سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) به عنوان ضخیم کننده مواد غذایی

سدیم کربوکسی متیل سلولز (همچنین به عنوان: سدیم کربوکسی متیل سلولز ، سلولز کربوکسی متیل ، شناخته می شود ،CMC، کربوکسی متیل ، سدیم سلولز ، نمک سدیم کابوکسی متیل سلولز) بیشترین استفاده و بیشترین میزان مورد استفاده در جهان امروزه انواع سلولز است.

CMC-NA به طور خلاصه ، یک مشتق سلولز با درجه پلیمریزاسیون گلوکز از 100-2000 و یک توده مولکولی نسبی 242.16 است. پودر فیبر سفید یا دانه ای. بی بو ، بی مزه ، بی مزه ، بی مزه ، هیگراکوپی ، نامحلول در حلال های آلی.

خصوصیات اساسی

1 ساختار مولکولی سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)

این اولین بار توسط آلمان در سال 1918 تولید شد و در سال 1921 ثبت شد و در جهان ظاهر شد. تولید تجاری از آن زمان در اروپا حاصل شده است. در آن زمان ، این تنها محصول خام بود که به عنوان کلوئید و چسب استفاده می شد. از سال 1936 تا 1941 ، تحقیقات صنعتی در مورد سلولز سدیم کربوکسی متیل سلولز کاملاً فعال بود و چندین اختراع ثبت اختراع الهام بخش اختراع شد. در طول جنگ جهانی دوم ، آلمان از کربوکسی متیل سلولز سدیم در مواد شوینده مصنوعی استفاده کرد. هرکول برای اولین بار در سال 1943 در ایالات متحده کربوکسی متیل سلولز سدیم ساخت و کربوکسی متیل سلولز سدیم تصفیه شده را در سال 1946 تولید کرد که به عنوان یک افزودنی غذایی ایمن شناخته شد. کشور من در دهه 1970 شروع به اتخاذ آن کرد و در دهه 1990 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت. این بیشترین استفاده و بیشترین میزان سلولز امروز در جهان است.

فرمول ساختاری: C6H7O2 (OH) 2och2coona فرمول مولکولی: C8H11O7NA

این محصول نمک سدیم سلولز کربوکسی متیل اتر ، فیبر آنیونی است

2. ظاهر سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)

این محصول نمک سدیم سلولز کربوکسی متیل اتر ، اتر سلولز آنیونی ، پودر فیبر سفید یا شیری سفید یا گرانول ، چگالی 0.5-0.7 گرم در سانتی متر 3 ، تقریباً بی بو ، بی مزه ، هیگروسکوپی است. ایجاد یک محلول شفاف کلوئیدی در آب آسان است و در حلال های آلی مانند اتانول نامحلول است [1]. pH محلول آبی 1 ٪ 6.5-8.5 است ، هنگامی که pH> 10 یا <5 ، ویسکوزیته مخاط به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و عملکرد بهترین حالت pH = 7 است. پایدار برای گرما ، ویسکوزیته به سرعت زیر 20 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و به آرامی در 45 درجه سانتیگراد تغییر می کند. گرمایش طولانی مدت بالاتر از 80 درجه سانتیگراد می تواند کلوئید را نادیده بگیرد و ویسکوزیته و عملکرد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به راحتی در آب محلول است و محلول شفاف است. در محلول قلیایی بسیار پایدار است ، اما هنگام مواجهه با اسید به راحتی هیدرولیز می شود و وقتی مقدار pH 2-3 باشد رسوب می کند و همچنین با نمک های فلزی پلی واجد شرایط واکنش نشان می دهد.

هدف اصلی

از این ماده به عنوان ضخیم کننده در صنایع غذایی ، به عنوان حامل دارویی در صنایع دارویی و به عنوان یک اتصال دهنده و ماده ضد قرمز در صنایع شیمیایی روزانه استفاده می شود. در صنعت چاپ و رنگ آمیزی ، از آن به عنوان یک کلوئید محافظ برای اندازه گیری عوامل و خمیر چاپ استفاده می شود. در صنعت پتروشیمی می توان از آن به عنوان مؤلفه ای از مایعات شکستگی روغن استفاده کرد. [2]

نا سازگاری

کربوکسی متیل سلولز سدیم با محلول های اسید قوی ، نمک های آهن محلول و برخی فلزات دیگر مانند آلومینیوم ، جیوه و روی ناسازگار است. هنگامی که pH کمتر از 2 باشد ، و هنگامی که با اتانول 95 ٪ مخلوط می شود ، بارش رخ می دهد.

