一种食品用羧甲基纤维素钠的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种食品用低粘度羧甲基纤维素钠的制备方法，在适当的温度和搅拌条件下，将经粉碎预处理的木浆纤维素原料在捏合机中与氢氧化钠的乙醇溶液进行反应，生成碱纤维素，然后加入一氯乙酸的乙醇溶液，反应体系缓慢升温进行醚化反应，再滴加盐酸溶液中和体系中剩余的氢氧化钠，同时用乙醇和过氧化氢溶液分两次洗涤反应物料，再经干燥、粉碎制得羧甲基纤维素钠，该方法简单、低成本、高产率、操作方便，产品外观为白色或微黄色粉末，纯度高，≥９９．０％，粘度较低，２２－４８ＭＰａ．ｓ，同时还具有取代均匀性好与优良的耐酸性能，可广泛用于食品饮料中作为乳化悬浮的稳定剂，起增稠作用，并能改善食品口感。

Preparation method of sodium carboxymethyl cellulose for food

The invention discloses a method for preparing low viscosity sodium carboxymethyl cellulose with a food, at the appropriate temperature and stirring conditions, the reaction with ethanol solution grinding pretreatment of wood pulp cellulose material with sodium hydroxide in a kneader, produced alkali cellulose ethanol solution, then adding chloroacetic acid, reaction slow heating system etherification reaction, adding hydrochloric acid and residual solution of sodium hydroxide, while using ethanol and hydrogen peroxide solution two times washing reaction materials, drying and crushing to prepare sodium carboxymethyl cellulose, the method is simple, low cost, high yield, easy operation, product appearance is white or slightly yellow powder, high purity, low viscosity, aged 99%, 22 and 48MPa.s, and also has good uniformity and replace excellent acid resistance The utility model can be widely used as a stabilizer for emulsion suspension in food and beverage, and has the effect of thickening and improving the taste of food.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子化学
，主要涉及。羧甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose)是天然纤维素经化学改性得到的 一种具有 醚结构的衍生物，由于酸式的水溶性较差，因而产品普遍制成钠盐，简称CMC。羧甲 基纤维素钠溶于水，能显著改善溶液粘度，具有增稠、乳化、分散、悬浮、保护胶体等 作用，生理无害，因此在食品、医药、日化、造纸、纺织等领域中得到广泛应用。其分 子的单位结构如下早在1918年，德国人E.Jansen首先制得羧甲基纤维素钠，并于1921年获准专利而 见诸于世，此后便在欧洲实现商业化生产。当时只为粗产品，用作胶体和粘结剂。 1936 1941年，羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当活跃，出现了几个相当有启发性的 专利。