مهندسی علوم صنایع چوب و کاغذ

××وبلاگ تخصصی مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ **

کربوکسی متیل سلولز
ساعت ٥:٥٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ٢٦ فروردین ۱۳۸٩ 

هیدروکلوئیدها، کربوهیدرات های پیچیده ای هستند که برای اصلاح بافت، کنترل کریستالیزاسیون، جلوگیری از آب انداختن محصول یا سینرسیس، پوشش دهی مواد عطری و طعمی، افزایش پایداری فیزیکی، تشکیل فیلم، تولید ساختار ژلی و افزایش قوام در مواد غذایی مایع، نیمه مایع و نیمه جامد استفاده می شوند. بسیاری از آنها در بدن انسان متابولیز نمی شوند و انرژی (کالری زایی) پایینی دارند و می توان از آنها به عنوان ترکیباتی مفید در غذاهای رژیمی استفاده کرد. معمولاً هیدروکلوئیدها بطور مستقیم بر عطر و طعم و مزه مواد غذایی تاثیر ندارند اما در تشکیل ژل، نگهداری آب، امولسیون کنندگی و نگهداری عطر و بو موثر می باشند.



 

هیدروکلوئیدها، کربوهیدرات های پیچیده ای هستند که برای اصلاح بافت، کنترل کریستالیزاسیون، جلوگیری از آب انداختن محصول یا سینرسیس، پوشش دهی مواد عطری و طعمی، افزایش پایداری فیزیکی، تشکیل فیلم، تولید ساختار ژلی و افزایش قوام در مواد غذایی مایع، نیمه مایع و نیمه جامد استفاده می شوند. بسیاری از آنها در بدن انسان متابولیز نمی شوند و انرژی (کالری زایی) پایینی دارند و می توان از آنها به عنوان ترکیباتی مفید در غذاهای رژیمی استفاده کرد. معمولاً هیدروکلوئیدها بطور مستقیم بر عطر و طعم و مزه مواد غذایی تاثیر ندارند اما در تشکیل ژل، نگهداری آب، امولسیون کنندگی و نگهداری عطر و بو موثر می باشند.

سلولز یکی از مهمترین ترکیبات آلی شناخته شده بوده و بدلیل اینکه یکی از اجزاء اصلی دیواره سلولی بیشتر گیاهان است, عمده ترین کربوهیدرات شناخته شده در زمین می باشد. سلولز هومو پلیمری است با وزن مولکولی بالا, خطی, غیر محلول در آب که واحدهای بتا-دی-گلوکوپیرانوز با باند 1و4 به هم متصل شده اند. مولکولهای سلولز می توانند به شکل های مختلف از جمله شکل پلی کریستال و فیبری وجود داشته باشند. سلولز در حلال های قطبی خصوصاً آب به ندرت حل می شود و برای اینکه بتواند بصورت محلول درآید یا بایستی پیوندهای هیدروژنی آن باز شود و یا اینکه با اصلاح سازی سلولز با ترکیباتی خاص, آن را بصورت محلول در آورد.

از سلولز می توان بسیاری از ترکیبات از جمله نیترات سلولز، استات سلولز، هیدروکسی اتیل سلولز و کربوکسی متیل سلولز را بدست آورد. از جمله این مشتقات کربوکسی متیل سلولز را می توان نام برد که بدلیل داشتن خواصی چون حلالیت در آب سرد و گرم، ایجاد ویسکوزیته در محلول، توانایی تشکیل فیلم، خاصیت چسبندگی، بی ضرر بودن برای بدن، تشکیل سوسپانسیون، توانایی نگهداری آب و مقاومت به روغن، چربی و حلال های آلی کاربرد وسیعی در فرمولاسیون، فرآوری و تولید مواد غذایی مختلف دارد.

امروزه با توجه به گسترش علم و تولید محصولات جدید، استفاده بهینه از مواد اولیه بویژه مواد اولیه ارزان قیمت جهت تولید مواد غذایی مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته است. روند تولید محصولات غذایی به شکل کنونی در کشور در مواردی همراه واردات مواد مورد نیاز کارخانه بوده و مشاهده می شود که بخصوص در زمینه تأمین مواد افزودنی مصرفی کارخانه ها غالباً وابستگی به خارج وجود دارد. بنابراین چنانچه بتوان برخی از این مواد را در داخل تهیه کرد از جنبه اقتصادی کمک زیادی به کارخانه های صنایع غذایی خواهد بود. برخی از کارخانه های صنایع غذایی، محصولات جانبی و ضایعاتی دارند که چنانچه بخوبی مورد استفاده قرار گیرند، از ارزش بالایی برخوردار خواهند بود.

اکثر پلی ساکاریدها بدلیل داشتن سه گروه هیدروکسیل در حلقه گلیکوزیلی خود قابلیت این را دارند که با یک یا  چند مولکول آب واکنش داده و بصورت هیدراته در آید. بنابراین در یک محیط آبی پلی ساکاریدها تمایل به جذب آب داشته ورم کرده و به صورت جزئی یا کامل در آب حل می شوند.

