羧甲基纤维素钠培训资料课件
羧甲基纤维素钠
制备方法
水媒法
溶媒法
水媒法
水媒法是一种较早的工业生产工艺，该方法是将碱纤维素与醚化剂在游离碱和水的条件下进行反应。碱化和 醚化过程中，体系中没有有机介质。水媒法设备要求较为简单，投资少、成本低。缺点是缺乏大量液体介质，反 应产生的热量使温度升高，加快了副反应的速度，导致醚化效率低，产品质量差等。该方法用于制备中低档CMCNa产品，如洗涤剂、纺织上浆剂等。
羧甲基纤维素钠也是增稠剂的一种，由于其本身具有良好的功能特性使其在食品工业得到了广泛的应用，它 也在一定程度上推动了食品工业快速健康的发展。如由于其具有一定的增稠乳化作用，可以用于稳定酸乳饮料并 可增加酸奶体系的黏稠性；由于其具有一定的亲水性和复水性，可以用于改进面包和馒头等面食的食用品质，延 长面食制品的货架期、提升口感；由于其具有一定的凝胶作用，有利于食品更好地形成凝胶，因此能够用于制造 果冻和果酱等；其也可以作为可食性的涂膜材料，与其他增稠剂复配使用，涂抹在一些食品表面，可最大程度地 使食品保鲜，且由于是可食性材料，对人体健康不会造成不良影响。因此，食用级的CMC-Na作为一种理想的食品 添加剂，在食品工业的食品生产中应用非常普遍。
（2）在馒头制作中的应用
羧甲基纤维素钠添加量对小麦馒头面团中的pH值影响不大，研究表明羧甲基纤维素钠能有效改善小麦馒头的 质构，有效降低馒头的硬度、黏着性、咀嚼性，且羧甲基纤维素钠添加量为0.06%~0.08%时，各质构指标表现的 最好。而现在羧甲基纤维素钠在馒头中的应用还较少，这也为其应用于新的领域提供了可能，可增加它的应用范 围。
而含有果粒的酸性乳饮料是在乳饮料中添加一定量的果粒，同样需加入稳定剂来稳定体系。试验得出，酸性 含乳饮料以CMC-Na为主要的稳定剂。当复合稳定剂中CMC-Na占0.4%，果胶为0.14%时体系稳定性较好。
羧甲基纤维素
羧甲基纤维素一、名称：1. 化学名称：羧甲基纤维素钠，又称羧甲基纤维素2. 英文全称：Carboxymethyl Cellulose3. 英文简称：CMC二、分子式：[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n三、制备：CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化反应以及碱纤维素和一氯乙酸的醚化反应。
碱化: [C6H7O2(OH) 3] n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nH2O醚化: [C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ] n + nNaCl三、物理性质：外观为白色或微黄色絮状纤维粉未或白色粉未，无嗅无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成胶状，溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。
有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在PH值2～10稳定，PH低于2，有固体析出，PH值高于10粘度降低。
变色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶液表面张力71mn/n。
常用钠盐。
白色絮状粉末，无臭，无味，无毒。
易溶于水，形成透明胶状液，溶液呈中性。
对光、热稳定。
有吸湿性。
不溶于酸、甲酚、乙醇、丙酮、氯仿、苯等，难溶于甲醇、乙醚。
有羧甲基取代基的纤维素衍生物，用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素，再与一氯醋酸反应制得。
构成纤维素的葡萄糖单位有3个可被置换的羟基，因此可获得不同置换度的产品。
平均每1g干重导人1mmol羧甲基者，在水及稀酸中不溶解，但能膨润，用于离子交换层析。
羧甲基pKa在纯水中约为4，在0.5mol/L NaCl中约为3.5，是弱酸性阳离子交换剂，通常于pH4以上用于中性和碱性蛋白质的分离。
40％以上羟基为羧甲基置换者可溶于水形成稳定的高黏度胶体溶液。
制药业选用适当黏度CMC作片剂的黏合剂、崩解剂，混悬剂的助悬剂等。
羧甲基纤维素钠
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• CMC 牙膏用
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• CMC 食品添加剂