第二次世界大战期间，德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗漆剂中作为抗再沉积剂， 并作为某些天然胶的代用品，使CMC工业得到很大的发展。美国Hercules公司于1943 年为美国首次制成羧甲基纤维素钠，并于1946年生产精制的羧甲基纤维素钠产品，该 产品被认可为安全的食品添加剂。我国的食品工业正在蓬勃发展，人们对食品的要求也越来越高，这就必然促进了我国的 食品添加剂的丌发、生产和应用。食用CMC作为一种理想的食品添加剂被许多食品生产厂
技术介绍
成本高，醚化效率低，后处理技术 难度较大，导致产品的粘度较高，极大的限制了它的推广应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述的缺陷，使用经济成本较低的木浆纤维素为原料，使用捏合 法来制备目标产物。专利技术创新之处在于反应物料用低浓度乙醇水溶液洗涤，以达到提高 产品纯度的效果，并采用两次加过氧化氢来降低产品的粘度。所得产品粘度低，具有耐 酸性，可以应用于食品饮料工业中。为了实现上述目的，本专利技术的食品用羧甲基纤维素钠是通过碱化、醚化、中和洗涤、 离心、洗涤、离心、干燥及粉碎各工序依次进行而制成的，其制备过程中除特殊说明外，其中，份数均表示为重量份数，其百分比浓度均表示为重量百分比浓度，具体步骤如下A.先将100份木浆纤维素原料，与240 280份体积百分比浓度为92~96%的乙 醇溶剂和102-128份47~52%的氢氧化钠水溶液的混合液，上述三种反应物缓慢地加入 常规的捏合机中，其加入时间控制为10~20分钟，以控制其反应速率，在温度为20 40 'C和搅拌的条件下，进行碱化反应50 卯分钟，生成碱纤维素，其它工艺参数如下-1) .所述纤维素原料为切碎的木浆纤维素，上述切碎的木浆纤维素为l~100mm Xl 100mm的细片；2) .所用木浆纤维素的平均聚合度为300~1800，木浆纤维素的长度均为0.1-5mm;3) .所述木浆纤维素原料、乙醇溶剂与氢氧化钠水溶液三者的加入方式为同时 或分别加入两种方式中任意一种；B. 在贮有上述已生成碱纤维素物料的捏合机内，先缓慢加入82~102份65~75% 的一氯乙酸乙醇溶液，并将其加入时间为20~50分钟，以控制其反应速率，然后再边搅 拌缓慢升温至75 80'C下，再醚化反应50~100分钟后，降温出料，即制得羧甲基纤维 素钠的粗制品；C. 先将上述制得的粗制品，用2800 4000份体积百分比浓度为70~76%的乙醇 水溶液洗涤35 45分钟，同时采用3-7份15~30%盐酸中和剩余的氢氧化钠，在洗涤的 同时另加入6~12份27.5%的过氧化氢水溶液，经离心设备分离出乙醇水溶液，离心后 的物料再用2800-4000份体积百分比浓度为70~76%的乙醇水溶液洗涤35~45分钟，同 时加入6~12份27.5%的过氧化氢水溶液，采用两次使用过氧化氢参与洗涤，能够进一歩降低其产物粘度，经离心分离出的乙醇水溶液经回收处理后循环使用，每次洗涤后的 混合物所采用的离心设备为卧式螺旋沉降离心机；D.经两次洗涤离心后的产物，最后再经干燥及粉碎工序制得白色或微黄色粉末， 即为食品用羧甲基纤维素钠，其产物按质量分数2%水溶液，以Brookfield型粘度计测 其粘度为20~50mPa.s，该粘度范围达到食品饮料的需求。 涉及的反应方程式如下(1) 碱化反应n + nNaOH ~^ n + nH20(2) 醚化反应C1CH2C00H + NaOH ~— ClCH2COONa + H20n + nClCH2COONa ~ ^ n + nNaCl 本专利技术的优点是由于使用低成本与其聚合度范围较宽(300~1800)的木浆纤维素为 原料，以及仅采用一种价格低、易回收、并能循环使用的乙醇作为本制备方法中唯一的 反应介质，因而使本方法极大的降低生产总成本；本制备方法是采用将木浆切碎成1~100 mmXl 100mm的细片，以达到提高取代均匀性好的目的，分两次洗涤并离心出乙醇水 溶液用以提高所得物料的纯度，具体为》99%,在洗涤的同时两次加入易分解的过氧化 氢来降低产品粘度，以及采用控制加料的时间来影响反应的速度等措施，最终使经碱化、 醚化反应后的产物取代均匀性好；本制备方法简单、操作方便，可用常规设备；所得产 品具有粘度较低、纯度高、取代均匀性好与耐酸性等优良特性，能广泛用于各类食品饮 料中作为乳化、悬浮的稳定剂，起增稠与改善食品口感作用。