خصائص كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم وإدخال المنتج

كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، يشار إليه باسم كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) هو نوع من أثير ألياف البوليمر العالي المحضر عن طريق التعديل الكيميائي للسليلوز الطبيعي. يتكون هيكلها بشكل أساسي من وحدة الجلوكوز D من خلال β (1 → 4) وترتبط المفاتيح معًا.

CMC عبارة عن مسحوق أو حبيبات ليفية بيضاء أو بيضاء حليبية، بكثافة 0.5-0.7 جم / سم 3، عديمة الرائحة تقريبًا، ولا طعم لها، واسترطابي. يتشتت بسهولة في الماء ليشكل محلول غرواني شفاف، غير قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول. الرقم الهيدروجيني للمحلول المائي 1٪ هو 6.5-8.5، عندما يكون الرقم الهيدروجيني> 10 أو أقل من 5، تنخفض لزوجة الهلام بشكل ملحوظ، ويكون الأداء هو الأفضل عندما يكون الرقم الهيدروجيني = 7. مستقرة للحرارة، واللزوجة ترتفع بسرعة أقل من 20 درجة مئوية، وتتغير ببطء عند 45 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي التسخين طويل المدى فوق 80 درجة مئوية إلى إفساد المادة الغروية وتقليل اللزوجة والأداء بشكل كبير. إنه قابل للذوبان في الماء بسهولة والحل شفاف. وهو مستقر جدًا في المحلول القلوي، ولكن يتحلل بسهولة عندما يواجه الحمض، وسوف يترسب عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 2-3، وسوف يتفاعل أيضًا مع الأملاح المعدنية متعددة التكافؤ.

الصيغة الهيكلية: C6H7(OH)2OCH2COONa الصيغة الجزيئية: C8H11O5Na

التفاعل الرئيسي هو: يخضع السليلوز الطبيعي أولاً لتفاعل القلوية مع NaOH، ومع إضافة حمض الكلوروسيتيك، يخضع الهيدروجين الموجود في مجموعة الهيدروكسيل في وحدة الجلوكوز لتفاعل استبدال مع مجموعة كربوكسي ميثيل في حمض الكلوروسيتيك. يمكن ملاحظة من الصيغة البنائية أن هناك ثلاث مجموعات هيدروكسيل في كل وحدة جلوكوز، وهي مجموعات الهيدروكسيل C2 وC3 وC6. يتم استبدال الهيدروجين الموجود في كل مجموعة هيدروكسيل بكربوكسي ميثيل، والذي يتم تعريفه على أنه درجة استبدال 3. تؤثر درجة استبدال CMC بشكل مباشر على قابلية الذوبان والاستحلاب والسماكة والثبات ومقاومة الأحماض ومقاومة الملح.سي إم سي .

من المعتقد عمومًا أنه عندما تكون درجة الاستبدال حوالي 0.6-0.7، يكون أداء الاستحلاب أفضل، ومع زيادة درجة الاستبدال، يتم تحسين الخصائص الأخرى وفقًا لذلك. عندما تكون درجة الاستبدال أكبر من 0.8، يتم تعزيز مقاومتها للأحماض ومقاومة الملح بشكل كبير. .

بالإضافة إلى ذلك، فقد ذكر أعلاه أيضًا أن هناك ثلاث مجموعات هيدروكسيل في كل وحدة، وهي مجموعات الهيدروكسيل الثانوية C2 وC3 ومجموعة الهيدروكسيل الأولية C6. من الناحية النظرية، نشاط مجموعة الهيدروكسيل الأولية أكبر من نشاط مجموعة الهيدروكسيل الثانوية، ولكن وفقا للتأثير النظائري لـ C، فإن مجموعة -OH على C2 تكون أكثر حمضية، خاصة في البيئة القلوية القوية، نشاطها أقوى من C3 وC6، لذا فهو أكثر عرضة لتفاعلات الاستبدال، يليه C6، وC3 هو الأضعف.

