কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ এবং মিথাইলসেলুলোজের মধ্যে পার্থক্য কী?

কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) এবং মিথাইল সেলুলোজ (এমসি) হল দুটি সেলুলোজ ডেরিভেটিভ যা অনেক শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যদিও তারা উভয়ই প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে উদ্ভূত, বিভিন্ন রাসায়নিক পরিবর্তন প্রক্রিয়ার কারণে, CMC এবং MC-এর রাসায়নিক গঠন, ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে।

1. উৎস এবং মৌলিক ওভারভিউ
কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) ক্ষার চিকিত্সার পরে ক্লোরোএসেটিক অ্যাসিডের সাথে প্রাকৃতিক সেলুলোজ বিক্রিয়া করে প্রস্তুত করা হয়। এটি একটি অ্যানিওনিক জল-দ্রবণীয় সেলুলোজ ডেরিভেটিভ। সিএমসি সাধারণত সোডিয়াম লবণের আকারে বিদ্যমান, তাই একে সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (Na-CMC)ও বলা হয়। এর ভাল দ্রবণীয়তা এবং সান্দ্রতা সমন্বয় ফাংশনের কারণে, সিএমসি খাদ্য, ফার্মাসিউটিক্যাল, তেল তুরপুন, টেক্সটাইল এবং কাগজ শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

মিথাইলসেলুলোজ (MC) মিথাইল ক্লোরাইড (বা অন্যান্য মিথাইলেটিং বিকারক) দিয়ে সেলুলোজ মিথাইল করে প্রস্তুত করা হয়। এটি একটি অ-আয়নিক সেলুলোজ ডেরিভেটিভ। এমসি-তে তাপীয় জেল বৈশিষ্ট্য রয়েছে, উত্তপ্ত হলে দ্রবণ শক্ত হয় এবং ঠান্ডা হলে দ্রবীভূত হয়। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে, MC ব্যাপকভাবে বিল্ডিং উপকরণ, ফার্মাসিউটিক্যাল প্রস্তুতি, আবরণ, খাদ্য এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যবহৃত হয়।

2. রাসায়নিক গঠন
CMC এর মৌলিক গঠন হল সেলুলোজের β-1,4-গ্লুকোসিডিক বন্ডের গ্লুকোজ ইউনিটে কার্বোক্সিমিথাইল গ্রুপ (–CH2COOH) এর প্রবর্তন। এই কার্বক্সিল গ্রুপ এটিকে অ্যানিওনিক করে। সিএমসির আণবিক কাঠামোতে প্রচুর পরিমাণে সোডিয়াম কার্বক্সিলেট গ্রুপ রয়েছে। এই গোষ্ঠীগুলি সহজেই জলে বিচ্ছিন্ন হয়, সিএমসি অণুগুলিকে নেতিবাচকভাবে চার্জ করে, এইভাবে এটিকে ভাল জল দ্রবণীয়তা এবং ঘন করার বৈশিষ্ট্য দেয়।

MC এর আণবিক গঠন হল সেলুলোজ অণুতে মেথক্সি গ্রুপ (–OCH3) এর প্রবর্তন, এবং এই মেথক্সি গ্রুপগুলি সেলুলোজ অণুতে হাইড্রক্সিল গ্রুপের অংশ প্রতিস্থাপন করে। MC কাঠামোতে কোন আয়নিত গোষ্ঠী নেই, তাই এটি অ-আয়নিক, যার অর্থ এটি দ্রবণে বিচ্ছিন্ন বা চার্জিত হয় না। এর অনন্য তাপীয় জেল বৈশিষ্ট্যগুলি এই মেথক্সি গ্রুপগুলির উপস্থিতির কারণে ঘটে।

3. দ্রাব্যতা এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্য
CMC এর পানিতে ভালো দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং দ্রুত ঠান্ডা পানিতে দ্রবীভূত হয়ে স্বচ্ছ সান্দ্র তরল তৈরি করতে পারে। যেহেতু এটি একটি অ্যানিওনিক পলিমার, তাই সিএমসির দ্রবণীয়তা আয়নিক শক্তি এবং জলের পিএইচ মান দ্বারা প্রভাবিত হয়। উচ্চ-লবণ পরিবেশে বা শক্তিশালী অ্যাসিড অবস্থায়, CMC-এর দ্রবণীয়তা এবং স্থিতিশীলতা হ্রাস পাবে। উপরন্তু, CMC এর সান্দ্রতা বিভিন্ন তাপমাত্রায় তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল।

পানিতে MC এর দ্রবণীয়তা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। এটি ঠান্ডা জলে দ্রবীভূত করা যেতে পারে তবে উত্তপ্ত হলে একটি জেল তৈরি করবে। এই থার্মাল জেল সম্পত্তি MC কে খাদ্য শিল্প এবং বিল্ডিং উপকরণগুলিতে বিশেষ ফাংশন খেলতে সক্ষম করে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে MC এর সান্দ্রতা হ্রাস পায় এবং এটি এনজাইমেটিক অবক্ষয় এবং স্থিতিশীলতার জন্য ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে।