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• CMC 用途广泛
• 1、建筑、陶瓷行业 • 建筑涂料：分散作用良好、涂层分布均匀；不分层，稳定
性能好；增稠效果良好，可调节涂料粘度。 • 陶瓷工业：用作毛坯粘合剂，提高陶土的可塑性；持久釉
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• CMC 聚合度和粘度
• 聚合度指纤维素链的长度，决定着粘度的大小。纤维素链 越长粘度越大，NaCMC 溶液也是如此。
• CMC 粘度 • NaCMC 溶液是非牛顿液体， 当剪切力增强时其
表观粘度降低。在搅拌停止后，粘度成比例增加 直到保持稳定。也就是说，溶液具有触变性。
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• 1、CMC水溶液保存：低温或日光照射下稳定，但因温度 变化会造成溶液酸碱性变化。紫外线照射或微生物影响下， 会引起溶液粘度下降甚至腐败，如需长期保存，需加入适 宜的防腐剂。
• 2、CMC水溶液配制方法：先使粒子均匀湿润，能显著增 加溶解速度。
• 3、CMC具有吸湿性，保存时应注意防潮。 • 4、锌、铜、铅、铝、银、铁、锡、铬等重金属盐类能使
CMC发生沉淀。 • 5、水溶液在PH2.5以下发生沉淀，可加碱中和后恢复。
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• 羧甲基纤维素CMC 产品特性
• 6、钙、镁及食盐等盐类虽然对CMC不起沉淀作用，但会 降低溶液粘度。
• 7、CMC与其它水溶性胶类及软化剂、树脂等均有相溶性。 • 8、CMC因加工不同，外观可为细粉、粗粒或纤维状，与
体保护、乳化及悬浮。
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• 羧甲基纤维素CMC 化学反应
CMC产品培训
CMC应用领域
2. CMC在医药的用途 • 在医药工业中可作针剂的乳化稳定剂，片剂的粘结剂和成膜剂。有人 经基础及动物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体。用CMC作膜 材料，研制的中药养阴生肌散的改造剂型— —养阴生肌膜，能用于皮 肤磨削手术创面和外伤性创面。动物模型研究表明，该膜防止创面感 染，与纱布敷料无明显差异，在控制创面组织液渗出与创面快速愈合 上，此膜明显优于纱布敷料，并有减轻术后水肿和创面刺激作用。用 聚乙烯醇：羧甲基纤维素钠：聚羧乙烯按3：6：1的比例制成的膜剂 为最佳处方，粘附性及释放速率均增加，在增加粘膜粘附缓释膜剂的 粘附力，延长制剂在口腔内的滞留时间及制剂中药物的药效都有明显 提高 。丁哌卡因为强效局部麻醉药，但它中毒时有时可产生较为严重 的心血管副反应，故临床上在广泛应用丁哌卡因的同时，对其毒性反 应的防治研究一直较为重视。药剂研究显示，CIVIC作为缓释物质与 丁哌卡因溶液进行配制可显著降低药物的副作用。在PRK手术中，采 用低浓度地卡因与非甾体类抗炎药联合CMC可明显缓解术后疼痛。预 防腹部手术后腹膜粘连、减少肠梗阻的发生是临床外科最关注的问题 之一。有研究表明，CMC减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明 质酸钠，可作为一种有效的方法来防止腹膜粘连的发生。CMC用于治 疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药中，可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞 留时间，增强抗肿瘤的力，提高治疗效果。在动物医学上，CMC也有 广泛的用途。有报道[3]指出，向母羊腹腔内滴注1%CMC溶液来预防 家畜难产、生殖道手术后发生腹部粘连有显著效果。
二、CMC生产工艺流程
• CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化 反应以及碱纤维素和一氯乙酸的醚化反应。 • 传统水媒法 • 用18%～19%的碱液喷人捏合机中，在30～35℃下使精制 棉碱化生成碱纤维素，然后用固体氯乙酸钠进行捏合醚化。 前1～2h温度控制在35℃以下；后1h温度控制在45～55℃。 再经一段时间熟化(使醚化完全)后干燥、粉碎得成品。 • 溶媒法 • 精制棉于捏合机中，碱液按一定的流量喷入捏合机中，使 纤维素充分膨化，同时加入适量的乙醇，碱化温度控制在 30～40℃，时间15～25min。碱化完全后喷入氯乙酸乙醇 溶液，在50～60℃下醚化2h。再用盐酸乙醇溶液中和、 洗涤以除去氯化钠，用离心机脱醇去水，最后经干燥和粉 碎得成品。
