專利名稱：：一種食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子化學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及一種食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法。
背景技術(shù)：
：羧甲基纖維素鈉，簡(jiǎn)稱CMC,是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)化學(xué)改性得到的一種水溶性的離子型醚。它的水溶液有增稠、粘結(jié)成膜、保持水分、乳化及懸浮作用，隨著市場(chǎng)對(duì)CMC質(zhì)量的不斷提高，對(duì)CMC粘度需求的不同，使其逐漸分成高、中、低、超低等不同粘度范圍的多種型號(hào)產(chǎn)品。超低粘度型CMC產(chǎn)品主要用于食品、飲料、紡織、造紙等行業(yè)。目前CMC的工業(yè)化生產(chǎn)主要有以下三種方法水媒法、溶媒法和溶液法。水煤法是最早工業(yè)化的生產(chǎn)方法，以水溶液為反應(yīng)介質(zhì)。盡管方法比較古老，兼有某些缺點(diǎn)，但工藝流程和設(shè)備較為簡(jiǎn)單，產(chǎn)品可用于石油，紡織及洗滌劑方面。溶媒法，又稱有機(jī)溶劑法，即利用惰性有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，在反應(yīng)釜或捏合機(jī)內(nèi)，使纖維素與氫氧化鈉和反應(yīng)試劑充分混合進(jìn)行堿化和醚化反應(yīng)來(lái)制備羧甲基纖維素鈉，但也存在醚化效率低，產(chǎn)品粘度高等缺陷。溶液法，也是早期纖維素的制備方法，由于溶劑回收和經(jīng)濟(jì)上的原因，溶液法制備羧甲基纖維素鈉仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。由于很多生產(chǎn)制備中采用纖維素漿粕或木漿纖維素的性能較差，因此制得的產(chǎn)品粘度高，顏色發(fā)黃，純度也不高，難以在食品飲料工業(yè)上應(yīng)用。在相似的工藝條件下進(jìn)行生產(chǎn)，也存在精制棉原材料價(jià)格高，產(chǎn)品取代均勻性差的不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服上述報(bào)道之不足，提出一種食品用低粘度羧甲基纖維素鈉的制備方法，所得產(chǎn)品粘度較低，耐酸性能優(yōu)異，可作為食品工業(yè)中乳化、懸浮的穩(wěn)定劑。本發(fā)明的食品用羧甲基纖維素鈉是通過(guò)堿化、醚化、中和洗滌、離心、洗漆、離心、干燥及粉碎各工序依次進(jìn)行而制成的，其制備過(guò)程中除特殊說(shuō)明外，其中，份數(shù)均表示為重量份數(shù)，其百分比濃度均表示為重量百分比濃度，具體步驟如下A.先將100份纖維素原料，與180300份體積百分比濃度為92~96%的乙醇溶劑和106~162份47~52%的氫氧化鈉水溶液的混合液，上述三種反應(yīng)物緩慢地加入常規(guī)的捏合機(jī)中，其加入時(shí)間控制為1020分鐘，在溫度為2040"C和攪拌的條件下，進(jìn)行堿化反應(yīng)50100分鐘，生成堿纖維素，其它工藝參數(shù)如下1).所述纖維素原料為切碎的木漿纖維素與精制棉纖維素的混合物，上述切碎的木漿纖維素為1-100mmXl~100mm的細(xì)片；2).所述纖維素原料為切碎的木漿纖維素與精制棉纖維素的混合比為0.251.5:1;3).所用木漿纖維素與精制棉纖維素的平均聚合度均為300~2000，木漿與精制棉纖維素的長(zhǎng)度均為0.15mm;4).所述纖維素混合原料、乙醇溶劑與氫氧化鈉水溶液三者的加入方式為同時(shí)或分別加入兩種方式中任意一種；B.在貯有上述已生成堿纖維素物料的捏合機(jī)內(nèi)，先緩慢加入115~143份65~75%的一氯乙酸乙醇溶液，并將其加入時(shí)間控制為20~60分鐘，然后再加入18~36份47~52%氫氧化鈉水溶液，并邊攪拌緩慢升溫至758(TC下，再醚化反應(yīng)40~100分鐘后，降溫出料，即制得羧甲基纖維素鈉的粗制品；C.