Nátrium-karboximetil-cellulóz (CMC) élelmiszersűrítőként

Nátrium-karboxi-metil-cellulóz (más néven: nátrium-karboxi-metil-cellulóz, karboxi-metil-cellulóz,CMC, Karboximetil, Cellulóz Nátrium, Caboxy Methyl Cellulose nátrium sója) a legszélesebb körben használt és a legnagyobb mennyiségben használt cellulózfajták ma a világon.

A CMC-Na röviden egy cellulózszármazék, amelynek glükóz polimerizációs foka 100-2000, relatív molekulatömege 242,16. Fehér rostos vagy szemcsés por. Szagtalan, íztelen, íztelen, higroszkópos, szerves oldószerekben nem oldódik.

Alaptulajdonságok

1. A nátrium-karboxi-metil-cellulóz (CMC) molekulaszerkezete

Először Németországban gyártották 1918-ban, majd 1921-ben szabadalmazták és megjelent a világban. A kereskedelmi termelés azóta megvalósult Európában. Ekkor még csak nyerstermék volt, kolloidként és kötőanyagként használták. 1936 és 1941 között a nátrium-karboxi-metil-cellulóz ipari alkalmazási kutatása meglehetősen aktív volt, és számos inspiráló szabadalmat találtak fel. A második világháború idején Németország nátrium-karboxi-metil-cellulózt használt szintetikus mosószerekben. A Hercules 1943-ban állított elő először nátrium-karboxi-metil-cellulózt az Egyesült Államokban, 1946-ban pedig finomított nátrium-karboxi-metil-cellulózt, amelyet biztonságos élelmiszer-adalékanyagként ismertek el. hazám az 1970-es években kezdte el alkalmazni, és az 1990-es években széles körben alkalmazták. Ma ez a legszélesebb körben használt és a legnagyobb mennyiségű cellulóz a világon.

Szerkezeti képlet: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulaképlet: C8H11O7Na

Ez a termék a cellulóz-karboxi-metil-éter nátriumsója, egy anionos rost

2. A nátrium-karboxi-metil-cellulóz (CMC) megjelenése

Ez a termék a cellulóz-karboxi-metil-éter nátriumsója, anionos cellulóz-éter, fehér vagy tejfehér szálas por vagy granulátum, sűrűsége 0,5-0,7 g/cm3, szinte szagtalan, íztelen, higroszkópos. Könnyen diszpergálható vízben, átlátszó kolloid oldatot képezve, és nem oldódik szerves oldószerekben, például etanolban [1]. Az 1%-os vizes oldat pH-ja 6,5-8,5, pH>10 vagy <5 esetén a nyálka viszkozitása jelentősen csökken, és pH=7 esetén a legjobb a teljesítmény. Hőálló, viszkozitása gyorsan emelkedik 20°C alá, és lassan változik 45°C-on. A hosszú távú 80°C feletti melegítés denaturálhatja a kolloidot, és jelentősen csökkentheti a viszkozitást és a teljesítményt. Vízben könnyen oldódik, az oldat átlátszó; lúgos oldatban nagyon stabil, de savval találkozva könnyen hidrolizálódik, és 2-3 pH-értéknél kicsapódik, valamint több vegyértékű fémsókkal is reagál.

A fő cél

Az élelmiszeriparban sűrítőanyagként, a gyógyszeriparban gyógyszerhordozóként, a napi vegyiparban kötőanyagként és újralerakódás-gátlóként használják. A nyomda- és festőiparban védőkolloidként használják enyvező- és nyomdapasztákhoz. A petrolkémiai iparban olajvisszanyerő repesztőfolyadék komponenseként használható. [2]

Összeférhetetlenség

A nátrium-karboxi-metil-cellulóz nem kompatibilis erős savas oldatokkal, oldható vassókkal és néhány más fémmel, például alumíniummal, higannyal és cinkkel. Ha a pH 2-nél kisebb, és 95%-os etanollal keverjük össze, csapadék válik ki.

A nátrium-karboxi-metil-cellulóz a zselatinnal és a pektinnel koagglomerátumokat képezhet, illetve a kollagénnel komplexeket is képezhet, amelyek bizonyos pozitív töltésű fehérjéket kicsaphatnak.

hajó

A CMC általában egy anionos polimer vegyület, amelyet úgy állítanak elő, hogy természetes cellulózt maró lúggal és monoklór-ecetsavval reagáltatnak, és molekulatömege 6400 (±1 000). A fő melléktermékek a nátrium-klorid és a nátrium-glikolát. A CMC a természetes cellulózmódosításhoz tartozik. Az Egyesült Nemzetek Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) hivatalosan „módosított cellulóznak” nevezte.

A CMC minőségének mérésére szolgáló fő mutatók a helyettesítési fok (DS) és a tisztaság. Általában a CMC tulajdonságai eltérőek, ha a DS eltérő; minél nagyobb a szubsztitúció mértéke, annál erősebb az oldhatóság, és annál jobb az oldat átlátszósága és stabilitása. A jelentések szerint a CMC átlátszósága jobb, ha a szubsztitúció mértéke 0,7-1,2, vizes oldatának viszkozitása pedig 6-9 pH-érték mellett a legnagyobb. A minőségének biztosítása érdekében az éterezőszer megválasztása mellett néhány olyan tényezőt is figyelembe kell venni, amelyek befolyásolják a helyettesítés és a tisztaság mértékét, mint például a lúg és az éterezőszer mennyiségének kapcsolata, az éterezési idő, a víztartalom a rendszer, hőmérséklet, pH érték, oldat Koncentráció és só stb.

status quo

A nyersanyaghiány (gyapotszálból készült finomított pamut) megoldása érdekében az elmúlt években hazám egyes tudományos kutatóegységei együttműködtek a vállalkozásokkal a rizsszalma, őrölt gyapot (hulladék gyapot) és a babtúró adalékok átfogó hasznosítása érdekében. a CMC sikeres előállításához. A gyártási költség nagymértékben csökken, ami új nyersanyagforrást nyit a CMC ipari termelése számára, és megvalósítja az erőforrások átfogó felhasználását. Egyrészt csökken a gyártási költség, másrészt a CMC a nagyobb precizitás felé fejlődik. A CMC kutatás-fejlesztése elsősorban a meglévő gyártástechnológia átalakítására és a gyártási folyamat innovációjára, valamint egyedi tulajdonságokkal rendelkező új CMC termékekre fókuszál, mint például a sikeresen kifejlesztett „oldószer-iszap módszer” [3]. külföldön, és széles körben elterjedt. Új típusú, nagy stabilitású módosított CMC készül. A magasabb szubsztitúciós fok és a szubsztituensek egyenletesebb eloszlása ​​miatt az ipari termelési területek szélesebb körében és összetettebb felhasználási környezetekben alkalmazható a magasabb folyamatigények kielégítésére. Nemzetközi szinten ezt az új típusú módosított CMC-t „polianionos cellulóznak (PAC, polianionos cellulóz)” is nevezik.

biztonság

Magas biztonság, az ADI nem igényel szabályozást, és nemzeti szabványokat is megfogalmaztak [4].

alkalmazás

Ez a termék kötő, sűrítő, erősítő, emulgeáló, vízvisszatartó és szuszpendáló funkcióval rendelkezik.

A CMC alkalmazása élelmiszerekben

A FAO és a WHO jóváhagyta a tiszta CMC használatát az élelmiszerekben. Nagyon szigorú biológiai és toxikológiai kutatások és tesztek után engedélyezték. A nemzetközi szabvány szerinti biztonságos bevitel (ADI) 25mg/(kg·d), azaz személyenként körülbelül 1,5 g/nap. Beszámoltak arról, hogy néhány embernél nem jelentkezett toxikus reakció, amikor a bevitel elérte a 10 kg-ot. A CMC nemcsak jó emulgeáló stabilizátor és sűrítő az élelmiszeripari alkalmazásokban, hanem kiváló fagyasztási és olvadási stabilitással is rendelkezik, és javíthatja a termék ízét és meghosszabbíthatja a tárolási időt. A szójatejben, fagylaltban, fagylaltban, zselében, italokban és dobozokban felhasznált mennyiség körülbelül 1–1,5%. A CMC stabil emulgeált diszperziót is képezhet ecettel, szójaszósszal, növényi olajjal, gyümölcslével, mártással, zöldséglével stb., és az adagolás 0,2-0,5%. Különösen kiváló emulgeáló képességgel rendelkezik állati és növényi olajokhoz, fehérjékhez és vizes oldatokhoz, lehetővé téve, hogy homogén emulziót képezzen, stabil teljesítménnyel. Biztonsága és megbízhatósága miatt adagolását nem korlátozza a nemzeti élelmiszer-higiéniai szabvány ADI. A CMC-t folyamatosan fejlesztik az élelmiszeriparban, és kutatások folytak a nátrium-karboximetil-cellulóz bortermelésben való alkalmazására vonatkozóan is.