سدیم کربوکسی متیل سلولز می تواند با ژلاتین و پکتین هم آگلومره ها را تشکیل دهد و همچنین می تواند مجتمع هایی را با کلاژن تشکیل دهد که می تواند پروتئین های با بار مثبت را رسوب کند.

کاردستی

CMC معمولاً یک ترکیب پلیمری آنیونی است که با واکنش سلولز طبیعی با قلیایی سوز آور و اسید مونوکلرواستیک ، با وزن مولکولی 6400 (1 000 000) تهیه شده است. محصولات جانبی اصلی کلرید سدیم و گلیکول سدیم هستند. CMC متعلق به اصلاح سلولز طبیعی است. سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد (FAO) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) رسما آن را "سلولز اصلاح شده" خوانده اند.

شاخص های اصلی برای اندازه گیری کیفیت CMC درجه تعویض (DS) و خلوص است. به طور کلی ، اگر DS متفاوت باشد ، خواص CMC متفاوت است. هرچه میزان تعویض بالاتر باشد ، حلالیت قوی تر و شفافیت و پایداری محلول بهتر می شود. براساس گزارش ها ، شفافیت CMC بهتر است که درجه تعویض 0.7-1.2 باشد ، و ویسکوزیته محلول آبی آن بزرگترین است که مقدار pH 6-9 باشد. برای اطمینان از کیفیت آن ، علاوه بر انتخاب عامل اتر ، برخی از عواملی که بر میزان تعویض و خلوص تأثیر می گذارند نیز باید در نظر گرفته شوند ، مانند رابطه بین میزان قلیایی و عامل اتریکاسیون ، زمان اتر ، محتوای آب در سیستم ، دما ، مقدار pH ، غلظت محلول و نمک و غیره

وضع موجود

به منظور حل کمبود مواد اولیه (پنبه تصفیه شده ساخته شده از پارچه های پنبه ای) ، در سالهای اخیر ، برخی از واحدهای تحقیقاتی علمی در کشور من با شرکت ها برای استفاده جامع از نی برنج ، پنبه زمین (پنبه زباله) و لوبیا کشت لوبیا همکاری کرده اند. برای تولید CMC با موفقیت. هزینه تولید بسیار کاهش می یابد ، که منبع جدیدی از مواد اولیه برای تولید صنعتی CMC را باز می کند و استفاده جامع از منابع را تحقق می بخشد. از یک طرف ، هزینه تولید کاهش می یابد و از طرف دیگر CMC به سمت دقت بالاتر در حال پیشرفت است. تحقیق و توسعه CMC عمدتاً بر تحول فناوری تولید موجود و نوآوری فرآیند تولید و همچنین محصولات جدید CMC با خصوصیات منحصر به فرد مانند "روش سنگفرش حلال" [3] است که با موفقیت توسعه یافته است. در خارج از کشور و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. نوع جدیدی از CMC اصلاح شده با پایداری بالا تولید می شود. با توجه به درجه بالاتر تعویض و توزیع یکنواخت تر جایگزین ها ، می توان از آن در طیف وسیع تری از زمینه های تولید صنعتی و محیط های استفاده پیچیده برای برآورده کردن نیازهای فرآیند بالاتر استفاده کرد. در سطح بین المللی ، این نوع جدید CMC اصلاح شده "سلولز پلی آنئونیک (PAC ، سلولز پلی آنیونی)" نیز نامیده می شود.

امنیت

امنیت بالا ، ADI نیازی به مقررات ندارد و استانداردهای ملی تدوین شده است [4].

کاربرد

این محصول دارای عملکرد اتصال ، ضخیم شدن ، تقویت ، امولسیون ، احتباس آب و سیستم تعلیق است.

