Il carbossimetil cellulosa di sodio (CMC NA) è una sostanza organica con la formula chimica [C6H7O2 (OH) 2och2Coona] n. È un derivato carbossimetilico della cellulosa e la più importante gomma ionica di cellulosa.Polvere di carbossimetil cellulosa di sodioè una specie di composto molecolare anionico solitamente preparato reagendo la cellulosa naturale con soda caustica e acido monocloroacetico. Il suo peso molecolare varia da migliaia a milioni. CMC NA è una polvere fibrosa o granulare bianca, inodore, insapore, igroscopico e facile da disperdersi in acqua per formare una soluzione colloidale trasparente.
Il carbossimetil cellulosa di sodio (CMC NA in breve) è una polvere da bianco a giallo chiaro, una sostanza granulare o fibrosa con forte igroscopicità e facile da dissolversi in acqua. Quando è neutro o alcalino, la soluzione è un liquido ad alta viscosità. È stabile per droghe, luce e calore. Tuttavia, il calore è limitato a 80 gradi. Se riscaldato a lungo gli 80 gradi per lungo tempo, la viscosità diminuisce ed è insolubile in acqua. La densità relativa è 1,60 e la densità relativa del foglio è 1,59. L'indice di rifrazione è 1.515. Diventa marrone se riscaldato a 190-205 gradi e carbonizza quando riscaldato a 235-248 gradi. La sua solubilità in acqua dipende dal grado di sostituzione. È insolubile in acidi e alcoli e non precipita nel sale. Non è facile fermentare, ha una grande potenza emulsionante per olio e cera e può essere immagazzinato per molto tempo.
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Morfologico |
bassa visibilità |
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Colore |
da bianco a giallo chiaro |
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Punto di fusione |
274 gradi C (dicembre) |
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FEMA 2239 |
Carbossimetilcellulosa |
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Densità |
1,6 g / cm3 |
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Condizioni di stoccaggio |
temperatura della stanza |
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Coefficiente di acidità (PKA) |
4.30 (a 25 gradi) |
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Valore del pH |
pH (10G / L, 25 gradi) 6,0 ~ 8,0 |
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Solubilità H2O |
20 mg / ml, solubile |
Carboxymethyl cellulose sodium is widely used as a drilling mud treatment agent, synthetic detergent, organic cleaning aid, textile printing and dyeing sizing agent, water-soluble gel like thickening agent for daily chemical products, thickening agent and emulsifier for pharmaceutical industry, thickening agent for food industry, adhesive agent for ceramic industry, industrial paste, sizing agent for paper industry, etc. Used as a flocculant Nel trattamento delle acque, principalmente per il trattamento delle acque reflue e dei fanghi, può aumentare il contenuto solido della torta del filtro.
1. Effetti di stabilizzazione dell'ispessimento ed emulsionante
Polvere di carbossimetil cellulosa di sodioUtilizzato per il consumo può emulsionare e stabilizzare bevande contenenti olio e proteine. Generalmente, le bevande di olio e proteine sono caratterizzate da vari gradi di grasso e una certa quantità di proteine, che possono facilmente separarsi e galleggiare durante lo stoccaggio, formando un "collare" sgradevole che colpisce la comparsa del prodotto.
Inoltre, le proteine sono soggette a coagulazione e separazione, in particolare nei prodotti con bassi valori di pH e le proteine sono legate a coagulare. CMC NA può risolvere efficacemente questi problemi dissolvendosi in acqua come colloide trasparente e stabile, che può stabilizzare le proteine e ridurre la tensione superficiale tra grasso e acqua, consentendo di emulsionare il grasso. Pertanto, CMC NA viene spesso usato come addensante nell'industria alimentare.
2. Funzione di ritenzione idrica
Il carbossimetil cellulosa di sodio ha un effetto di idratazione. Può svolgere il ruolo del miglioramento dei tessuti nei prodotti a base di carne, pane, mantou e altri alimenti e può rendere l'acqua non volatile, migliorare la produzione di prodotti e aumentare il gusto.
3. Gel
Il carbossimetil cellulosa di sodio con tixotropia si riferisce all'interazione di un certo numero di grandi catene molecolari, che tende a formare una struttura tridimensionale. Dopo aver formato una struttura tridimensionale, l'apparente viscosità della soluzione aumenta; Dopo aver rotto la struttura tridimensionale, la viscosità apparente diminuisce. Il fenomeno della tixotropia si riferisce al cambiamento dipendente dal tempo nella viscosità apparente. Il carbossimetil cellulosa tixotropico svolge un ruolo importante nel sistema di gel e può essere utilizzato per fare gelatina e marmellata.