CMC产品培训
•
常用DS表示。纤维素醚是纤维素分子链上的
羟基为醚基取代的产物，平均每个失水葡萄糖单
CMC生产工艺流程
1、我们工厂生产流程： • 碱化-醚化-一次洗涤-一次离心-二次洗涤-二
次离心-耙干-烘干-粉碎-过筛-包装-半成品 分列-成品混料-入库等工序 • D:\CMC生产工艺流程说明书.doc
2、生产设备：
碱化捏合机 醚化捏合机 一次洗涤机 一次离心机
二次洗涤机 二次离心机 耙干机
三、CMC产品指标
• 1、纯度 Purity • 2、粘度 Viscosity • 3、取代度 Degree of Substitution(DS) • 4、PH值 • 5、粒度 Particle Size • 6、重金属 Heavy Metals • 7、细菌数 Total Plate Count • 衡量CMC质量的主要指标是纯度、粘度和取代度
CMC产品简介
• 3、化学性质 • 有羧甲基取代基的纤维素衍生物，用氢氧化钠处
理纤维素形成碱纤维素，再与一氯醋酸反应制得。 构成纤维素的葡萄糖单位有3个可被置换的羟基， 因此可获得不同置换度的产品。平均每1g干重导 人1mmol羧甲基者，在水及稀酸中不溶解，但能 膨润，用于离子交换层析。羧甲基pKa在纯水中 约为4，在0.5mol/L NaCl中约为3.5，是弱酸性阳 离子交换剂，通常于pH4以上用于中性和碱性蛋 白质的分离。40%以上羟基为羧甲基置换者可溶 于水形成稳定的高黏度胶体溶液。适合于饮料方 面加工
性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏 度表示，是用来表征液体性质相关的阻力 因子。 • 检测CMC粘度的设备叫粘度计。较为常用 的粘度计有NDJ-79，NDJ-1，Brookfield LV ，Brookfield RV和Fann35粘度计
CMC产品培训
CMC产品指标
• 2、粘度 Viscosity • 液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的 性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏 度表示，是用来表征液体性质相关的阻力 因子。 • 检测CMC粘度的设备叫粘度计。较为常用 的粘度计有NDJ-79，NDJ-1，Brookfield LV ，Brookfield RV和Fann35粘度计
CMC产品指标
• 3、取代度 degree of substitution • 常用DS表示。纤维素醚是纤维素分子链上的 羟基为醚基取代的产物，平均每个失水葡萄糖单 元上被反应试剂取代的羟基数目，称为取代度。 由于纤维素分子链中每个失水葡萄糖单元上只有3 个羟基能被取代，所以取代度只能小于或等于3。 • 一般DS不同则CMC的性质也不同；取代度增大， 溶解性就增强，溶液的透明度及稳定性也越好。 据报道，CMC取代度在0.7～1.2时透明度较好， 其水溶液粘度在pH值为6～9时最大。为保证其质 量，除了选择醚化剂外，还必须考虑影响取代度 和纯度的一些因素，例如碱与醚化剂之间的用量 关系、醚化时间、体系含水量、温度、PH值、溶 液浓度及盐类等。
五、CMC应用领域
• 羧甲基纤维素钠(CMC) 具有乳化分散剂、固体分 散性、不易腐败、生理上无害等不同寻常的和极 有价值的综合物理、化学性质，是纤维素醚类中 产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品， 俗称“工业味精”。重要特性是形成高粘度的胶 体溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、 保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊 等特性，且生理无害，因此在食品、医药、日化、 石油、造纸、纺织、建筑、选矿、涂料、陶瓷、 蚊香、洗涤和牙膏等领域得到广泛应用。
CMC产品简介