استفاده از CMC در غذا

FAO و کسانی که استفاده از CMC خالص را در غذا تأیید کرده اند. پس از تحقیقات و آزمایشات بسیار دقیق بیولوژیکی و سم شناسی تأیید شد. میزان مصرف ایمن (ADI) استاندارد بین المللی 25mg/(کیلوگرم · D) است که در هر نفر حدود 1.5 گرم در روز است. گزارش شده است که برخی از افراد هنگام رسیدن به 10 کیلوگرم هیچ واکنشی سمی ندارند. CMC نه تنها یک تثبیت کننده و ضخیم کننده خوب در کاربردهای مواد غذایی است ، بلکه دارای پایداری یخ زدگی و ذوب عالی نیز هست و می تواند طعم محصول را بهبود بخشد و زمان ذخیره را طولانی کند. مقدار مورد استفاده در شیر سویا ، بستنی ، بستنی ، ژله ، نوشیدنی و قوطی حدود 1 ٪ تا 1.5 ٪ است. CMC همچنین می تواند پراکندگی امولسیون پایدار را با سرکه ، سس سویا ، روغن نباتی ، آب میوه ، آب میوه ، آب سبزیجات و غیره تشکیل دهد و دوز آن 0.2 ٪ تا 0.5 ٪ است. به خصوص ، عملکرد بسیار خوبی برای روغن های حیوانات و گیاهی ، پروتئین ها و محلول های آبی دارد و این امکان را برای ایجاد یک امولسیون همگن با عملکرد پایدار فراهم می کند. به دلیل ایمنی و قابلیت اطمینان ، دوز آن توسط استاندارد ملی بهداشت مواد غذایی ADI محدود نمی شود. CMC به طور مداوم در زمینه مواد غذایی توسعه یافته است و تحقیقات در مورد کاربرد سدیم کربوکسی متیل سلولز در تولید شراب نیز انجام شده است.

استفاده از CMC در پزشکی

در صنعت داروسازی می توان از آن به عنوان یک تثبیت کننده امولسیون برای تزریق ، اتصال دهنده و یک ماده تشکیل دهنده فیلم برای قرص استفاده کرد. برخی از افراد ثابت کرده اند که CMC از طریق آزمایش های اساسی و حیوانات یک حامل دارویی ضد سرطان ایمن و قابل اعتماد است. با استفاده از CMC به عنوان ماده غشایی ، فرم دوز اصلاح شده داروی سنتی چینی پودر Yangyin Shengji ، غشای Yangyin Shengji ، می تواند برای زخم های مربوط به دیمابراسیون و زخم های آسیب زا استفاده شود. مطالعات مدل حیوانات نشان داده است که این فیلم از عفونت زخم جلوگیری می کند و تفاوت معنی داری با پانسمان گاز ندارد. از نظر کنترل اگزوداسیون مایع بافت زخم و بهبود سریع زخم ، این فیلم به طور قابل توجهی بهتر از پانسمان های گاز است و تأثیر آن در کاهش ورم بعد از عمل و تحریک زخم است. تهیه فیلم ساخته شده از پلی وینیل الکل: سدیم کربوکسی متیل سلولز: پلی کربوکسی اتیلن با نسبت 3: 6: 1 بهترین نسخه است و چسبندگی و میزان انتشار هر دو افزایش می یابد. چسبندگی آماده سازی ، زمان اقامت آماده سازی در حفره دهان و اثربخشی دارو در آماده سازی همه به طور قابل توجهی بهبود یافته است. بوپیواکائین یک بی حسی موضعی قدرتمند است ، اما گاهی اوقات می تواند در هنگام مسمومیت عوارض جانبی قلبی عروقی ایجاد کند. بنابراین ، در حالی که بوپیواکائین به طور گسترده ای از نظر بالینی مورد استفاده قرار می گیرد ، تحقیقات در مورد پیشگیری و درمان واکنشهای سمی آن همیشه مورد توجه بیشتر قرار گرفته است. مطالعات دارویی نشان داده است که CIVIC به عنوان یک ماده با انتشار پایدار که با محلول بوپیواکائین فرموله شده است می تواند به طور قابل توجهی عوارض جانبی دارو را کاهش دهد. در عمل جراحی PRK ، استفاده از تتراکائین کم غلیظ و داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی همراه با CMC می تواند به طور قابل توجهی درد بعد از عمل را تسکین دهد. پیشگیری از چسبندگی صفاقی بعد از عمل و کاهش انسداد روده یکی از مهمترین مشکلات در جراحی بالینی است. مطالعات نشان داده اند که CMC در کاهش درجه چسبندگی صفاقی بعد از عمل به طور قابل توجهی بهتر از هیالورونات سدیم است و می تواند به عنوان یک روش مؤثر برای جلوگیری از بروز چسبندگی صفاقی استفاده شود. CMC در تزریق شریانی کبدی سوند از داروهای ضد سرطان برای درمان سرطان کبد استفاده می شود ، که می تواند زمان اقامت داروهای ضد سرطان در تومورها را به طور قابل توجهی طولانی کند ، قدرت ضد تومور را تقویت کرده و اثر درمانی را بهبود بخشد. در طب حیوانی ، CMC نیز طیف گسترده ای از کاربردها را دارد. گزارش شده است [5] که القای داخل صفاقی از محلول CMC 1 ٪ به میش ها تأثیر معنی داری در جلوگیری از دیستوسی و چسبندگی شکم پس از عمل جراحی تولید مثل در دام دارد.

