Надежный поставщик ингредиентов
для пищевой промышленности
|
Каталог продукцииЗагустители Пектин Ферменты Ароматизаторы телефон: +7 (812) 334-94-63 факс: +7 (812) 334-94-62 | Технологу - КМЦСЕКОL камедь целлюлозы
КМЦ расшифровывается как карбоксиметилцеллюлоза. Однако более правильным будет назвать ее натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы. КМЦ получают из целлюлозы, которую переводят в водорастворимое состояние в процессе химической реакции. Растворимость в воде достигается введением карбоксиметильных групп в цепь целлюлозы, что делает возможным гидратацию молекулы. Свойства КМЦ в пищевых продуктах: Формирование структурной сетки Влагоудержание Связывание Пленкообразование Суспендирование Стабилизация Загущение Замещающие группы необратимо связаны с основной цепью целлюлозы эфирными мостиками, следовательно, КМЦ принадлежит к группе соединений, именуемых эфиры целлюлозы. Необходимо отметить, что поскольку карбоксиметильная группа функционирует как кислота, КМЦ является анионным полиэлектролитом. КМЦ демонстрирует множество интересных свойств при растворении в водных растворах, которые зависят от типа КМЦ и условий растворения. КМЦ получают в результате взаимодействия целлюлозы и монохлоруксусной кислоты (МСА) в присутствии гидроксида натрия (NaOH) в качестве третьей неотъемлемой составляющей процесса. Этапы производства КМЦ представлены на технологической схеме. Целлюлоза проходит тщательный отбор в соответствии с жесткими требованиями, предъявляемыми к качеству конечного продукта. Прежде всего, ее обрабатывают гидроксидом натрия. В результате реакции между целлюлозой и гидроксидом натрия образуется щелочная целлюлоза. Наиболее ответственным моментом производства является гарантия полного перехода целлюлозы в щелочную форму. Стадия обработки щелочью широко известна как мерсеризация. Щелочная целлюлоза хорошо взаимодействует с монохлоруксусной кислотой, которая вводится в реакцию или в виде свободной кислоты – МСА, или в виде ее натриевой соли – NaMCA. Структура целлюлозы и натрий карбоксиметилцеллюлозы
После завершения различных этапов химической реакции продукт содержит около 25-30% побочных солей (хлорида натрия и гликолята натрия). Продукт можно сразу подвергнуть сушке (технические типы КМЦ) или нейтрализовать и очистить путем промывания до степени чистоты не менее 99,5% (марка CEKOL камедь целлюлозы).
Метод растворения КМЦ и параметры перемешивания (сдвиг) в процессе растворения будут определять конечную вязкость раствора. Растворитель, химический состав КМЦ и сила сдвига при перемешивании готового раствора отражаются на характеристиках растворения КМЦ, таких, как гидратации молекул КМЦ. То есть, для контроля вязкости конечного раствора необходимо строго соблюдать требуемые условия растворения КМЦ.
Принципом растворения КМЦ является как можно более быстрое намокание всех частиц перед началом увеличения вязкости. КМЦ по своей природе является гидрофильным веществом («любит воду»), что означает, что частицы КМЦ будут мгновенно набухать (гидратироваться) и растворяться при диспергировании в воде. Оборудование, используемое для перемешивания, должно быть достаточно эффективным для поддержания всего объема жидкости в состоянии движения для того, чтобы избежать образования комков и сгустков. Миксер должен создавать мощный нижний поток в центре смесительного танка и КМЦ должна вноситься в воронку, образуемую перемешивающим устройством. Скорость внесения КМЦ должна быть достаточно медленной для того, чтобы дать возможность намокнуть каждой отдельной частице. Внесение продукта может быть произведено через воронку или с помощью индуктора. КМЦ демонстрирует хорошую растворимость как в холодной, так и в горячей воде. Скорость растворения возрастает при повышении температуры, так как вязкость растворителя и развитие вязкости раствора КМЦ снижаются при повышении температуры. Скорость растворения молекулы КМЦ не зависит от температуры. Если нагревание возможно, наиболее подходящей (и рекомендуемой) температурой для приготовления раствора КМЦ является 50-60°С. Скорость растворения КМЦ также зависит от размера частиц. Порошок мелкого помола растворяется значительно быстрее, чем порошок крупного помола, поскольку в данном случае обеспечивается гидратация каждой отдельной частицы, и комки не образуются. Вязкость и реология растворов КМЦ. Наиболее важным и полезным свойством КМЦ является ее способность развивать вязкость в водных растворах. Можно приготовить растворы различной степени вязкости. Линейка продуктов КМЦ включает продукты как с низкой, так и с высокой молекулярной массой. При этом поведение растворов меняется от практически Ньютоновского до более псевдопластичного потока, т.е. вязкость меняется в зависимости от прилагаемой силы. Вязкость зависит от прилагаемого сдвига. На практике это проявляется как снижение вязкости при перемешивании, перекачивании или другом механическом воздействии на раствор КМЦ. Псевдопластичное поведение потока напрямую зависит от распрямления цепочки и ориентации молекул КМЦ в направлении движения потока. КМЦ с более длинными молекулами (с высоким молекулярным весом), например, CEKOL 30000, больше «разжижаются при сдвиге», чем КМЦ с короткими цепочками молекул, например, CEKOL 700. На вязкость низкомолекулярного типа КМЦ CEKOL 30 практически не влияет скорость сдвига, т.е. растворы КМЦ CEKOL 30 ведут себя практически как Ньютоновские жидкости. При увеличении силы сдвига вязкость (сопротивление потоку) будет снижаться. Изменения вязкости являются полностью и мгновенно обратимыми, и исходная вязкость восстанавливается после прекращения механического воздействия. Необходимо отметить что из-за псевдопластичных свойств потока растворов КМЦ определение показателя вязкости возможно только при определенной силе сдвига. Характеристика, имеющая отношение к полимерной природе КМЦ и часто принимаемая за псевдопластичность, называется тиксотропией. Она является следствием взаимодействия длинных цепочек молекул КМЦ и развития трехмерной структуры (сети) в растворе. Когда тиксотропный раствор подвергается сдвигу достаточной силы, структура разрушается, и структурная вязкость снижается. Изменения вязкости обратимы, но требуют определенного времени. Начальная вязкость восстанавливается при условии, что раствор находится в состоянии покоя некоторое время после прекращения механического воздействия. Молекулярный вес. Вязкость пропорциональна средней длине молекулы КМЦ или степени полимеризации (DP). Средняя длина молекулы и степень замещения определяют молекулярный вес типов КМЦ. Вязкость быстро возрастает с повышением степени полимеризации.
Концентрация. С увеличением концентрации вязкость растворов быстро возрастает. Как правило, вязкость увеличивается в 8-10 раз при увеличении концентрации в 2 раза. Из графика следует, что 0.5% раствор Cekol марки 30 000 будет демонстрировать ту же вязкость, что и 2.5% раствор марки 700. Однако это не означает, что их функциональные свойства идентичны, так как они зависят от многих дополнительных факторов. Температура.
Вязкость растворов КМЦ обратимо зависима от температуры. Например, вязкость снижается при повышении температуры, но возвращается в исходное состояние при снижении температуры до первоначальных значений. Длительное нагревание, особенно при температуре более 100°С, может привести к потере вязкости в зависимости от типа КМЦ. Величина рН.