• 2、物理性质 • 本品为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，为 白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度0.5-0.7克/立方厘 米，几乎无臭、无味，具吸湿性。易于分散在水中成透明 胶状溶液，在乙醇乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶媒中不溶， 可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。 中性产品1%水溶液 pH为6.5～8.5，当pH>10或<5时，胶浆粘度显著降低，在 pH=7时性能最佳。对光热稳定，有吸湿性，粘度随温度 升高而降低，在20℃以下粘度迅速上升，45℃时变化较慢， 80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下 降。易溶于水，溶液透明；在碱性溶液中很稳定，遇酸则 易水解，PH值为2-3时会出现沉淀，遇多价金属盐也会反 应出现沉淀。变色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶 液表面张力71mn/n。
羧甲基纤维素钠
全世界 NaCMC 的总产量约 32 万吨。包括 157000 吨/年 TCMC 和 162000 吨/年 PCMC(2000 年的数据)。PCMC 的生产规模仍然无法满足不断增长的市场需求。 西欧、 美国和日本是最大的市场， 占世界市场总额的 75%。 据估计在这些区域 2005 年以前的年增长率为 2%。 其他地区的市场增长预计为 3%以上，主要表现在亚洲，南美，中东市场的增长。 这也是为什么 CMC 和纤维素醚类物质虽然早已成为日常用品，而市场仍然不断增长的 原因。 处于经济快速增长期的中国，目前 CMC 产品正在以 10%的年增长率发展。欧洲 2 亿人ห้องสมุดไป่ตู้每年消耗 CMC 在 20 万吨，预计中国在近 5 年内需求会增长到 8-10 万吨，市场 前景还是比较乐观。本项目的产品具有高附加值、成长性良好的市场。 本技术 NaCMC 产品等级 该工艺的最大特色之一是可以生产的多种 NaCMC，有非常高的生产灵活性。 TCMC
羧甲基纤维素钠性质和作用
羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素钠（CMC），是纤维素的羧甲基化衍生物，又名纤维素胶，是最主要的离子型纤维素胶。
CMC 于1918 年由德国首先制得，并于1921 年获得专利而见诸于世，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，对CMC 工业应用的研究相当活跃，并发表了几个具有启发性的专利。
第二次世界大战期间，德国将CMC 用于合成洗涤剂。
CMC 的工业化生产开始于二十世纪三十年代德国IG Farbenindustrie AG。
此后，生产工艺、生产效率和产品质量逐步有了明显的改进。
1947 年，美国FDA根据毒物学研究证明：CMC 对生理无毒害作用，允许将其用于食品加工业中作添加剂，起增稠作用。
CMC 因具有许多特殊性质，如增稠、粘结、成膜、持水、乳化、悬浮等，而得到广泛应用。
近年来，不同品质的CMC 被用于工业和人们生活的不同领域中。
1 CMC 的分子结构特征纤维素是无分支的链状分子，由D-吡喃葡萄糖通过β-(1→4)-苷键结合而成。
由于存在分子内和分子间氢键作用，纤维素既不溶于冷水也不溶于热水，这使它的应用受到了限制。
纤维素在碱性条件下溶胀，如果通过特殊的化学反应，用其它基团取代葡萄糖残基上C2、C3及C6位的羟基即可得到纤维素衍生物，其中有35％的纯纤维素被转化为纤维素酯（25％）和纤维素醚（10％）。
CMC 是纤维素醚的一种，通常是以短棉绒（纤维素含量高达98％）或木浆为原料，通过氢氧化钠处理后再与氯乙酸钠（ClCH2COONa）反应而成，通常有两种制备方法：水媒法和溶媒法。
也有其他植物纤维被用于制备CMC，新的合成方法也不断地被提出来。
CMC 为阴离子型线性高分子。
构成纤维素的葡萄糖中有3 个能醚化的羟基，因此产品具有各种取代度，取代度在0.8 以上时耐酸性和耐盐性好。
商品CMC 有食品级及工业级之分，后者带有较多的反应副产物。
CMC 的实际取代度一般在0.4～1.5 之间，食品用CMC 的取代度一般为0.6～0.95，近来修改后的欧洲立法允许将DS 最大为 1.5 的CMC 用于食品中；取代度增大，溶液的透明度及稳定性也越好。
羧甲基纤维素钠CMC-Na
湿性指标。（2）控制生产、储藏的环境条件。 （3）为选择防湿性辅料提供参考。
非水溶性药物无特定的CRH值， 其混合物料的吸湿量具有加和性。
非水溶性药物（或辅料）的吸湿平衡曲线
1-合成硅酸铝 2-淀粉 3-硅酸镁 4-天然硅酸铝 5-氧化镁 6-白陶土 7-滑石
散剂（Powders）系指一种或数种药物均匀混合而制 成的粉末状制剂，可供内服，也可外用。一般可用以 下三种方法对散剂进行分类：① 按组成药味多少，可 分为单散剂和复散剂；② 按剂量情况，可分为分剂量 散与不分剂量散；③按用途，可分为溶液散、煮散、 吹散、内服散、外用散等。