附图说明图1为本专利技术的生产工艺流程图。 具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但是实施例并不限制本专利技术。 实施例l,:在20'C的反应条件下，在20分钟内将经粉碎预处理的100份且聚合度为1000的木 浆纤维素加入240份94%(体积)乙醇溶剂和102份52%氢氧化钠的混合溶液中，搅拌条 件下碱化反应50分钟，然后在50分钟内均匀加入95份65%的一氯乙酸的乙醇溶液，搅拌升温到8(TC，醚化反应50分钟，降温出料；用3000份76%的乙醇水溶液洗涤35 分钟，同时采用15%盐酸溶液3份中和剩余的氢氧化钠，在洗涤时加入7份27.5%的过 氧化氢水溶液，离心分离出乙醇水溶液，再用4000份70%(体积)的乙醇水溶液洗涤45 分钟，洗涤的同时加入10份27.5%过氧化氢水溶液，乙醇水溶液离心分离，最终的反应 物料经干燥、粉碎等过程得到白色(微黄色)粉末，即为目标产物羧甲基纤维素钠。将上述实施例制得的产品按质量分数2%水溶液、以Brookfidd型粘度计测粘度。其 余项目按《食品添加剂羧甲基纤维素钠》GB1904-2005标准测定，结果如下表所示。<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例2:在40'C的反应条件下，在10分钟内，将经粉碎预处理的100份且聚合度为1000 的木浆纤维素加入280份94% (体积)乙醇溶剂和128份47%氢氧化钠的混合溶液中， 搅拌条件下碱化反应90分钟，然后在20分钟内均匀加入88份75%的一氯乙酸的乙醇 溶液，搅拌升温到75'C,醚化反应100分钟，降温出料；用2800份74% (体积)的乙 醇水溶液洗涤40分钟，同时采用30%盐酸溶液7份中和剩余的氢氧化钠，在洗涤时加 入9份27.5%的过氧化氢水溶液，离心分离出乙醇水溶液，再用3800份72% (体积) 的乙醇水溶液洗涤45分钟，洗涤的同时加入1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种食品用羧甲基纤维素钠的制备方法，该方法通过碱化、醚化、中和洗涤、离心、洗涤、离心、干燥及粉碎各工序依次进行而制成的，其制备过程中除特殊说明外，其中，份数均表示为重量份数，其百分比浓度均表示为重量百分比浓度，　其特征在于，包括以下具 体步骤：　Ａ．先将１００份木浆纤维素原料，与２４０～２８０份体积百分比浓度为９２～９６％的乙醇溶剂和１０２～１２８份４７～５２％的氢氧化钠水溶液的混合液，上述三种反应物缓慢地加入常规的捏合机中，其加入时间控制为１０～２０分钟，以控制其 反应速率，在温度为２０～４０℃和搅拌的条件下，进行碱化反应５０～９０分钟，生成碱纤维素；　Ｂ．在贮有上述已生成碱纤维素物料的捏合机内，先缓慢加入８２～１０２份６５～７５％的一氯乙酸乙醇溶液，并将其加入时间为２０～５０分钟，以控制其反应 速率，然后再边搅拌缓慢升温至７５～８０℃下，再醚化反应５０～１００分钟后，降温出料，即制得羧甲基纤维素钠的粗制品；　Ｃ．先将上述制得的粗制品，用２８００～４０００份体积百分比浓度为７０～７６％的乙醇水溶液洗涤３５～４５分钟，同时采用３ －７份１５～３０％盐酸中和剩余的氢氧化钠，在洗涤的同时另加入６～１２份２７．５％的过氧化氢水溶液，经离心设备分离出乙醇水溶液，离心后的物料再用２８００～４０００份体积百分比浓度为７０～７６％的乙醇水溶液洗涤３５～４５分钟，同时加入６～１２份２７．５％的过氧化氢水溶液，经离心分离出的乙醇水溶液经回收处理后循环使用；　Ｄ．经两次洗涤离心后的产物，最后再经干燥及粉碎工序制得白色或微黄色粉末，即为食品用羧甲基纤维素钠。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁长光，朱宏彬，袁和平，丁长银，张强，聂熙金，
申请(专利权)人：上海长光企业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]