CMC در سایر برنامه های صنعتی

در مواد شوینده ، CMC می تواند به عنوان یک ماده ضد خاک ضد خاک ، به ویژه برای پارچه های فیبر مصنوعی آبگریز استفاده شود ، که به طور قابل توجهی بهتر از فیبر کربوکسی متیل است.

از CMC می توان برای محافظت از چاه های روغن به عنوان تثبیت کننده گل و ماده احتباس آب در حفاری روغن استفاده کرد. دوز برای هر چاه روغن برای چاههای کم عمق 2.3t و 5.6T برای چاه های عمیق است.

در صنعت نساجی از آن به عنوان یک عامل اندازه ، ضخیم کننده برای چاپ و رنگ آمیزی خمیر ، چاپ نساجی و اتمام سفت شدن استفاده می شود. هنگامی که به عنوان یک عامل اندازه گیری استفاده می شود ، می تواند حلالیت و ویسکوزیته را بهبود بخشد ، و به راحتی می توان از آن استفاده کرد. به عنوان یک ماده سفت کننده ، دوز آن بالاتر از 95 ٪ است. هنگامی که به عنوان یک عامل اندازه استفاده می شود ، قدرت و انعطاف پذیری فیلم اندازه به طور قابل توجهی بهبود می یابد. با فیبروین ابریشم بازسازی شده ، غشای کامپوزیت متشکل از کربوکسی متیل سلولز به عنوان ماتریس برای بی حرکت گلوکز اکسیداز استفاده می شود ، و گلوکز اکسیداز و کربوکسیلات فروسن بی حرکت می شوند ، و بیوسنسار گلوکز باعث حساسیت و ثبات بالاتر می شود. مطالعات نشان داده است که وقتی هموژنات ژل سیلیس با محلول CMC با غلظت حدود 1 ٪ (وزنی/ولت) تهیه می شود ، عملکرد کروماتوگرافی صفحه لایه نازک تهیه شده بهترین است. در عین حال ، صفحه لایه نازک که در شرایط بهینه شده پوشیده شده است ، دارای استحکام لایه مناسبی است ، مناسب برای تکنیک های مختلف نمونه برداری ، کاربردی آسان است. CMC به بیشتر الیاف چسبندگی دارد و می تواند پیوند بین الیاف را بهبود بخشد. پایداری ویسکوزیته آن می تواند یکنواختی اندازه را تضمین کند ، در نتیجه باعث بهبود کارآیی بافندگی می شود. همچنین می تواند به عنوان یک عامل نهایی برای منسوجات استفاده شود ، به خصوص برای اتمام دائمی ضد چکش ، که باعث ایجاد تغییرات بادوام در پارچه ها می شود.

