Préparation de solutions Carboxyméthylcellulose (CMC)
La carboxyméthylcellulose sodium (E466) est un hydrocolloïde dérivé de la pulpe de coton ou de bois. Elle est également connue sous le nom de CMC, cellulose ou gomme de cellulose.
Elle est soluble dans l’eau et utilisée dans l’industrie alimentaire, soit seule, soit en combinaison avec d’autres hydrocolloïdes en tant qu’agent épaississant et stabilisant et pour lier l’eau libre. Exemple les applications incluent les boissons, le fromage, la crème glacée, les sauces, les produits de boulangerie et les desserts glacés. Elle peut également être utilisée pour améliorer la sensation en bouche dans les boissons en poudre. Elle trouve également une utilisation dans les applications des industries pharmaceutiques, cosmétiques et chimiques, par exemple, la CMC est utilisée comme liant pour comprimés et peut être trouvée dans les dentifrices et les boues de forage.
Le Procédé
La CMC est disponible sous différentes qualités. Elles sont toutes solubles dans l’eau à n’importe quelle température bien que, comme pour les autres hydrocolloïdes, la poudre ait tendance à former des agglomérats ou des grumeaux au contact de l’eau. Plusieurs précautions peuvent être prises pour empêcher cela; de nombreux fabricants proposeront différentes tailles de granulés de poudre, citant la facilité de disperser des granules plus gros.
Le process de dispersion type serait le suivant:
- La cuve est agitée, permettant à la formation d’un vortex . La poudre de CMC serait dispersée directement dans le vortex.
- Une fois dispersée, le mélange se poursuit pour permettre à la poudre de s’hydrater complètement.
- La CMC peut être prémélangée avec d’autres ingrédients tels que le sucre, pour faciliter sa dispersion.
- La poudre peut également être prédispersée dans des liquides non aqueux afin de retarder l’hydratation et éviter la formation d’agglomérats.
Le Problème
La dispersion d’hydrocolloïdes tels que la CMC à l’aide d’agitateurs traditionnels peut donner lieu à plusieurs problèmes:
- Disperser et hydrater la CMC peut être un processus lent et difficile, en particulier à hautes concentrations en raison de sa tendance à former des grumeaux lorsqu’elle est ajoutée à l’eau. Cela peut être aggravée par une erreur de l’opérateur.
- Le prémélange de poudres ou de liquides non aqueux avec la CMC augmente le temps et les coûts de traitement.
- Les agitateurs ne produisent pas un cisaillement suffisant pour briser rapidement les agglomérats, ce qui provoque des temps de mélange longs et un faible rendement. De nombreuses formulations contiennent des niveaux inutilement élevés de CMC pour compenser cela, augmentant le coût des matières premières.
- La filtration des agglomérats qui restent dans le mélange augmente considérablement les temps de traitement et entraîne un gaspillage de matières premières par filtration.
- Une fois la montée en viscosité amorcée, l’agitation de la solution et donc la dispersion de la poudre devient de plus en plus difficile.
- De longs temps de mélange sont nécessaires pour compléter la dispersion/l’hydratation.
- Si elle n’est pas correctement dispersée, la CMC s’hydratera progressivement pendant le stockage ou après traitement, entraînant des changements indésirables de la viscosité du produit.
La Solution
Un mélangeur à haut cisaillement Silverson peut considérablement accélérer ce process. Le fonctionnement est le suivant:
Etape 1
La cuve est chargée du liquide de base et le mélangeur est actionné. La CMC peut être ajoutée directement dans la cuve sans avoir besoin d’être prémélangée avec d’autres ingrédients.
Etape 2
La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui entraine la poudre CMC et le liquide vers le haut dans la tête de travail où il est intensément mélangé dans l’entrefert étroit du rotor et du stator, brisant tout agglomérat qui ait pu se former.
Etape 3
Le mélange est ensuite expulsé par les perforations du stator et projeté dans le corps du mélange, augmentant la surface de la poudre exposée au liquide et accélérant le processus d’hydratation. Le contenu de la cuve est alors recirculé dans la tête de travail de sorte que dans un court cycle de mélange tout le produit passe à travers la tête de travail assurant un mélange entièrement dispersé et sans agglomérats.
-
Etape 1
Etape 1
La cuve est chargée du liquide de base et le mélangeur est actionné. La CMC peut être ajoutée directement dans la cuve sans avoir besoin d’être prémélangée avec d’autres ingrédients.
-
Etape 2
Etape 2
La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui entraine la poudre CMC et le liquide vers le haut dans la tête de travail où il est intensément mélangé dans l’entrefert étroit du rotor et du stator, brisant tout agglomérat qui ait pu se former.
-
Etape 3
Etape 3
Le mélange est ensuite expulsé par les perforations du stator et projeté dans le corps du mélange, augmentant la surface de la poudre exposée au liquide et accélérant le processus d’hydratation. Le contenu de la cuve est alors recirculé dans la tête de travail de sorte que dans un court cycle de mélange tout le produit passe à travers la tête de travail assurant un mélange entièrement dispersé et sans agglomérats.
Les Avantages
Les mélangeurs Silverson offrent un certain nombre d’avantages pour cette application:
- Mélange sans agglomérat.
- La CMC peut être ajoutée directement dans la cuve, éliminant ainsi l’erreur de l’opérateur.
- Le prémélange avec d’autres poudres ou ingrédients en phase non aqueuse n’est pas requis.
- Rendement/fonctionnalité maximisés permettant aux produits d’être formulés avec un contenu de poudre réduit, en diminuant les coûts des matières premières.
- Qualité et répétabilité constantes des produits.
- Temps de mélange rapides.
- Viscosité stable du produit fini.
- Plus grande uniformité entre les lots.
Nous proposons des mélangeurs pour une large gamme de tailles de lots et de formulations. Des résultats cohérents peuvent être obtenus sur l’ensemble de notre gamme de mélangeurs, vous permettant facilement un scale-up:
Mélangeurs de laboratoire
- Idéal pour les petits lots et les travaux de R&D
- Convient pour des lots allant jusqu’à 12 litres
- Construit selon les mêmes tolérances que les modèles de production, fournissant un moyen simple et précis de scale-up
- Les têtes de travail interchangeables permettent à l’unité de s’adapter à une gamme diverse d’applications de laboratoire
Mélangeurs Silverson à échelle pilote
- Caractéristiques généralement similaires au mélangeur de laboratoire ci-dessus
- Convient pour des lots jusqu’à 50 litres, selon la viscosité
Mélangeurs haut cisaillement à immersion
- Convient pour des lots jusqu’à 1000 litres
- Peut être utilisé sur des supports de sol mobiles
- Peut facilement être déplacé d’une cuve à l’autre
Silverson Serie U
- Excellent mouvement dans la cuve
- Capable d’incorporer rapidement de grands volumes de poudres
- Idéal pour les mélanges à haute viscosité
Le Flashmix Silverson
- Idéal pour les lots plus importants
- Capable d’incorporer rapidement de grands volumes de poudre
- Aération minimisée
- Besoins de nettoyage minimisés
- Taux d’ajout de poudre contrôlé
- Action minimale de l’opérateur requise
- Convient aux mélanges à haute viscosité