散剂具有以下特点：① 粉碎程度大，比表面积大、易 分散、起效快；② 外用覆盖面大，具保护、收敛等作 用；③ 制备工艺简单，剂量易于控制，便于小儿服用； ④ 贮存、运输、携带比较方便。
二、散剂的制备
（一）散剂的制备工艺 散剂制备的一般流程如下：
物料
粉碎
筛分
混合
分剂量
质量检查
包装
散剂
（二）粉碎
1．粉碎
粉碎是借助机械力将大块固体物料破碎成适宜程度的碎块 或细粉的操作过程。
粉碎过程主要是靠外加机械力破坏物质分子的内聚力来实 现的。
粉碎的主要目的在于减小粒径，增加比表面积。 通常把粉碎前的粒度D1与粉碎后的粒度D2之比称为粉碎
第四节 片剂
一、概述
片剂（tablets）系指药物与适宜辅料通过制剂技术制成 的片状制剂。是应用最广泛的一种剂型，在药物制剂中 占重要地位。
1．片剂的优点，包括：
①剂量准确，含量均匀；②化学稳定性好；③携带、运 输、服用方便；由于片剂体积小，外观光滑，因而使用 方便。④生产机械化、自动化程度高，产量大，成本及 售价较低；⑤可制成不同类型的各种片剂，能适应医疗 用药的多种要求。用于口服，也可用于舌下、口腔粘膜 或阴道粘膜；可调节片剂中药物的释放速度，可调节片 剂中药物的释放部位。
羧甲基纤维素钠
羧甲基纤维素钠百科名片羧甲基纤维素钠，（又称:羧甲基纤维素钠盐，羧甲基纤维素，CMC，Carboxymethyl ，C ellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose）是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
[编辑本段]诞生羧甲基纤维素钠(CMC)分子结构由德国于1918年首先制得，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，发明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涤剂。
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。
上世纪七十年代我国开始采用，九十年代开始普遍使用。
是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
[编辑本段]性状羧甲基纤维素钠(CMC)外观本品为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度0.5-0.7/c㎡，几无臭、无味，具吸湿性。
易于分散在水中成澄明胶状液，在乙醇等有机溶媒中不溶。
1％水溶液pH为6.5～8.5，当pH＞10或＜5时，胶浆粘度显著降低，在pH7时性能最佳。
对热稳定，在20℃以下粘度迅速上升，45℃时变化较慢，80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下降。
[编辑本段]工艺CMC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型高分子化合物，分子量6400(±1 000)。
主要副产物是氯化钠及乙醇酸钠。
CMC属于天然纤维素改性。
目前联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO) 已正式称它为“改性纤维素”。
[编辑本段]质量衡量CMC质量的主要指标是取代度(DS)和纯度。
一般DS不同则CMC的性质也不同；取代度增大，溶解性就增强，溶液的透明度及稳定性也越好。
羧甲基纤维素钠
羧甲基纤维素钠(CMC)生产新工艺技术羧甲基纤维素钠（简称CMC）是一种水溶性纤维素醚，可使大多数常用水溶液制剂粘度在5到4500之间变化。
羧甲基纤维素钠(CMC)主要用于：食品、纺织、建筑、牙膏、医药、烟草、日化、造纸、石油、粘合剂、添加剂、增稠剂、稳定剂、防腐剂、改良剂等行业。
称为工业味精。
近几年CMC特别是食品级CMC的价格和需求呈现稳定的增长。
工艺特点：1、该生产线突破了目前国内在溶剂中生产的方法，在国内首先实现了一步法先进生产工艺，全过程DCS系统自动化控制；2、目前国内唯一采用低温碱化、高温反应工艺。
因此，生产线可采用大型反应设备，以提高产量和规模；3、原料氯乙酸、液碱定量加入反应，改变了传统的过量加入而造成反应不均匀；4、该工艺的最大特色之一是可以生产多种用途CMC，有非常高的生产灵活性。
5、由于该生产线采用先进工艺，产品质量好、建厂投资小。
技术水平：产品质量指标：CMC纯度99.5％左右，取代度0.6-1.5。
主要设备：捏合机、T型反应器、洗涤池、CMC脱醇机、汽提机、振动流化床、冷冻机、锅炉等。
设备投资：５０００吨规模（不包括土建和公共工程等）。
