¿Por qué la CMC pierde viscosidad? 7 causas y cómo evitarlas

Pocas cosas detienen una línea de producción como una solución de CMC que ayer estaba espesa y hoy está aguada. La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es un polímero de cadena larga, y su viscosidad depende de dos cosas: lo largas que son las cadenas y lo extendidas que están en el agua. Cada causa de pérdida de viscosidad ataca una de las dos. Algunas pérdidas se revierten solas; otras rompen las cadenas para siempre. Estas son las siete causas que más vemos en plantas de detergentes, papel, cerámica, perforación y alimentos.

1. Microbios y enzimas en soluciones almacenadas

La CMC se fabrica a partir de celulosa, así que las bacterias y las enzimas celulasas que producen pueden cortar sus cadenas. La señal típica es una viscosidad que baja de forma continua durante varios días, a menudo con olor agrio, sobre todo en tanques templados, barbotinas de esmalte y aguas de fábrica de papel. Esta pérdida es permanente.

• Prepare las soluciones cerca del momento de uso, o añada un conservante adecuado a su proceso.
• Limpie y seque los tanques de preparación entre lotes.
• Si el almacenamiento es largo, elija un grado de sustitución (DS) más alto: al estar más sustituida la cadena, las enzimas tienen menos puntos donde cortar.

2. Sal y agua dura

La CMC es un polímero aniónico. Sus grupos carboxilo cargados se repelen entre sí y mantienen la cadena extendida. Las sales disueltas apantallan esa carga, la cadena se enrolla y la viscosidad baja. El calcio y el magnesio del agua dura actúan con más fuerza que el sodio y, en concentraciones altas, pueden enturbiar o gelificar una CMC de DS bajo.

• Disuelva primero la CMC en agua blanda y limpia, y añada después las sales.
• Para salmueras, esmaltes con sales solubles y agua dura, elija un DS más alto. La PAC de Sentai (DS ≥ 0,9) se usa hasta en salmuera saturada, y nuestros grados cerámicos de DS alto tienen DS ≥ 0,95.

3. pH bajo

La CMC es más estable cerca del pH neutro. En productos ácidos los grupos carboxilo pierden su carga, las cadenas se enrollan y la viscosidad baja; en condiciones muy ácidas la CMC de DS bajo puede precipitar. Los álcalis fuertes a alta temperatura también la degradan con el tiempo.

• Para bebidas lácteas acidificadas, salsas de fruta y otros productos de pH bajo, use grados estables en medio ácido: los grados alimentarios Tipo 9 de Sentai (DS ≥ 0,90) o el FL10A (DS ≥ 1,0).
• Mantenga el agua de preparación cerca del pH neutro cuando el proceso lo permita.

4. Calor

La viscosidad baja al subir la temperatura. Por sí solo, este efecto es reversible: la solución vuelve a espesar al enfriarse. Mantener las soluciones de CMC calientes durante mucho tiempo, sobre todo cerca de la ebullición, rompe las cadenas, y entonces la pérdida es permanente.

• Compare viscosidades a la misma temperatura; 25 °C es la referencia habitual.
• Añada la CMC después de la etapa más caliente cuando el proceso lo permita, y evite mantenerla caliente durante mucho tiempo.

5. Cizalla alta

Las soluciones de CMC son pseudoplásticas: la viscosidad baja mientras se agitan o se bombean y se recupera en reposo. Es un comportamiento normal, no un defecto. Una cizalla muy alta durante mucho tiempo, como un mezclador rotor-estátor funcionando durante horas, puede romper las cadenas de forma permanente.

• Mida la viscosidad a una velocidad definida, con la solución en reposo.
• Use cizalla alta para dispersar el polvo y pase luego a una agitación suave mientras se hidrata.

6. Oxidantes en la fórmula

Los blanqueadores y oxidantes, como el hipoclorito y el peróxido de hidrógeno, rompen las cadenas de CMC, y las trazas de metales como el hierro pueden acelerarlo. En detergentes y limpiadores con blanqueador se nota como un producto que se vuelve más líquido en el estante.

• Haga una prueba de almacenamiento de la CMC con su sistema blanqueador antes de escalar.
• Añada los oxidantes lo más tarde posible y analice el producto terminado después de envejecido, no solo el día de fabricación.

7. La CMC nunca llegó a disolverse del todo

A veces la viscosidad no se pierde: nunca llegó a desarrollarse por completo. Los grumos o una hidratación lenta dejan parte del polímero sin disolver, de modo que la solución parece fluida al principio y espesa en las horas siguientes. Lo que parece una variación entre lotes es a menudo una diferencia en el tiempo de disolución.

• Añada el polvo despacio en el vórtice, o premézclelo con los ingredientes secos, y agite hasta la hidratación completa antes de medir.
• Si necesita la viscosidad completa rápido y sin grumos, use CMC instantánea con tratamiento superficial, como la serie R de Sentai (DS ≥ 0,95).

Diagnóstico rápido

• Baja con los días en almacenamiento, a menudo con olor agrio: microbios. Conserve la solución y limpie los tanques.
• Baja en cuanto se añade sal o agua dura: iones. Disuelva primero la CMC y elija un DS más alto.
• Más baja en productos ácidos: pH. Use un grado de DS alto estable en medio ácido.
• Más baja en caliente y se recupera al enfriar: normal. Mida a 25 °C.
• Más baja al bombear y se recupera en reposo: comportamiento pseudoplástico normal.
• Baja después de añadir el blanqueador: oxidante. Pruebe la compatibilidad antes de escalar.
• Sigue subiendo durante horas tras mezclar: disolución incompleta. Agite más tiempo o use CMC instantánea.

Cuando el problema es el grado

Si sus condiciones son exigentes (salmuera, ácido, agua dura o almacenamiento largo), la solución suele ser otro grado, no más dosis. Envíenos sus condiciones (sal, pH, temperatura y tiempo de almacenamiento) y le recomendaremos un grado de Sentai, con una muestra gratuita: sentai-cmc.com/es/contact