Eigenschaften und Produkteinführung von Natriumcarboxymethylcellulose

Natriumcarboxymethylcellulose, auch Carboxymethylcellulose (CMC) genannt, ist eine Art hochpolymerer Faserether, der durch chemische Modifikation natürlicher Cellulose hergestellt wird. Seine Struktur besteht hauptsächlich aus D-Glucose-Einheiten über β (1→4). Die Schlüssel sind miteinander verbunden.

CMC ist ein weißes oder milchig-weißes faseriges Pulver oder Granulat mit einer Dichte von 0,5–0,7 g/cm3, nahezu geruchlos, geschmacklos und hygroskopisch. Lässt sich leicht in Wasser dispergieren und bildet eine transparente kolloidale Lösung, die in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol unlöslich ist. Der pH-Wert einer 1 %igen wässrigen Lösung beträgt 6,5–8,5. Wenn der pH-Wert > 10 oder < 5 ist, nimmt die Viskosität des Schleims deutlich ab, und die Leistung ist am besten, wenn der pH-Wert = 7. Die Viskosität ist hitzebeständig, steigt unter 20 °C schnell an und ändert sich langsam bei 45 °C. Langfristiges Erhitzen über 80 °C kann das Kolloid denaturieren und die Viskosität und Leistung erheblich verringern. Es ist in Wasser leicht löslich und die Lösung ist transparent; Es ist in alkalischer Lösung sehr stabil, hydrolysiert jedoch leicht, wenn es auf Säure trifft. Bei einem pH-Wert von 2 bis 3 fällt es aus und reagiert auch mit mehrwertigen Metallsalzen.

Strukturformel: C6H7(OH)2OCH2COONa Summenformel: C8H11O5Na

Die Hauptreaktion ist: Die natürliche Cellulose erfährt zunächst eine Alkalisierungsreaktion mit NaOH, und bei Zugabe von Chloressigsäure geht der Wasserstoff an der Hydroxylgruppe der Glucoseeinheit eine Substitutionsreaktion mit der Carboxymethylgruppe in der Chloressigsäure ein. Aus der Strukturformel ist ersichtlich, dass an jeder Glucoseeinheit drei Hydroxylgruppen vorhanden sind, nämlich C2-, C3- und C6-Hydroxylgruppen. Der Wasserstoff an jeder Hydroxylgruppe ist durch Carboxymethyl ersetzt, was als Substitutionsgrad von 3 definiert ist. Der Substitutionsgrad von CMC wirkt sich direkt auf die Löslichkeit, Emulgierung, Verdickung, Stabilität, Säurebeständigkeit und Salzbeständigkeit von ausCMC .

Es wird allgemein angenommen, dass die Emulgierleistung besser ist, wenn der Substitutionsgrad etwa 0,6–0,7 beträgt, und dass sich mit zunehmendem Substitutionsgrad auch andere Eigenschaften entsprechend verbessern. Wenn der Substitutionsgrad größer als 0,8 ist, werden seine Säurebeständigkeit und Salzbeständigkeit deutlich verbessert. .

Darüber hinaus wurde oben auch erwähnt, dass an jeder Einheit drei Hydroxylgruppen vorhanden sind, nämlich die sekundären Hydroxylgruppen von C2 und C3 und die primäre Hydroxylgruppe von C6. Theoretisch ist die Aktivität der primären Hydroxylgruppe größer als die der sekundären Hydroxylgruppe, aber entsprechend der Isotopenwirkung von C, der -OH-Gruppe auf C2, ist ihre Aktivität saurer, insbesondere in der Umgebung starker Alkalien ist stärker als C3 und C6 und daher anfälliger für Substitutionsreaktionen, gefolgt von C6, wobei C3 am schwächsten ist.

