Proceso de fabricación de carboximetilcelulosa sódica

El proceso de fabricación de carboximetilcelulosa sódica (CMC) consta de varios pasos, entre ellos la preparación de la celulosa, la eterificación, la purificación y el secado. A continuación, se presenta un resumen del proceso de fabricación típico:

1. Preparación de celulosa: El proceso comienza con la preparación de celulosa, que generalmente se obtiene de pulpa de madera o línter de algodón. La celulosa se purifica y refina primero para eliminar impurezas como lignina, hemicelulosa y otros contaminantes. Esta celulosa purificada sirve como materia prima para la producción de CMC.
2. Alcalinización: La celulosa purificada se trata posteriormente con una solución alcalina, generalmente hidróxido de sodio (NaOH), para aumentar su reactividad y facilitar la posterior reacción de eterificación. La alcalinización también ayuda a hinchar y abrir las fibras de celulosa, haciéndolas más accesibles a la modificación química.
3. Reacción de eterificación: La celulosa alcalinizada se hace reaccionar con ácido monocloroacético (MCA) o su sal sódica, monocloroacetato de sodio (SMCA), en presencia de un catalizador y en condiciones controladas. Esta reacción de eterificación implica la sustitución de grupos hidroxilo en las cadenas de celulosa por grupos carboximetilo (-CH₂COONa). El grado de sustitución (GS), que representa el número promedio de grupos carboximetilo por unidad de glucosa en la cadena de celulosa, se puede controlar ajustando parámetros de reacción como la temperatura, el tiempo de reacción y la concentración de los reactivos.
4. Neutralización: Tras la reacción de eterificación, el producto resultante se neutraliza para convertir los grupos ácidos restantes a su forma de sal sódica (carboximetilcelulosa sódica). Esto se consigue normalmente añadiendo una solución alcalina, como hidróxido de sodio (NaOH), a la mezcla de reacción. La neutralización también ayuda a ajustar el pH de la solución y a estabilizar el producto de CMC.
5. Purificación: La carboximetilcelulosa sódica cruda se purifica posteriormente para eliminar impurezas, reactivos no reaccionados y subproductos de la mezcla de reacción. Los métodos de purificación pueden incluir lavado, filtración, centrifugación y secado. La CMC purificada se lava típicamente con agua para eliminar los álcalis y sales residuales, seguido de filtración o centrifugación para separar la CMC sólida de la fase líquida.
6. Secado: La carboximetilcelulosa sódica purificada se seca finalmente para eliminar el exceso de humedad y obtener el contenido de humedad deseado para su almacenamiento y posterior procesamiento. Los métodos de secado pueden incluir secado al aire, secado por aspersión o secado en tambor, según las características deseadas del producto y la escala de fabricación.

El producto resultante, carboximetilcelulosa sódica, es un polvo o material granular de color blanco a blanquecino con excelente solubilidad en agua y propiedades reológicas. Se utiliza ampliamente como espesante, estabilizador, aglutinante y modificador reológico en diversas industrias, como la alimentaria, la farmacéutica, la cosmética, la textil y otras aplicaciones industriales.