A CMC alkalmazása az orvostudományban

A gyógyszeriparban injekciós emulzió stabilizátorként, tablettákhoz kötőanyagként és filmképző szerként használható. Néhány ember alapvető és állatkísérletekkel bebizonyította, hogy a CMC biztonságos és megbízható rákellenes gyógyszerhordozó. A CMC-t membránanyagként használva a hagyományos kínai orvoslás Yangyin Shengji por módosított adagolási formája, a Yangyin Shengji membrán használható dermabráziós műtéti sebek és traumás sebek kezelésére. Állatmodell-vizsgálatok kimutatták, hogy a film megakadályozza a sebfertőzést, és nincs jelentős különbség a gézkötésekhez képest. A sebszövet folyadékváladékának szabályozása és a sebek gyors gyógyulása szempontjából ez a film lényegesen jobb, mint a gézkötés, és csökkenti a műtét utáni ödémát és a sebirritációt. A polivinil-alkohol: nátrium-karboxi-metil-cellulóz: polikarboxi-etilén 3:6:1 arányú fóliakészítmény a legjobb előírás, és a tapadás és a felszabadulás egyaránt megnövekedett. Jelentősen javul a készítmény tapadása, a készítmény szájüregben való tartózkodási ideje és a gyógyszer hatékonysága a készítményben. A bupivakain erős helyi érzéstelenítő, de mérgezés esetén néha súlyos szív- és érrendszeri mellékhatásokat okozhat. Ezért, míg a bupivakaint széles körben alkalmazzák klinikailag, a toxikus reakcióinak megelőzésére és kezelésére irányuló kutatások mindig nagyobb figyelmet fordítottak. Farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a CIVIC, mint bupivakain oldattal összeállított, nyújtott hatóanyag-leadású anyag jelentősen csökkentheti a gyógyszer mellékhatásait. A PRK műtét során az alacsony koncentrációjú tetrakain és a nem szteroid gyulladáscsökkentők CMC-vel kombinálva jelentősen enyhíthetik a posztoperatív fájdalmakat. A posztoperatív peritoneális összenövések megelőzése és a bélelzáródás csökkentése a klinikai sebészet egyik legfontosabb kérdése. Tanulmányok kimutatták, hogy a CMC szignifikánsan jobb, mint a nátrium-hialuronát a posztoperatív peritoneális adhézió mértékének csökkentésében, és hatékony módszerként használható a peritoneális adhézió kialakulásának megelőzésére. A CMC-t rákellenes szerek májartériás katéteres infúziójában használják májrák kezelésére, ami jelentősen meghosszabbíthatja a rákellenes szerek daganatokban való tartózkodási idejét, fokozza a daganatellenes hatást és javítja a terápiás hatást. Az állatgyógyászatban a CMC-t is széles körben alkalmazzák. Beszámoltak arról [5], hogy az 1%-os CMC-oldat intraperitoneális becsepegtetése anyajuhokba szignifikáns hatással van a dystocia és a hasi összenövések megelőzésére haszonállatok reproduktív traktusának műtétje után.

CMC más ipari alkalmazásokhoz

Mosószerekben a CMC szennyeződés-visszarakódást gátló szerként használható, különösen hidrofób szintetikus szálas szöveteknél, ami lényegesen jobb, mint a karboximetilszál.

A CMC olajkutak védelmére használható iszapstabilizátorként és vízvisszatartó szerként az olajfúrások során. Az egyes olajkutak adagolása sekély kutak esetén 2,3 tonna, mély kutak esetében 5,6 tonna;

A textiliparban enyvezőszerként, nyomda- és festőpaszta sűrítőjeként, textilnyomtatáshoz és merevítő kikészítéshez használják. Ha enyvezőszerként használják, javíthatja az oldhatóságot és a viszkozitást, és könnyen szigetelhető; merevítőszerként adagolása 95% feletti; ha enyvezőszerként használják, az enyvezőfilm szilárdsága és rugalmassága jelentősen javul; regenerált selyemfibroinnal A karboximetil-cellulózból álló kompozit membrán a glükóz-oxidáz rögzítésének mátrixa, a glükóz-oxidáz és a ferrocén-karboxilát pedig immobilizálva van, az elkészített glükóz bioszenzor pedig nagyobb érzékenységű és stabilitású. Tanulmányok kimutatták, hogy ha a szilikagél homogenizátumot körülbelül 1% (w/v) koncentrációjú CMC-oldattal készítik, az elkészített vékonyréteg-lemez kromatográfiás teljesítménye a legjobb. Ugyanakkor az optimalizált körülmények között bevont vékonyrétegű lemez megfelelő rétegszilárdsággal rendelkezik, különböző mintavételi technikákhoz alkalmas, könnyen kezelhető. A CMC a legtöbb szálhoz tapad, és javíthatja a szálak közötti kötést. Viszkozitásának stabilitása biztosíthatja a méretezés egyenletességét, ezáltal javítva a szövés hatékonyságát. Használható textíliák befejező anyagaként is, különösen tartós ránctalanító kikészítéshez, amely tartós változásokat hoz a szövetekbe.