CMC می تواند به عنوان یک عامل ضد سد سازی ، امولسیفایر ، پراکندگی ، عامل تراز کننده و چسب برای پوشش استفاده شود. این می تواند محتوای جامد پوشش را به طور مساوی در حلال توزیع کند ، به طوری که پوشش برای مدت طولانی لایه برداری نشود. همچنین به طور گسترده ای در رنگ ها استفاده می شود. بشر

هنگامی که از CMC به عنوان یک فلوکولانت استفاده می شود ، در از بین بردن یون های کلسیم مؤثرتر از گلوکونات سدیم است. هنگامی که به عنوان مبادله کاتیون استفاده می شود ، ظرفیت مبادله آن می تواند به 1.6 میلی لیتر در گرم برسد.

CMC به عنوان یک عامل اندازه کاغذ در صنعت کاغذ استفاده می شود ، که می تواند مقاومت خشک و مقاومت مرطوب کاغذ و همچنین مقاومت به روغن ، جذب جوهر و مقاومت در برابر آب را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.

CMC به عنوان هیدروسول در مواد آرایشی و به عنوان ضخیم کننده در خمیردندان استفاده می شود و دوز آن حدود 5 ٪ است.

CMC را می توان به عنوان فلوکولانت ، ماده کلات ، امولسیفایر ، ضخیم کننده ، ماده نگهدارنده آب ، ماده اندازه گیری ، مواد تشکیل دهنده فیلم و غیره استفاده کرد و همچنین به طور گسترده در الکترونیک ، سموم دفع آفات ، چرم ، پلاستیک ، چاپ ، سرامیک ، دندانپزشکی ، خمیردندان ، روزانه روزانه مورد استفاده قرار می گیرد. مواد شیمیایی و زمینه های دیگر ، و به دلیل عملکرد عالی و طیف گسترده ای از کاربردها ، دائماً زمینه های جدید برنامه را باز می کند و چشم انداز بازار بسیار گسترده است.

موارد احتیاط

(1) سازگاری این محصول با اسید قوی ، قلیایی قوی و یونهای فلزی سنگین (مانند آلومینیوم ، روی ، جیوه ، نقره ، آهن و غیره) منع مصرف دارد.

(2) مصرف مجاز این محصول 0-25mg/kg · d است.

دستورالعمل

CMC را مستقیماً با آب مخلوط کنید تا یک چسب خمیر برای استفاده بعدی ایجاد شود. هنگام پیکربندی چسب CMC ، ابتدا مقدار مشخصی از آب تمیز را با یک دستگاه همزن در مخزن دسته بندی اضافه کنید و هنگامی که دستگاه همزن روشن می شود ، به آرامی و به طور مساوی CMC را درون مخزن دسته بندی بپاشید ، به طور مداوم هم بزنید ، به گونه ای که CMC کاملاً یکپارچه شود با آب ، CMC می تواند کاملاً حل شود. هنگام حل CMC ، دلیل اینکه باید آن را به طور یکنواخت پاشیده و به طور مداوم هم زده شود ، "جلوگیری از مشکلات تجمع ، جمع شدن و کاهش میزان CMC حل شده در هنگام ملاقات CMC" ، و افزایش میزان انحلال CMC است. زمان هم زدن برابر با زمان حل شدن CMC به طور کامل نیست. آنها دو مفهوم هستند. به طور کلی ، زمان هم زدن بسیار کوتاه تر از زمان حل CMC به طور کامل است. زمان لازم برای این دو به وضعیت خاص بستگی دارد.

مبنای تعیین زمان همزن این است: وقتیCMCبه طور یکنواخت در آب پراکنده شده است و هیچ توده بزرگی آشکار وجود ندارد ، می توان همزن را متوقف کرد و به CMC و آب اجازه می دهد تا در حالت ایستاده با یکدیگر نفوذ کرده و با یکدیگر فیوز شوند.

مبنای تعیین زمان مورد نیاز برای حل کامل CMC به شرح زیر است:

(1) CMC و آب کاملاً پیوند خورده اند ، و هیچ جداسازی مایع جامد بین این دو وجود ندارد.

(2) خمیر مخلوط در حالت یکنواخت است و سطح آن صاف و صاف است.

(3) رنگ خمیر مخلوط نزدیک به بی رنگ و شفاف است و هیچ اشیاء دانه ای در خمیر وجود ندارد. از زمانی که CMC در مخزن دسته بندی قرار می گیرد و با آب مخلوط می شود تا زمانی که CMC کاملاً حل شود ، زمان لازم بین 10 تا 20 ساعت است.