سلولز و مشتقات اصلاح شده آن بدلیل اینکه کالری زایی ندارند به عنوان فیبرهای رژیمی بکار رفته و از دستگاه گوارش انسان بدون هیچ تغییری عبور می کنند. سلولز خالص شده به عنوان یک ترکیب غذایی در فرمولاسیون غذاها بکار می رود. سلولز با کیفیت بسیار بالا معمولاً بعد از تهیه خمیر از چوب و خالص سازی آن تهیه می شود. خلوص شیمیایی برای سلولز بدلیل اینکه بسیاری از ترکیبات دیواره سلولی سلولزی گیاه در همه میوه و سبزیجات وجود دارد برای غذا لزومی ندارد همچنین استفاده از پودر سلولز در غذا بدلیل تغییرات بسیار کم در رنگ, عطر و طعم و عدم ایجاد آلودگی میکروبی, بلا مانع است. استفاده از سلولز و مشتقات آن در طیف وسیعی به عنوان فیبر, فیلم, پلاستیک, پوشش, کاغذ و محصولات چوبی, سوسپانسین کننده, در دنیا در حال افزایش می باشد.

تعریف کربوکسی متیل سلولز :

کربوکسی متیل سلولز بیشتر به فرم نمک سدیمی آن تولید می گردد و از دو واحد β-D-glucose و β-D-glucopyranose 2-O-(carboxymethyl)-monosodium salt تشکیل شده که توسط باند گلوکوزیدی بتا 1و4 به هم متصل گشته و بصورت غیر تصادفی در کل ماکرومولکول پخش شده است. کربوکسی متیل سلولز مولکولی خطی، یونی، سنتتیک، بی بو و بی مزه بوده و بسته به درجه خلوص، رنگ آن از سفید تا کرم رنگ قابل تغییر می باشد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مشتقات سلولز متاثر از نوع و ماهیت ترکیب جانشین شده(استخلافی), درجه استخلاف, میزان پخش شدگی این ترکیب در کل مولکول, وزن مولکولی است.

درجه استخلاف یک مشتق سلولزی عبارتست از میانگین تعداد گروه های هیدروکسیل واکنش داده به یک واحد گلوکز بی آب یا به عبارتی دیگر تعداد مکان های جانشین شده در یک واحد گلوکز بی آب توسط یک ترکیب جانشین شونده, درجه استخلاف یک پلیمر اصلاح شده گفته می شود. هر واحد گلوکز بی آب دارای سه گروه هیدروکسیل بوده بنابراین بیشترین درجه استخلاف 3 خواهد بود. خواص شیمیایی و فیزیکی یک مشتق سلولزی بستگی فراوانی به درجه استخلاف آن ترکیب دارد.

مواد اولیه مصرفی برای تولید کربوکسی متیل سلولز :

هر مادهای که به نحوی دارای سلولز باشد می توان از آن به عنوان منبع تولید کربوکسی متیل سلولز مورد استفاده قرار گیرد. امروزه در بعد تجاری برای تولید آآ

کربوکسی متیل سلولز از چوب و پنبه استفاده می شود. اما ازز آنجا که استفاده از چوب بدلیل کمبود آن محدود شده است، محققین بسیاری در جستجوی آن هستند تا سلولز را از منابع مختلفی استخراج کرده و با تبدیل آن به کربوکسی متیل سلولز محصولی جدید با خواص بهتر تولید کنند. از جمله شناخته شده ترین منابع جدید سلولز می توان به تفاله چغندرقند و باگاس اشاره کرد.

ساختار مولکولی و خصوصیات کربوکسی متیل سلولز:

کربوکسی متیل سلولز از جمله مواد هیدروکلوئید و مشتقات اتری سلولز می باشد که بدلیل داشتن خواص متعدد ذکر شده دارای کاربرد وسیعی در فرمولاسیون، فرآوری و تولید مواد غذایی مختلف است. در صنایع غذایی از آن به عنوان پایدارکننده، غلیظ کننده، سوسپانسیون کننده و نگهدارنده آب استفاده می شود و در انواع بیسکویت، کیک، بستنی، نوشابه های میوه ای، سس ها، سوپ های خشک و غذاهای رژیمی کاربرد دارد. کربوکسی متیل سلولز گذشته از صنایع غذایی کاربردهای فراوانی در سایر صنایع از جمله آرایشی، دارویی، مواد شوینده و پاک کننده، منسوجات، کاغذ سازی، آفت کش ها، سرامیک، چسب ها، مواد چرب کننده و صنعت سیمان دارد.

کربوکسی متیل سلولز مولکولی خطی، آنیونی، سنتتیک، بی بو و بی مزه بوده و بسته به درجه خلوص، رنگ آن از سفید تا کرم رنگ قابل تغییر می باشد.

منبع :وبلاگ مهندسی پلیمر


کلمات کلیدی: