะถูกล้างเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและผลพลอยได้

การอบแห้งและการกัด: CMC ที่บริสุทธิ์จะถูกทำให้แห้งเพื่อกำจัดความชื้นส่วนเกินและบดเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการ

ใช้และแอปพลิเคชัน
โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสค้นหาการใช้งานที่กว้างขวางในอุตสาหกรรมต่าง ๆ :
อุตสาหกรรมอาหาร: CMC ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารข้น, ความเสถียร, และตัวแทนเก็บรักษาความชื้นในผลิตภัณฑ์อาหารเช่นผลิตภัณฑ์นม, ขนมอบ, ซอสและน้ำสลัด มันช่วยปรับปรุงพื้นผิวป้องกันการเสริมความร้อนและเพิ่มความรู้สึกในการทำอาหารในสูตรอาหาร

เภสัชกรรม: ในอุตสาหกรรมยา CMC ใช้เป็นสารยึดเกาะในสูตรแท็บเล็ตตัวดัดแปลงความหนืดในสารแขวนลอยและสารหล่อลื่นในสารละลาย ophthalmic ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกระจายยาที่สม่ำเสมอและการควบคุมการควบคุม

ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล: CMC ถูกรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลเช่นยาสีฟันแชมพูและสูตรผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเป็นตัวแทนที่มีความหนาอิมัลชันและตัวแทนขึ้นรูปภาพยนตร์

อุตสาหกรรมกระดาษ: ในการผลิตกระดาษ CMC จะถูกเพิ่มเข้าไปในสูตรเยื่อกระดาษเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของกระดาษคุณสมบัติพื้นผิวและการเก็บรักษาสารเติมแต่งเช่นฟิลเลอร์และสีย้อม นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มการระบายน้ำและลดการปัดฝุ่นในระหว่างการผลิตกระดาษ

อุตสาหกรรมสิ่งทอ: CMC ถูกใช้ในการพิมพ์สิ่งทอและกระบวนการย้อมสีเป็นเครื่องข้นและสารยึดเกาะสำหรับ Pigment Pastes มันอำนวยความสะดวกในการสะสมสีสม่ำเสมอและปรับปรุงความคมชัดของรูปแบบที่พิมพ์

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ: CMC ใช้ในการขุดเจาะของเหลวเป็นตัวช่วย viscosifier และลดการสูญเสียของเหลว ช่วยรักษาเสถียรภาพหลุมเจาะของแข็งและควบคุมการไหลของของเหลวในระหว่างการขุดเจาะ

อุตสาหกรรมการก่อสร้าง: ในวัสดุก่อสร้างเช่นครก, ยารัสและผลิตภัณฑ์ยิปซั่ม, CMC ทำหน้าที่เป็นตัวแทนกักเก็บน้ำปรับปรุงความสามารถในการทำงานและการยึดเกาะ

ผงซักฟอกและผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด: CMC ถูกเพิ่มเข้าไปในผงซักฟอกน้ำยาทำความสะอาดและผลิตภัณฑ์ซักรีดเป็นสารที่หนาและมีเสถียรภาพ ช่วยเพิ่มความหนืดของสูตรของเหลวและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย
โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสถือเป็นความปลอดภัย (GRAS) สำหรับใช้ในการใช้งานอาหารและยาโดยหน่วยงานกำกับดูแลเช่นสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) และหน่วยงานด้านความปลอดภัยด้านอาหารของยุโรป (EFSA) อย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับมาตรฐานความบริสุทธิ์ที่ระบุและระดับการใช้งานเพื่อป้องกันผลกระทบใด ๆ

ในขณะที่ CMC ถือว่าไม่เป็นพิษการสูดดมมากเกินไปหรือการกลืนกินอนุภาคฝุ่นอาจทำให้เกิดการระคายเคืองไปยังระบบทางเดินหายใจและระบบทางเดินอาหาร ควรใช้การจัดการที่เหมาะสมและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ในระหว่างกระบวนการผลิตและการจัดการ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
CMC มาจากทรัพยากรทดแทนส่วนใหญ่เซลลูโลสจากพืชทำให้สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยเนื้อแท้ มันผ่านการย่อยสลายของเอนไซม์โดยเซลลูโลสในที่สุดแบ่งออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์น้ำและชีวมวล

อย่างไรก็ตามกระบวนการผลิตของ CMC เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีและขั้นตอนที่ใช้พลังงานมากซึ่งอาจนำไปสู่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเช่นการใช้พลังงานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการผลิตน้ำเสีย ความพยายามในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดขยะให้น้อยที่สุดสามารถลดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ได้

โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลส (CMC) เป็นสารประกอบอเนกประสงค์ที่มีการใช้งานที่หลากหลายในอาหาร, ยา, สิ่งทอ, กระดาษและอุตสาหกรรมอื่น ๆ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของมันในฐานะพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในสูตรต่าง ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องข้น, เครื่องปรับความหนา, เครื่องผูกและตัวปรับความหนืด