4. সান্দ্রতা বৈশিষ্ট্য
CMC এর সান্দ্রতা হল এর অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ ভৌত বৈশিষ্ট্য। সান্দ্রতা এর আণবিক ওজন এবং প্রতিস্থাপনের ডিগ্রির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। CMC দ্রবণের সান্দ্রতা ভাল সামঞ্জস্যপূর্ণ, সাধারণত কম ঘনত্বে উচ্চ সান্দ্রতা উত্পাদন করে (1%-2%), তাই এটি প্রায়শই একটি ঘন, স্টেবিলাইজার এবং সাসপেন্ডিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

MC এর সান্দ্রতা এর আণবিক ওজন এবং প্রতিস্থাপনের ডিগ্রির সাথেও সম্পর্কিত। প্রতিস্থাপনের বিভিন্ন ডিগ্রি সহ MC এর বিভিন্ন সান্দ্রতা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। দ্রবণে MC-এরও একটি ভাল ঘন হওয়ার প্রভাব রয়েছে, তবে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হলে, MC দ্রবণটি জেল হয়ে যাবে। এই জেলিং সম্পত্তিটি নির্মাণ শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় (যেমন জিপসাম, সিমেন্ট) এবং খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ (যেমন ঘন করা, ফিল্ম গঠন ইত্যাদি)।

5. আবেদন এলাকা
সিএমসি সাধারণত খাদ্য শিল্পে ঘন, ইমালসিফায়ার, স্টেবিলাইজার এবং সাসপেন্ডিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, আইসক্রিম, দই এবং ফলের পানীয়গুলিতে, CMC কার্যকরভাবে উপাদান পৃথকীকরণ প্রতিরোধ করতে পারে এবং পণ্যের স্বাদ এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে। পেট্রোলিয়াম শিল্পে, ড্রিলিং তরলগুলির তরলতা এবং তরল ক্ষতি নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করার জন্য CMC একটি কাদা চিকিত্সা এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, CMC কাগজ শিল্পে সজ্জা পরিবর্তনের জন্য এবং টেক্সটাইল শিল্পে সাইজিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

এমসি ব্যাপকভাবে নির্মাণ শিল্পে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে শুকনো মর্টার, টাইল আঠালো এবং পুটি পাউডারে। একটি ঘন এজেন্ট এবং জল ধরে রাখার এজেন্ট হিসাবে, MC নির্মাণ কর্মক্ষমতা এবং বন্ধন শক্তি উন্নত করতে পারে। ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পে, MC ট্যাবলেট বাইন্ডার, টেকসই-রিলিজ উপকরণ এবং ক্যাপসুল প্রাচীর উপকরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এর থার্মোজেলিং বৈশিষ্ট্যগুলি নির্দিষ্ট ফর্মুলেশনগুলিতে নিয়ন্ত্রিত মুক্তি সক্ষম করে। এছাড়াও, MC খাদ্য শিল্পে ঘন, স্টেবিলাইজার এবং খাবারের জন্য ইমালসিফায়ার হিসাবেও ব্যবহৃত হয়, যেমন সস, ফিলিংস, ব্রেড ইত্যাদি।

6. নিরাপত্তা এবং বায়োডিগ্রেডেবিলিটি
সিএমসি একটি নিরাপদ খাদ্য সংযোজন হিসাবে বিবেচিত হয়। বিস্তৃত বিষাক্ত গবেষণায় দেখানো হয়েছে যে সুপারিশকৃত ডোজে সিএমসি মানবদেহের জন্য ক্ষতিকর নয়। যেহেতু সিএমসি প্রাকৃতিক সেলুলোজের উপর ভিত্তি করে একটি ডেরিভেটিভ এবং এর ভাল বায়োডিগ্রেডেবিলিটি রয়েছে, তাই এটি পরিবেশে তুলনামূলকভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ এবং অণুজীব দ্বারা অবনমিত হতে পারে।

MC একটি নিরাপদ সংযোজন হিসাবেও বিবেচিত হয় এবং এটি ব্যাপকভাবে ওষুধ, খাবার এবং প্রসাধনীতে ব্যবহৃত হয়। এর অ-আয়নিক প্রকৃতি এটিকে ভিভো এবং ভিট্রোতে অত্যন্ত স্থিতিশীল করে তোলে। যদিও MC CMC-এর মতো জৈব-অবচনযোগ্য নয়, তবে এটি নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে অণুজীবের দ্বারা অবনমিত হতেও সক্ষম।

যদিও কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ এবং মিথাইল সেলুলোজ উভয়ই প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে উদ্ভূত, তাদের বিভিন্ন রাসায়নিক গঠন, ভৌত বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ ক্ষেত্রের কারণে ব্যবহারিক প্রয়োগে তাদের আলাদা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। CMC এর ভাল জল দ্রবণীয়তা, ঘন হওয়া এবং সাসপেনশন বৈশিষ্ট্যের কারণে খাদ্য, ফার্মাসিউটিক্যাল এবং শিল্প ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যখন MC তার তাপীয় জেল বৈশিষ্ট্য এবং স্থিতিশীলতার কারণে নির্মাণ, ফার্মাসিউটিক্যাল এবং খাদ্য শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ অবস্থান দখল করে। আধুনিক শিল্পে উভয়েরই অনন্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে এবং উভয়ই সবুজ এবং পরিবেশ বান্ধব উপকরণ।