建筑面积：主车间１２００平方米左右（不包括冷冻机房、锅炉房、库房等）。
技术转让费：该工艺采用反应器连续反应。
CMC的一次合格率达到100%; 3、 CMC优等品含量要求大于等于98%,氯化物含量小于1.0%; 4、酒精与氯乙酸消耗达到国内先进水平.羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素CMC是一种重要的纤维素醚，是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子化合物，易溶于冷热水。
它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐败、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质，是一种用途广泛的天然高分子衍生物。
CMC的优越性能如：增稠性、保水性、代谢惰性、成膜成形性、分散稳定性等，可用作增稠剂、保水剂、粘合剂、润滑剂、乳化剂、助悬浮剂、药片基质、生物基质和生物制品载体等。
羧甲基纤维素钠
（三）琼脂
琼脂,学名琼胶，又名洋菜，冻粉，燕菜精，洋粉，寒天，来源是红藻类的
各种海藻。琼脂在食品工业的应用中具有一种极其有用的独特性质。 琼脂是由海藻中提取的多糖体，是目前世界上用途最广泛的海藻胶之一。 1.性状 色泽由白到微黄，具有胶质感，无气味或有轻微的特征性气味，琼脂
不溶于冷水，易溶于沸水，缓溶于热水。 2.性能 琼脂为亲水性胶体。
1.性状 为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度0.5 ～ 0.7/c㎡，几无臭、
无味，具吸湿性。
2.性能 易于分散在水中成澄明胶状液，在乙醇等有机溶媒中不溶。1％水 溶液pH为6.5～8.5，当pH＞10或＜5时，胶浆粘度显著降低，在pH7时性能 最佳。对热稳定，80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下 降。
些无机盐所织成的培养基中，经有氧发酵而产生的细胞外多糖胶质，是一种
新型的全透明的凝胶剂。 结冷胶又称凯可胶， 洁冷胶，其凝胶性能比黄原胶更为优越。
1.性质 是一种高分子线性多糖，干粉呈米黄色，无特殊的滋味和气味 。
2.性能 耐热、耐酸性能良好，对酶的稳定性亦高。不溶于非极性有机溶剂，
也不溶于冷水，但略加搅拌即分散于水中，加热即溶解成透明的溶液，冷却 后，形成透明且坚实的凝胶。溶于热的去离子水或整合剂存在的低离子强度 溶液，水溶液呈中性。结冷胶在阳离子存在时，在加热后冷却时生成坚硬脆 性凝胶。
5.应用 可用于各类食品。
（1）午餐肉、灌肠等肉制品：增加肉的结着力和持水性 （2）冰激凌、人造奶油、乳酸饮料：增稠剂、乳化剂和 稳定剂 （3）营养强化剂 ……….
（三）甲壳素
1.性状 白色至灰白色片状，无臭、无味，含氮约7%，不溶于水、
酸、碱、有机溶剂。吸水膨胀，有较强的脂肪吸附能力。
羧甲基纤维素钠(培训资料)
的特征峰，5.0~5.5ppm是AGU上还原性末端C1 上的质子共
振峰。谱图中4.04.6ppm之间的4个尖锐强峰从低场到高场 分别代表了C3 、C2-α、C2-β、C6羟基的羧甲基化峰。
谱图中4ppm以下的部分包含着重要的信息，即羧甲基
纤维素的取代情况，从这些信息可以得到取代度DS和取代 基的分布情况，下图为羧甲基纤维素4ppm以下的这部分的
蛋白质的分子结构如下所示：
R HOOC CH NH O C CH R NH O C R CH ............NH 2
蛋白质中存在相当多的游离的氨基和羧基，形成两性离子。 通常情况下，蛋白质在酸性溶液里带正电荷，在碱性溶液里 带负电荷。
当 溶 液 中 氨 基 （ -NH2 ） 的 电 离 度 与 羧 甲 基 （ CH2COOH）的电离度相等时，蛋白质溶液呈现电
品人均消费100kg，还存在着巨大的发展空间。
纤维素的羧甲基化产品的稳定性与取代均匀性正相 关：取代均匀性越好，纤维素的羧甲基化产品稳定性越
好；改进工艺，适当提高取代度可提高纤维素的羧甲基
化产品的取代均匀性。纤维素的羧甲基化产品的稳定性 与粘度负相关：粘度越低，纤维素的羧甲基化产品稳定 性越好。因此，国外食品稳定剂中常采用中低粘度的纤 维素的羧甲基化产品。
⊙取代的均匀性与位置
图2
纤维二糖构型
第二 在乳制品中的稳定机理
在食品上，作为增稠剂、稳定剂、分散剂、增量剂和固形剂， 羧甲基纤维素泛用于乳制品、果汁、巧克力、饮料和酸乳酪中作 稳定分散剂。 目前，在我国有1500多家乳品企业，主要分布在东北、华北、
西北以及上海、北京等城市。从液态奶内部结构看，发酵乳29.93