في الواقع، لا يرتبط أداء CMC بدرجة الإحلال فحسب، بل يرتبط أيضًا بتوحيد توزيع مجموعات كربوكسي ميثيل في جزيء السليلوز بأكمله واستبدال مجموعات هيدروكسي ميثيل في كل وحدة بـ C2 وC3 وC6 في كل جزيء. المتعلقة بالتوحيد. نظرًا لأن CMC عبارة عن مركب خطي عالي البلمرة، ومجموعة كربوكسي ميثيل الخاصة به لها استبدال غير متجانس في الجزيء، فإن الجزيئات لها اتجاهات مختلفة عندما يُترك المحلول قائمًا، ويختلف طول الجزيء الخطي عندما تكون هناك قوة قص في المحلول . يمتلك المحور ميلاً للتحول إلى اتجاه التدفق، ويزداد هذا الميل قوة مع زيادة معدل القص حتى يتم ترتيب الاتجاه النهائي بشكل كامل. تسمى هذه الخاصية لـ CMC بالمرونة الكاذبة. إن اللدونة الكاذبة لـ CMC تساعد على التجانس والنقل عبر الأنابيب، ولن يكون مذاقها دهنيًا جدًا في الحليب السائل، مما يفضي إلى إطلاق رائحة الحليب. .

لاستخدام منتجات CMC، نحتاج إلى فهم جيد للمعايير الرئيسية مثل الاستقرار واللزوجة ومقاومة الأحماض واللزوجة. تعرف كيف نختار المنتج المناسب.

تتميز منتجات CMC منخفضة اللزوجة بطعم منعش، ولزوجة منخفضة، ولا يوجد بها ملمس سميك تقريبًا. وهي تستخدم أساسا في الصلصات والمشروبات الخاصة. السوائل الصحية عن طريق الفم هي أيضًا خيار جيد.

تستخدم منتجات CMC متوسطة اللزوجة بشكل رئيسي في المشروبات الصلبة ومشروبات البروتين العادية وعصائر الفاكهة. تعتمد كيفية الاختيار على العادات الشخصية للمهندسين. في استقرار مشروبات الألبان، ساهمت CMC كثيرًا.

تتمتع منتجات CMC عالية اللزوجة بمساحة تطبيق كبيرة نسبيًا. بالمقارنة مع النشا وصمغ الغوار وصمغ الزانثان وغيرها من المنتجات، فإن استقرار CMC لا يزال واضحًا نسبيًا، خاصة في منتجات اللحوم، وميزة الاحتفاظ بالمياه في CMC أكثر وضوحًا! من بين المثبتات مثل الآيس كريم، يعد CMC أيضًا خيارًا جيدًا.

المؤشرات الرئيسية لقياس جودة CMC هي درجة الاستبدال (DS) والنقاء. بشكل عام، تختلف خصائص CMC إذا كان DS مختلفًا؛ كلما ارتفعت درجة الإحلال، زادت قابلية الذوبان، وكانت شفافية المحلول وثباته أفضل. ووفقا للتقارير، فإن شفافية CMC تكون أفضل عندما تكون درجة الإحلال 0.7-1.2، وتكون لزوجة محلولها المائي هي الأكبر عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 6-9.

ومن أجل ضمان جودته، بالإضافة إلى اختيار عامل الأثير، يجب أيضًا مراعاة بعض العوامل التي تؤثر على درجة الإحلال والنقاء، مثل العلاقة بين كمية القلويات وعامل الأثير، ووقت الأثير، ومحتوى الماء في النظام ودرجة الحرارة وقيمة DH وتركيز المحلول والملح وما إلى ذلك.

تعتمد جودة منتجات CMC النهائية بشكل أساسي على حل المنتج. إذا كان محلول المنتج واضحًا، فهناك عدد قليل من جزيئات الهلام والألياف الحرة والبقع السوداء من الشوائب، فمن المؤكد بشكل أساسي أن جودة CMC جيدة. أما إذا ترك المحلول لعدة أيام فلا يظهر المحلول. أبيض أو عكر، ولكن لا يزال واضحًا جدًا، هذا منتج أفضل!