4. Proprietà che forma film
Il carbossimetil cellulosa di sodio può formare un film sulla superficie del cibo, che può fornire una certa protezione per frutta e verdura. A causa della presenza del film, si forma un basso ambiente di gas di anidride carbonica ad alto contenuto di carbonio tra il film e la frutta e le verdure, riducendo così il tasso di cambio del gas e il tasso di cambio di sostanze e estendendo la durata di frutta di frutta e verdura.
Il carbossimetil cellulosa di sodio ha anche altre proprietà come la sospensione e la stabilità chimica, che pongono le basi per la sua diffusa applicazione nel settore alimentare.
5. Applicazione nei prodotti lattiero -caseari
(1) Ricerca sull'applicazione in bevande acide
Le bevande lattiero -casearie acide hanno un sapore aspro e dolce unico e hanno un ampio mercato. Tuttavia, durante il processo di produzione, la caseina tende ad aggregarsi e diventare instabile in condizioni acide. Pertanto, i polisaccaridi vengono generalmente aggiunti per proteggere la caseina, stabilizzare il sistema e garantire un buon gusto. Il meccanismo attraverso il quale il sodio di carbossimetil cellulosa, come polisaccaride, può stabilizzare le bevande lattiero -casearie acide può essere descritto come segue: durante il processo di regolazione dell'acido, quando il valore del pH è 5,2, CMC NA inizia ad adsorbire sulla superficie delle micelle di caseina, simile all'effetto della caseina kappa in condizioni neutrali.
La repulsione elettrostatica e l'ospettore sterico dello strato di adsorbimento mantengono l'esistenza stabile di micelle di caseina e CMC NA ha un effetto ispessimento, che può ridurre la velocità di assestamento delle particelle di proteine. I risultati indicano che a bassi valori di pH, è richiesta una certa concentrazione di carbossimetil cellulosa di sodio; E al di sotto di questa concentrazione, il sistema perderà stabilità. A valori di pH di 3,6 ~ 4,6, i sistemi di pH inferiori richiedono più carbossimetil cellulosa per stabilità. Le bevande lattiero -casearie fermentate hanno requisiti più elevati per gli stabilizzatori rispetto alle bevande adeguate acide. Le bevande lattiero -casearie acidiche contenenti granuli di frutta richiedono l'aggiunta di una certa quantità di granuli di frutta per stabilizzare il sistema. L'esperimento ha mostrato che CMC NA è lo stabilizzatore principale per le bevande lattiero -casearie acide. Quando CMC NA rappresenta lo 0,4% e la pectina rappresenta lo 0,14% nello stabilizzatore composito, il sistema ha una migliore stabilità.
Gli studiosi hanno anche studiato l'uso del sodio carbossimetil cellulosa per stabilizzare il sistema nelle bevande attive del licopene. La ricerca ha dimostrato che quando la quantità di CMC NA aggiunta è maggiore dello 0,4%, il prodotto ha una buona stabilità, ma la viscosità aumenta in modo significativo in questo momento, quindi può essere utilizzata in combinazione con altri colloidi.
Dopo aver ottimizzato il processo di raffreddamento NA CMC, la viscosità delle bevande lattiero -casearie di regolazione dell'acido tradizionale è sempre superiore a quella dei prodotti riscaldati durante la durata di conservazione, fornendo una migliore stabilità. Ciò fornisce anche una base teorica per la migliore applicazione del sodio carbossimetil cellulosa nella produzione di bevande lattiero -casearie acide.
(2) Applicazione in yogurt misto
La denaturazione e la precipitazione della proteina del latte in condizioni acide è sempre stata una questione chiave che ha influenzato lo sviluppo dello yogurt. A causa delle sue proprietà multifunzionali, fonti abbondanti e prezzo accessibile, CMC NA è comunemente usato come stabilizzatore.
I risultati hanno mostrato che la CMC NA è stata fortemente influenzata dalla temperatura e dal valore del pH. Quando la quantità di CMC NA aggiunta era piccola, lo stato di yogurt non poteva essere stabilizzato. Quando il suo contenuto era maggiore dello 0,4%, lo stato di yogurt è migliorato e il sistema tendeva a essere stabile; E l'effetto ispessimento di CMC NA sullo yogurt è relativamente piccolo allo 0,05%~ 0,1%, mentre l'effetto ispessimento è significativo nell'intervallo di contenuto elevato (0,4%~ 0,5%).
(3) Applicazione della lozione Caseina
La lozione è un sistema di dispersione composto da un liquido disperso sotto forma di minuscole goccioline in un altro liquido impossibile, che è un sistema instabile. Tra le numerose gengive alimentari,polvere di carbossimetil cellulosa di sodioE la gomma di Xanthan è stata ampiamente studiata a causa delle loro proprietà funzionali uniche. I risultati indicano che la combinazione di CMC NA e XG (GUM di Xanthan) può rendere il sistema più stabile. Con un certo rapporto di miscelazione (CMC NA: XG è 1 ∶ 1, 3 ∶ 1), l'importo totale di addizione è dello 0,4% della massa totale di lozione e la stabilità di stratificazione della lozione aumenterà. Il fenomeno a strati non è evidente quando l'emulsione viene immagazzinata a temperatura ambiente per 2 settimane.