1.纤维素原材料
羧甲基纤维素钠(CMC)的结构与在牙膏中的应用
a
10
CMC分子设计的工具
高
取
代中
度
低
• 溶液中可见纤维 • 触变流动 • 对电解质的稳定
性低 • 较低的过滤比例
取代基团的一致性
a
• 清澈的溶液 • 更顺滑的流动性 • 对电解质的稳定
性高 • 较高的过滤比例
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羧甲基纤维素钠（CMC） – 通用性能
• 可形成粘稠的，水晶般晶莹剔透的水 溶液
• 水化过程非常关键 • 溶液的粘度取决于分子链长（分子量，
聚合度） • 粘度取决于CMC的添加量，CMC添加
量越高，粘度越高，两者之间的关联 是非等比例的。 • 添加量提高一倍，粘度大概增加8-10 倍。
a
12
羧甲基纤维素钠（CMC）溶液的粘度
• 高分子量的CMC在低浓度 下就可达到非常高的粘度
• 低分子量的CMC在提高添 加量时粘度快速上升
a
13
温度对CMC溶液粘度的影响
• 取代度 • CMC的牌号
a
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CMC – pH耐受性
a
• CMC溶液受pH 的影响
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CMC – 水吸收能力
• CMC的吸水能力主要取决于分子链的长度。
• 链长越大，吸水能力越强。 • 盐类会降低高分子量CMC的吸水能力。 • 在纯水中吸水速度最快。
a
21
CMC – 兼容性
• CMC与其他的水溶性胶体有非常高的兼容性
a
• 随着温度上升， CMC溶液粘度迅 速下降。
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温度对CMC溶液粘度的影响
a
• 温度上升粘度下降， 温度下降粘度恢复
15
剪切对CMC溶液粘度的影响
• 1%CMC水溶液
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CMC广泛用于饮料，目的是果汁悬浮性好，改 善口感和质地，消除瓶颈处形成油环，庇护人造甜 食不良苦味。
中性奶中加入CMC，可消除淀粉、卡拉胶的脱水 收缩，也可制作储藏稳定的搅打起泡的稀奶油；在 酸奶中加入CMC，可于蛋白质（结构示意图见图39） 在pH等当点范围反应，形成可溶性的、贮存稳定的 络合物（见图40）。
Cell-(OH)3-n(OCH2COO-Na+) n+( x-n)CH3COONa
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1.纤维素原材料
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2. CMC生产工艺
羧甲基纤维素(CMC)属于离子型纤维素醚，有盐型(羧 甲基纤维素钠)和酸型(酸化羧甲基纤维素)两种。通常经碱 化、醚化、中和和洗涤得到的是羧甲基纤维素钠 (NaCMC)，是一种水溶性的盐，习惯上称CMC，经硫酸等酸 化后得到的是酸化羧甲基纤维素。
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纤维素的羧甲基化产品的稳定性与取代均匀性正相关： 取代均匀性越好，纤维素的羧甲基化产品稳定性越好； 改进工艺，适当提高取代度可提高纤维素的羧甲基化产 品的取代均匀性。纤维素的羧甲基化产品的稳定性与粘 度负相关：粘度越低，纤维素的羧甲基化产品稳定性越 好。因此，国外食品稳定剂中常采用中低粘度的纤维素 的羧甲基化产品。
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在冷冻甜食-冰激凌-糖水冰糕上，CMC分散性良好，且能 够与其他稳定剂一样，能够控制冰晶的形成，保持均匀一致的 组织，即使反复冷冻-解冻，也能够保持稳定，在用量很少的情 况下，能够赋予优良的口感。
在低脂肪的冰激凌和牛奶冰糕中，CMC与15%左右的卡拉 胶混合，可防止冰冻前混合物的分离，随着脂肪含量的提高， CMC用量增加，可获得腻滑的结构；在冰冻奶制品中，可加入 2%的CMC稳定剂；在糖浆中，可加入0.75%1%的CMC稳定 剂；也可以用植物物质代替奶脂肪,用于人造甜食品，如山梨糖 醇代替冰激凌中的糖，也使用CMC。
1、原料丰富多样、质量分散 2、生产设备、配方及工艺的多样化、差异化 3、货源组织与供给过程复杂性
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2
HO R
R= .
O
CH3
C NH
O N H C O ( CH 2 CH 2 O) n R`
.H
, . NO 2
R O
R
R O
R
O R
O R
R O
R
R O
(n-2 )/2
R
O
H OH R
The Quality Control and Molecular Structure of CMC
纤维素醚分子结构与质量控制
（2009兄弟企业产品创新论坛）
2009年 2月
羧甲基纤维素钠培训(CMC)是纤维素经碱化、氯乙酸醚化、中和 及洗涤等工艺过程得到的离子型纤维素醚。质量差异化原因：
酸化羧甲基纤维素CMC是一种聚电介质，pKa大约在4 左右，接近醋酸。因为其水溶性不好，市场上通常用的是 其钠盐。
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水媒法生产工艺 （Aqueous meduim process)
间歇式(Batch process） 连续式（Continuous process)
溶媒法生产工艺 （Solvent process）
• 氯乙酸转化为氯乙酸钠： ClCH2COOH +NaOH ClCH2COONa+H2O
• 碱纤维素和氯乙酸钠转化为： Cell-(OH)3-x(O-Na+)x +nClCH2COONa
Cell-(OH)3-x (ONa) x-n(OCH2COO-Na+) n + nNaCl • 经过中和、洗涤： Cell-(OH)3-x (ONa) x-n(OCH2COO-Na+) n+( x-n)CH3COOH
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图2 纤维二糖构型
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第二 在乳制品中的稳定机理
在食品上，作为增稠剂、稳定剂、分散剂、增量剂和固形剂， 羧甲基纤维素泛用于乳制品、果汁、巧克力、饮料和酸乳酪中作稳 定分散剂。
目前，在我国有1500多家乳品企业，主要分布在东北、华北、 西北以及上海、北京等城市。从液态奶内部结构看，发酵乳29.93 万吨，占21%；巴氏消毒奶87.57万吨，占61.45%；UHT奶25万吨， 占17.54%。资料显示，2002年我国牛奶总产量为1250万吨，乳品 产量较上年增长26%，液态奶产量增长66%。专家预测，未来几年 我国乳品市场将保持15%的增速，液态奶的年增长率将达30%。但 从人均消费乳制品来看，目前只有7.3kg，比起世界乳制品人均消 费100kg，还存在着巨大的发展空间。
1）乙醇/水； 2）乙醇/异丙醇/水 3）异丙醇/水 4）甲苯/异丙醇/水
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5. CMC生产过程环境介质
羧甲基纤维素(CMC)主要技术指标： 1）黏度 2）取代度 3）纯度 4）水分 5）酸粘比、高温度酸黏比 6）耐盐性，盐黏比 7）铅砷含量
⊙取代的均匀性与位置
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沉淀和浮油是酸性乳饮料中最常见的质量问题， 在低pH值条件下，pH值接近PI点时，奶制品中酪蛋 白胶粒发生凝聚沉淀。乳制品放置久了，会发生脂 肪上浮，形成很不美观的项圈，加入稳定剂后，稳 定剂与蛋白质形成非离子型的胶溶复合体系，进而 阻止了酪蛋白的沉聚，沉淀量的多少就主要取决于 该体系的稳定性。
捏合法/面团法 (Dough process) 淤浆法/液浆法 (Slurry process)
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3. CMC生产所用关键设备
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4. CMC生产过程环境介质
羧甲基纤维素钠CMC结构示意图（R=-OH
R=
. O H , . ONO 2
,
.N
或
3
-OCH2COONa）
R
R
HO R
O R
O
R O R
O
O
R O
R
O
H OH
R
R R 羧甲基纤维素钠培训资料
(n-2 )/2
R
3
CMC的合成原理
• 纤维素碱化为碱纤维素： Cell-(OH)3+xNaOHCell-(OH)3-x(O-Na+)x+xH2O