A CMC használható ülepedésgátlóként, emulgeálószerként, diszpergálószerként, kiegyenlítőszerként és bevonatok ragasztójaként. A bevonat szilárdanyag-tartalmát egyenletesen tudja eloszlatni az oldószerben, így a bevonat hosszú ideig nem válik le. Festékekben is széles körben használják. .

Amikor a CMC-t flokkulálószerként használják, hatékonyabban távolítja el a kalciumionokat, mint a nátrium-glükonát. Kationcserélőként alkalmazva cserélő kapacitása elérheti az 1,6 ml/g-ot.

A CMC-t papír enyvezőként használják a papíriparban, amely jelentősen javíthatja a papír száraz- és nedvesszilárdságát, valamint az olajállóságot, a tintafelvételt és a vízállóságot.

A CMC-t a kozmetikumokban hidroszolként, a fogkrémekben sűrítőanyagként használják, adagolása körülbelül 5%.

A CMC használható flokkulálószerként, kelátképző szerként, emulgeálószerként, sűrítőszerként, vízvisszatartó szerként, enyvezőszerként, filmképző anyagként stb., és széles körben használják az elektronikában, peszticidekben, bőrben, műanyagokban, nyomtatásban, kerámiában, fogkrémben, napi szinten. vegyiparban és egyéb területeken, kiváló teljesítménye és széles körű felhasználási lehetőségei miatt folyamatosan új alkalmazási területeket nyit meg, a piaci kilátások pedig rendkívül szélesek.

Óvintézkedések

(1) Ennek a terméknek az erős savakkal, erős lúgokkal és nehézfém-ionokkal (például alumínium, cink, higany, ezüst, vas stb.) való kompatibilitása ellenjavallt.

(2) Ennek a terméknek a megengedett bevitele 0-25 mg/kg·d.

Utasítás

Keverje össze a CMC-t közvetlenül vízzel, hogy pépes ragasztót készítsen későbbi használatra. A CMC ragasztó konfigurálásakor először egy keverővel öntsön egy bizonyos mennyiségű tiszta vizet az adagolótartályba, majd a keverőberendezés bekapcsolásakor lassan és egyenletesen szórja be a CMC-t az adagolótartályba, folyamatosan keverve, hogy a CMC teljesen integrálódjon. vízzel a CMC teljesen feloldódik. A CMC feloldásakor az egyenletes szórással és folyamatos keveréssel az „az agglomeráció, agglomeráció problémáinak megelőzése, a CMC vízzel való találkozásakor feloldódó CMC mennyiségének csökkentése”, valamint a CMC oldódási sebességének növelése az oka. A keverés ideje nem egyezik meg a CMC teljes feloldódásának idejével. Ez két fogalom. Általánosságban elmondható, hogy a keverés ideje sokkal rövidebb, mint a CMC teljes feloldódási ideje. A kettőhöz szükséges idő az adott helyzettől függ.

A keverési idő meghatározásának alapja: amikor aCMCegyenletesen eloszlik a vízben, és nincsenek látható nagy csomók, a keverés leállítható, így a CMC és a víz álló állapotban behatolhat és összeolvad egymással.

A CMC teljes feloldódásához szükséges idő meghatározásának alapja a következő:

(1) A CMC és a víz teljesen össze van kötve, és a kettő között nincs szilárd-folyadék elválasztás;

(2) A kevert paszta egyenletes állapotú, a felülete sík és sima;

(3) A kevert paszta színe közel színtelen és átlátszó, és nincsenek szemcsés tárgyak a pasztában. Attól az időponttól kezdve, amikor a CMC-t az adagolótartályba helyezik és vízzel összekeverik, a CMC teljes feloldódásáig a szükséges idő 10 és 20 óra között van.