Il carbossimetil cellulosa di sodio ha alcune proprietà di idrofilia e reidratazione, quindi viene utilizzata nella produzione di prodotti per farina.
(1) Applicazione nel pane
A causa della presenza di gruppi idrofili nei carbossimetil cellulosa sodio, può combinarsi con l'acqua per formare colloidi idrofili e assorbire l'acqua per espandersi. Il CMC NA espanso può aumentare la capacità di mantenimento dell'acqua del glutine, che è benefico per la fermentazione e il processo di cottura del pane e la ritenzione di anidride carbonica, aumentando così il volume del pane. Tuttavia, la quantità di sodio carbossimetil cellulosa non dovrebbe superare il 6%. A causa della sua forte ritenzione idrica, la quantità adeguata di aggiunta può ridurre la durezza del pane. L'esperimento ha mostrato che l'aggiunta di una quantità adeguata (2%~ 8%) di sodio carbossimetil cellulosa ha migliorato significativamente la qualità del pane al forno, con il miglior effetto osservato quando si aggiunge il 6%, seguito dal 4%. Può aumentare il volume del pane, migliorare la struttura e il sapore del pane ed estendere la durata del pane. Ciò offre la possibilità di aggiungere al pane al pane cellulosa carbossimetil di sodio per migliorarne la qualità.
(2) Applicazione di nella produzione di mantou
La quantità di addizione di carbossimetil cellulosa di sodio ha scarso effetto sul valore del pH dell'impasto mantou di grano. La ricerca mostra che il carbossimetil cellulosa di sodio può migliorare efficacemente la consistenza del grano mantou e ridurre efficacemente la durezza, l'adesione e la masticazione di Mantou. Quando la quantità di addizione di carbossimetil cellulosa di sodio è 0,06%~ 0,08%, ogni indice di trama funziona meglio. Tuttavia, l'applicazione di carbossimetil cellulosa di sodio a Mantou è ancora inferiore, il che fornisce anche la possibilità per la sua applicazione in nuovi campi e può aumentare la sua gamma di applicazioni.
6. Altre applicazioni
Gli addensanti alimentari hanno le caratteristiche di ispessimento, ispessimento, stabilità, resistenza al sale e alla temperatura e sono ampiamente utilizzati nei condimenti alimentari. Alcuni studiosi hanno studiato la selezione dell'ottimizzazione dell'agente ispessimento e del processo nella preparazione dell'essenza della carne naturale. I risultati mostrano che il 5% di carbossimetil cellulosa è selezionato come il colloide dell'essenza della carne, riscaldato e sciolto in un bagno d'acqua a 60 ~ 70 gradi, mescolato per 30 minuti, sciolto il colloide, posizionato per 24 ~ 48 ore, gonfio e quindi usato per preparare il sapore di carne monosodico glutammato. Il prodotto ha una buona proprietà addensante, incolore e insipido.
A causa del suo effetto ispessimento, il carbossimetil cellulosa di sodio può essere utilizzato per fare marmellata. Dopo la sperimentazione, si è scoperto che il processo ottimale per la preparazione della salsa di pomodoro per la castagna è l'1,9% di carbossimetil cellulosa, acido citrico allo 0,8%, zucchero bianco al 4% e un rapporto salsa di salsa di pomodoro a pomodoro. La marmellata risultante ha un buon gusto e stabilità.
Il carbossimetil cellulosa di sodio può anche essere usato per produrre bevande. Le bevande di mais sono soggette a stratificazione e precipitazioni durante lo stoccaggio, mentre la combinazione di CMC e alginato di sodio può migliorare la stabilità. Quando sia il carbossimetil cellulosa di sodio e alginato di sodio sono stati aggiunti con un dosaggio dello 0,05%, il tasso di precipitazione della bevanda di mais era il più piccolo e la stratificazione non era evidente dopo la centrifugazione, con una buona stabilità. Ciò ha anche gettato una certa base per lo sviluppo del mercato delle bevande di mais. Il carbossimetil cellulosa di sodio è anche utilizzato nella produzione di gelato e chiarimenti di bevande alcoliche.
Metodo di preparazione diPolvere di carbossimetil cellulosa di sodio:
La CMC NA è stata preparata dalla cellulosa con un metodo in due fasi. Il primo è il processo di alcalizzazione della cellulosa. La cellulosa reagisce con idrossido di sodio per formare cellulosa alcalino, quindi la cellulosa alcalino reagisce con l'acido cloroacetico per formare CMC NA, che si chiama reazione eterificata.
Il sistema di reazione deve essere di base. Questo processo appartiene al metodo di sintesi di Williamson Ether. Il meccanismo di reazione è una sostituzione nucleofila. Il sistema di reazione è alcalino. In presenza di acqua, ci sono alcune reazioni laterali, come la formazione di idrossiacetato di sodio, acido idrossiacetico e altri sottoprodotti. A causa dell'esistenza di reazioni laterali, il consumo di alcali e agente eredificante sarà aumentato, riducendo così l'efficienza dell'eterificazione; Allo stesso tempo, nella reazione laterale verrà generato idrossiacetato di sodio, acido idrossiacetico e più impurità di sale, che ridurranno la purezza e le prestazioni del prodotto. Per sopprimere le reazioni laterali, non è solo necessario utilizzare ragionevolmente alcali, controllare la quantità di sistema idrico, la concentrazione di alcali e il metodo di agitazione, con l'obiettivo di alcalizzazione pienamente alcalicante, ma anche di considerare i requisiti del prodotto per la viscosità e il grado di sostituzione e considerare in modo completo la velocità di agitazione e considerare in modo completo la velocità di agitazione e gli altri fattori per migliorare la velocità eredificata e sopprimere la reazione delle reazioni ladri.
Secondo i diversi media di eterificazione, la produzione industriale di CMC NA può essere divisa in due categorie: metodi acquosi e solventi. Il metodo che utilizza l'acqua come mezzo di reazione è chiamato metodo del mezzo d'acqua, che viene utilizzato per produrre terreno alcalino e NA CMC di basso grado. Il metodo che utilizza il solvente organico come mezzo di reazione è chiamato metodo solvente, adatto alla produzione di NA CMC di livello medio e di alta qualità. Queste due reazioni vengono eseguite in un stampatore, che appartiene al processo di impasto ed è al momento il metodo principale per produrre CMC NA.
Metodo medio d'acqua:
Il metodo a base d'acqua è un precedente processo di produzione industriale, in cui la cellulosa alcali viene reagito con un agente eterificante nelle condizioni di alcali e acqua liberi. Non esiste un mezzo organico nel sistema durante l'alcalizzazione e l'eterificazione. Il metodo medio idrico richiede attrezzature relativamente semplici, meno investimenti e basso costo. Lo svantaggio è la mancanza di una grande quantità di mezzo liquido, il calore generato dalla reazione aumenta la temperatura, accelera la velocità delle reazioni laterali, porta a una bassa efficienza di eterificazione e scarsa qualità del prodotto. Questo metodo viene utilizzato per preparare prodotti CMC CMC medio e basso, come detergenti e agenti di dimensionamento tessile.
Metodo del solvente:
Il metodo del solvente è anche noto come metodo di solvente organico. La sua caratteristica principale è che le reazioni di alcalizzazione ed eterificazione vengono eseguite a condizione che il solvente organico venga utilizzato come mezzo di reazione (diluente). Secondo la quantità di diluente di reazione, può essere diviso in metodo di impasto e metodo di liquame. Il processo di reazione del metodo del solvente è lo stesso di quello del metodo basato sull'acqua, che è anche composto da due fasi di alcalizzazione ed eterificazione, tranne per il fatto che i terreni di reazione dei due stadi sono diversi. Il metodo del solvente elimina la lisciviazione alcali intrinseca, la pressione, la frantumazione, l'invecchiamento e altri processi del metodo a base d'acqua e l'alcalizzazione e l'eterificazione vengono eseguite nella macchina impasto. Gli svantaggi sono una controllabilità di temperatura relativamente scarsa, requisiti di spazio e costi elevati. Naturalmente, per la produzione di diversi layout delle apparecchiature, la temperatura del sistema e i tempi di alimentazione dovrebbero essere strettamente controllati per preparare prodotti con eccellente qualità e prestazioni.
Il carbossimetil cellulosa di sodio è un polimero versatile con una vasta gamma di applicazioni industriali, dal cibo e dai prodotti farmaceutici ai cosmetici e nella bonifica ambientale. La sua combinazione unica di proprietà, tra cui solubilità ad acqua, capacità di ispessimento, capacità di formazione del film e biocompatibilità, lo rende un prezioso additivo in numerose formulazioni. Mentre CMC-NA è generalmente considerato sicuro per l'uso umano e rispettoso dell'ambiente, le pratiche di gestione e smaltimento adeguate sono essenziali per ridurre al minimo i potenziali rischi per la salute e l'ecologica. Mentre la ricerca continua a scoprire nuove applicazioni e metodi di produzione sostenibile, il carbossimetil cellulosa di sodio è pronto a svolgere un ruolo sempre più importante nel modellare il futuro della scienza dei materiali e della produzione industriale.
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