Вязкость растворов КМЦ остается стабильной внутри широкого диапазона рН. При значениях рН от 11 – 12 и выше вязкость нарушается из-за высокой доминирующей концентрации электролита и щелочной деградации (гидролиза) молекулы КМЦ. При значениях рН < 4 кислотная форма КМЦ начинает доминировать (противоположные ионы Na+ замещаются на Н+). Этот тип КМЦ нерастворим в воде, что приводит к снижению вязкости. Тем не менее, типы КМЦ с высокой степенью замещения и специальные кислотоустойчивые типы будут демонстрировать хорошую стабильность вязкости даже при агрессивно низких значениях рН. Стабильность. Несмотря на то, что КМЦ характеризуется хорошей устойчивостью к деградации, ферменты и окислители все же могут ее разложить. Ферменты или внесенные, или выработанные микроорганизмами, могут способствовать разложению целлюлозной цепочки, и, следовательно, вызвать серьезное необратимое снижение вязкости. Обычный путь попадания ферментов – через микроорганизмы, присутствующие в окружающей среде.Они попадают в систему, в которой применяется КМЦ, и начинают вырабатывать ферменты. Наиболее эффективным способом прекращения ферментной атаки является предотвращение развития микроорганизмов посредством тепловой обработки или внесения консервантов. Тепловая обработка при температуре 80°С с выдержкой 30 минут или при температуре 100°С с выдержкой 1 минута обычно достаточна для инактивации микроорганизмов. Для полной инактивации присутствующих ферментов, разрушающих целлюлозу, может потребоваться или более высокая температура, или более длительная выдержка тепловой обработки. Окислители, такие, как хлор и пероксид водорода, вызывают распад цепи целлюлозы. Окислительная деградация происходит в щелочной среде в присутствии кислорода. Ионы металла, такие, как Fe2+, ускоряют щелочную деградацию.
Для предотвращения окислительной деградации, растворы КМЦ не должны находиться на открытом воздухе дольше, чем это необходимо, особенно при повышении температуры и значения рН. В случае продолжительного хранения растворы КМЦ должны быть подвергнуты консервации сразу после приготовления с поддержанием нейтрального значения рН (если возможно). При этом требуется исключение доступа кислорода и прямого солнечного света.
Все виды КМЦ производятся или из древесины, или, в некоторых случаях, из хлопкового пуха. Они являются биодеградируемыми, что подразумевает ограниченность сроков их хранения. Следовательно, очень важно хранить эти продукты надлежащим образом для предотвращения нежелательной деградации. КМЦ гигроскопична, то есть легко поглощает воду из окружающей среды. Продукт должен храниться в оригинальной упаковке в сухом хорошо проветриваемом помещении. Необходимо сохранять место хранения сухим, чистым и защищенным от скопления пыли. При обеспечении надлежащих условий хранения основные свойства КМЦ будут оставаться в нормальном состоянии в течение 3-х лет. Совместимость с другими полисахаридами.
КМЦ продукты компании CP Kelco полностью совместимы с большинством других полисахаридов. В сочетании с некоторыми наблюдается синергитический эффект по вязкости, с другими значения вязкости соответствуют теоретическим предположениям. Несколько примеров смесей КМЦ с другими полисахаридами.
Совместимость с белками. Белки являются полимерами аминокислот. Молекулы белков могут принимать различные пространственные формы. Они имеют несколько общих свойств, одним из которых появляется чувствительность к значению величины рН. Это сводит их растворимость в воде до довольно узкого рН - интервала. Тем не менее, благодаря ионной природе КМЦ, она может взаимодействовать со многими белками, образовывая растворимые стабильные комплексы. Особенно это важно в изоэлектрической точке белков (уровень рН, при котором растворение минимально) около или ниже нейтрального значения рН. Важным примером является стабилизация с помощью КМЦ молочного белка (казеина) в кисломолочных продуктах. Изоэлектрическая точка казеина в молоке примерно 4.6. Основные области применения КМЦ Натрий карбоксиметилцеллюлоза является одним из наиболее разносторонних загущающих агентов, широко применяемом во многих отраслях промышленности.
Купить камедь целлюлозы оптомУ нас Вы можете купить камедь целлюлозы CP Kelco оптом по самой выгодной цене. Для получения прайс-листа на продукцию или запроса оптовой цены на камедь целлюлозы CP Kelco закажите звонок от нашего менеджера. |
Новости компании 05.03.2024 27.12.2023 25.07.2023 20.12.2022 20.08.2021 |
БПК: пищевые ингредиенты © 2006-2022
Санкт-Петербург, ул. Большая Конюшенная д. 17, пом 36-Н, лит.А телефон: +7 (812) 334-94-63, факс: 334-94-62, E-mail: kulikova@bpk-spb.com, seroedova@bpk-spb.com |