先將上述制得的粗制品，用4~34份15~25%醋酸中和剩余的氫氧化鈉，然后再用20003000份體積百分比濃度為70~76%的乙醇水溶液共兩次洗滌其產(chǎn)物，在洗滌的同時(shí)分一次或兩次加入2~10份27.5%的過(guò)氧化氫水溶液，用作進(jìn)一步降低其產(chǎn)物粘度，每次洗滌時(shí)間均為35~45分鐘，每次洗滌后的混合物均通過(guò)離心設(shè)備分離出乙醇水溶液，該溶液經(jīng)回收處理循環(huán)使用，通過(guò)兩次洗滌離心后的產(chǎn)物，即為低粘度的羧甲基纖維素鈉；該方法的最佳方案為先將上述制得的粗制品，用20003000份體積百分比濃度為70~76%的乙醇水溶液洗滌35~45分鐘，同時(shí)采用4~34份15~25%醋酸中和剩余的氫氧化鈉，離心分離出乙醇水溶液，離心后的物料再用2000~3000份體積百分比濃度為70~76%的乙醇水溶液洗滌35~45分鐘，同時(shí)加入2~10份27.5%的過(guò)氧化氫水溶液，離心分離出的乙醇水溶液經(jīng)回收處理后循環(huán)使用；所述的離心設(shè)備為三足式離心機(jī)或臥式螺旋沉降離心機(jī)中任意一種；D.經(jīng)兩次洗滌離心后的產(chǎn)物，最后再經(jīng)干燥及粉碎工序制得白色或微黃色粉末，即為食品用羧甲基纖維素鈉，其產(chǎn)物按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%水溶液，以NDJ-79型粘度計(jì)測(cè)其粘度為70240mPa.s，該粘度范圍達(dá)到食品飲料的需求；本發(fā)明的制備方法是采用分兩次加入氫氧化鈉水溶液，其第一次的加入量是總量的75~92%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)該方法提出了使用低成本的木漿纖維素和精制棉纖維素的混合物為原料，而且可選用其聚合度范圍較寬的纖維素為原料，僅采用一種價(jià)格低、易回收、并能循環(huán)使用的乙醇作為本制備方法中唯一的反應(yīng)介質(zhì)，上述三點(diǎn)可有效的降低生產(chǎn)總成本；本制備方法是采用分兩次加入氫氧化鈉水溶液，兩次用乙醇水溶液洗漆，用以提高所得物料的純度，具體為》98%,在洗滌的同時(shí)分一次或兩次加入易分解的過(guò)氧化氫來(lái)降低產(chǎn)品粘度，具體為70-240mp.s，以及采用控制加料的時(shí)間來(lái)影響反應(yīng)的速度等措施，最終使經(jīng)堿化、醚化反應(yīng)后的產(chǎn)物得率高；本制備方法簡(jiǎn)單、操作方便，可用常規(guī)設(shè)備；所得產(chǎn)品具有粘度較低、純度高、取代均勻性好與耐酸性等優(yōu)良特性，能廣泛用于各類食品飲料中作為乳化、懸浮的穩(wěn)定劑，起增稠作用。圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但是實(shí)施例并不限制本發(fā)明。實(shí)施例1:在捏合機(jī)3(TC的溫度時(shí)，將平均聚合度為300的30份木槳和70份精制棉在20分鐘均勻加入到136份47%的氫氧化鈉水溶液和250份96%(體積)乙醇的混合溶液中，并在攪拌下堿化反應(yīng)80分鐘；40分鐘內(nèi)緩慢加入140份65%的一氯乙酸乙醇溶液，再在10分鐘均勻加入34份47%氫氧化鈉水溶液，緩慢升溫到7『C，攪拌條件醚化反應(yīng)40分鐘，降溫出料；滴加20%的醋酸11份中和體系中剩余的氫氧化鈉，用2000份76%(體積)的乙醇水溶液洗滌40分鐘，同時(shí)加入4份27.5%的過(guò)氧化氫水溶液，離心分離出乙醇水溶液，離心后的物料再次用3000份70%(體積)的乙醇水溶液洗滌45分鐘，離心分離出的乙醇水溶液經(jīng)回收處理后循環(huán)使用。反應(yīng)物料再經(jīng)干燥、粉碎等過(guò)程得到羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。將上述實(shí)施例制得的產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%水溶液、以NDJ-79型型粘度計(jì)測(cè)粘度。其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，結(jié)果如下表所示。產(chǎn)品質(zhì)量如下表:粘度mpa.s取代度純度％PH水分％酸粘比實(shí)施例11601.0298.77.090.85實(shí)施例2:6在捏合機(jī)2(TC溫度時(shí)，將平均聚合度均為1000的20份木漿和80份精制棉在15分鐘均勻加入160份47%氫氧化鈉水溶液和300份95%(體積)乙醇的混合溶液中，并在攪拌下堿化反應(yīng)100分鐘；60分鐘內(nèi)緩慢加入75%的一氯乙酸乙醇溶液124份，再在5分鐘均勻加入20份47%氫氧化鈉水溶液，緩慢升溫到75°C，攪拌條件醚化反應(yīng)100分鐘，降溫出料；滴加15%的醋酸34份中和多余的氫氧化鈉，用2500份74%(體積)的乙醇水溶液洗滌45分鐘，同時(shí)加入27.5%的過(guò)氧化氫水溶液10份，離心分離出乙醇水溶液，離心后的物料再次用2000份72%(體積)的乙醇水溶液洗滌40分鐘，離心分離出乙醇水溶液經(jīng)回收處理后循環(huán)使用，再經(jīng)干燥、粉碎等過(guò)程就得到羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。將上述實(shí)施例制得的產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%水溶液、以NDJ-79型型粘度計(jì)測(cè)粘度。其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，結(jié)果如下表所示。產(chǎn)品質(zhì)量如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3:在捏合機(jī)40'C溫度時(shí)，將平均聚合度均為2000的精制棉40份和木漿60份在10分鐘均勻加入128份52%氫氧化鈉水溶液和180份92%(體積)乙醇的混合溶液中，并在攪拌下堿化反應(yīng)50分鐘，在20分鐘再緩慢加入132份65%的一氯乙酸乙醇溶液，再在10分鐘均勻加入18份52%氫氧化鈉水溶液，緩慢升溫到80'C下攪拌醚化反應(yīng)70分鐘，降溫出料；滴加25%的醋酸4份中和多余的氫氧化鈉，用70%(體積)的乙醇水溶液1800份洗滌45分鐘，同時(shí)加入27.5%的過(guò)氧化氫水溶液2份，離心分離出乙醇水溶液，離心后的物料再次用2200份72%(體積)的乙醇水溶液洗滌35分鐘，離心分離出乙醇水溶液，產(chǎn)品經(jīng)干燥、粉碎等過(guò)程得到羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品。將上述實(shí)施例制得的產(chǎn)品按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%水溶液、以NDJ-79型型粘度計(jì)測(cè)粘度。其余項(xiàng)目按《食品添加劑羧甲基纖維素鈉》GB1904-2005標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，結(jié)果如下表所示。產(chǎn)品質(zhì)量如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>綜上所述，按照本發(fā)明制備方法獲得的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品不僅純度較高，而且由于其粘度較低，適合在食品飲料工業(yè)上應(yīng)用，用于改善食品口感，起增稠作用。權(quán)利要求1、一種食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，該方法是通過(guò)堿化、醚化、中和洗滌、離心、洗滌、離心、干燥及粉碎各工序依次進(jìn)行而制成的，其制備過(guò)程中除特殊說(shuō)明外，其中，份數(shù)均表示為重量份數(shù)，其百分比濃度均表示為重量百分比濃度，其特征在于，該方法具體進(jìn)一步包括如下步驟A.所述的堿化為先將100份纖維素原料，與180～300份體積百分比濃度為92～96％的乙醇溶劑和106～162份47～52％的氫氧化鈉水溶液的混合液，上述三種反應(yīng)物緩慢地加入常規(guī)的捏合機(jī)中，其加入時(shí)間控制為10～20分鐘，在溫度為20～40℃和攪拌的條件下，進(jìn)行堿化反應(yīng)50～100分鐘，生成堿纖維素；B.所述的醚化是在貯有上述已生成堿纖維素物料的捏合機(jī)內(nèi)，先緩慢加入115～143份65～75％的一氯乙酸乙醇溶液，并將其加入時(shí)間控制為20～60分鐘，然后再加入18～36份47～52％氫氧化鈉水溶液，并邊攪拌緩慢升溫至75～80℃下，再醚化反應(yīng)40～100分鐘后降溫出料，即制得羧甲基纖維素鈉的粗制品；C.