Tatsächlich hängt die Leistung von CMC nicht nur vom Substitutionsgrad ab, sondern auch von der Gleichmäßigkeit der Verteilung der Carboxymethylgruppen im gesamten Cellulosemolekül und der Substitution der Hydroxymethylgruppen in jeder Einheit durch C2, C3 und C6 jedes Molekül. im Zusammenhang mit der Einheitlichkeit. Da es sich bei CMC um eine hochpolymerisierte lineare Verbindung handelt und ihre Carboxymethylgruppe im Molekül inhomogen substituiert ist, haben die Moleküle unterschiedliche Orientierungen, wenn die Lösung stehen gelassen wird, und die Länge des linearen Moleküls ist unterschiedlich, wenn in der Lösung eine Scherkraft wirkt . Die Achse neigt dazu, sich in Strömungsrichtung zu drehen, und diese Tendenz wird mit zunehmender Scherrate stärker, bis die endgültige Ausrichtung vollständig erreicht ist. Diese Eigenschaft von CMC wird Pseudoplastizität genannt. Die Pseudoplastizität von CMC begünstigt die Homogenisierung und den Pipeline-Transport und schmeckt in flüssiger Milch nicht zu fettig, was die Freisetzung von Milcharoma begünstigt. .

Um CMC-Produkte verwenden zu können, müssen wir die wichtigsten Parameter wie Stabilität, Viskosität, Säurebeständigkeit und Zähigkeit gut kennen. Erfahren Sie, wie wir das richtige Produkt auswählen.

Niedrigviskose CMC-Produkte haben einen erfrischenden Geschmack, eine niedrige Viskosität und fast kein dickflüssiges Gefühl. Sie werden vor allem in speziellen Soßen und Getränken verwendet. Auch gesunde orale Flüssigkeiten sind eine gute Wahl.

Mittelviskose CMC-Produkte werden hauptsächlich in festen Getränken, gewöhnlichen Proteingetränken und Fruchtsäften verwendet. Die Wahl hängt von den persönlichen Gewohnheiten der Ingenieure ab. Zur Stabilität von Milchgetränken hat CMC viel beigetragen.

Hochviskose CMC-Produkte haben einen relativ großen Anwendungsbereich. Im Vergleich zu Stärke, Guarkernmehl, Xanthangummi und anderen Produkten ist die Stabilität von CMC immer noch relativ offensichtlich, insbesondere bei Fleischprodukten ist der Wasserretentionsvorteil von CMC offensichtlicher! Auch unter den Stabilisatoren für Speiseeis ist CMC eine gute Wahl.

Die Hauptindikatoren zur Messung der Qualität von CMC sind der Substitutionsgrad (DS) und die Reinheit. Im Allgemeinen sind die Eigenschaften von CMC unterschiedlich, wenn der DS unterschiedlich ist; Je höher der Substitutionsgrad, desto stärker die Löslichkeit und desto besser die Transparenz und Stabilität der Lösung. Berichten zufolge ist die Transparenz von CMC besser, wenn der Substitutionsgrad 0,7–1,2 beträgt, und die Viskosität seiner wässrigen Lösung ist am höchsten, wenn der pH-Wert 6–9 beträgt.

Um die Qualität sicherzustellen, müssen neben der Wahl des Veretherungsmittels auch einige Faktoren berücksichtigt werden, die den Substitutionsgrad und die Reinheit beeinflussen, wie z. B. das Verhältnis zwischen der Menge an Alkali und dem Veretherungsmittel, die Veretherungszeit und der Wassergehalt in das System, Temperatur, DH-Wert, Lösungskonzentration und Salz usw.

Die Qualität der CMC-Fertigprodukte hängt hauptsächlich von der Lösung des Produkts ab. Wenn die Lösung des Produkts klar ist, wenige Gelpartikel, freie Fasern und schwarze Flecken von Verunreinigungen vorhanden sind, ist die Qualität von CMC grundsätzlich gut. Wenn die Lösung einige Tage stehen bleibt, erscheint die Lösung nicht. Weiß oder trüb, aber dennoch sehr klar, das ist ein besseres Produkt!