所述的中和洗滌、離心、洗滌、離心是先將上述制得的粗制品，用4～34份15～25％醋酸中和剩余的氫氧化鈉，然后再用2000～3000份體積百分比濃度為70～76％的乙醇水溶液共兩次洗滌其產(chǎn)物，在洗滌的同時(shí)分一次或兩次加入2～10份27.5％的過(guò)氧化氫水溶液，每次洗滌時(shí)間均為35～45分鐘，每次洗滌后的混合物均通過(guò)離心設(shè)備分離出乙醇水溶液，該溶液經(jīng)回收處理循環(huán)使用，通過(guò)兩次洗滌離心后的產(chǎn)物，即為低粘度的羧甲基纖維素鈉；D.最后，經(jīng)兩次洗滌離心后的產(chǎn)物，再經(jīng)干燥及粉碎工序制得白色或微黃色粉末，即為食品用羧甲基纖維素鈉。2，如權(quán)利要求l所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟A中，纖維素原料為切碎的木漿纖維素與精制棉纖維素的混合物，上述切碎的木漿纖維素為1-100mmXl100mm的細(xì)片。3，如權(quán)利要求1所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟A中，纖維素原料為切碎的木漿纖維素與精制棉纖維素的混合比為0.25~1.5:1。4，如權(quán)利要求1所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟A中，所用木漿纖維素與精制棉纖維素的平均聚合度均為300~2000，木漿與精制棉纖維素的長(zhǎng)度均為0.1~5mm。5，如權(quán)利要求l所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟A中，所述纖維素混合原料、乙醇溶劑與氫氧化鈉水溶液三者的加入方式為同時(shí)或分別加入兩種方式中任意一種。6，如權(quán)利要求1所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟C，是先將上述制得的粗制品，用20003000份體積百分比濃度為70~76%的乙醇水溶液洗滌35~45分鐘，同時(shí)采用4~34份1525%醋酸中和剩余的氫氧化鈉，離心分離出乙醇水溶液，離心后的物料再用20003000份體積百分比濃度為70~76%的乙醇水溶液洗滌3545分鐘，同時(shí)加入2~10份27.5%的過(guò)氧化氫水溶液，離心分離出的乙醇水溶液經(jīng)回收處理后循環(huán)使用。7，如權(quán)利要求1或6所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的離心設(shè)備為三足式離心機(jī)或臥式螺旋沉降離心機(jī)中任意一種。8，如權(quán)利要求l所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟A和B中，是采用分兩次加入氫氧化鈉水溶液，其第一次的加入量是總量的75~92%。9，如權(quán)利要求l所述的食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，其特征在于，所述的步驟D中，最后產(chǎn)物的粘度按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%水溶液，以NDJ-79型粘度計(jì)測(cè)定。全文摘要本發(fā)明涉及一種食品用羧甲基纖維素鈉的制備方法，該方法主要將100份木漿與精制棉按混合比為0.25-1.5∶1的混合纖維素原料，與乙醇溶劑和氫氧化鈉水溶液的三種物料加入捏合機(jī)中，在20-40℃和攪拌條件下堿化反應(yīng)50-100分鐘后，然后分別緩慢加入一氯乙酸乙醇溶液、氫氧化鈉水溶液，在75-80℃攪拌條件下進(jìn)行醚化反應(yīng)40-100分鐘后降溫出料；所得物料用醋酸中和，同時(shí)用乙醇水溶液分兩次洗滌，在洗滌的同時(shí)分一次或兩次加入過(guò)氧化氫水溶液等步驟制得羧甲基纖維素鈉。本制備方法簡(jiǎn)單、低成本、高產(chǎn)率、操作方便；其產(chǎn)品粘度較低，價(jià)格低，廣泛用于各類食品飲料中作為乳化、懸浮的穩(wěn)定劑，起增稠作用。文檔編號(hào)A23L1/052GK101455286SQ20081003560公開(kāi)日2009年6月17日申請(qǐng)日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日發(fā)明者丁長(zhǎng)光,丁長(zhǎng)銀,強(qiáng)張,朱宏彬,聶熙金,袁和平申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)光企業(yè)發(fā)展有限公司