کربوکسی متیل سلولز چیست؟

کربوکسی متیل سلولز، نام صمغی است که بر اثر اتری شدن سلولز به وجود آمده است.

سلولز هم یک پلیمر طبیعی است که رد و نشان آن را می توان به سادگی در محیط اطراف مشاهده کرد. از ساقه درختان گرفته تا پنبه ای که شاکله بسیاری از لباس هایمان را تشکیل داده اند.

سلولز بعد از انجام چند واکنش در طی پروسه سنتز، به CMC تبدیل می شود.

این صمغ یکی از پرکاربردترین هیدروکلوئیدهایی است که در بسیاری از محصولات کاربرد دارد؛ از بستنی و نوشیدنی های میوه ای گرفته تا انواع چسب.

کربوکسی متیل سلولز

از چه ماده ای ساخته شده؟

همانطور که از نام این ماده پیداست، از سلولز ساخته شده که این پلیمر طبیعی نیز در طبیعت به وفور وجود دارد.

جنگل ها یکی از منایع عظیم سلولز هستند که به سهولت در اختیار ما قرار گرفته. از آنجا که در ساقه درختان مقادیر زیادی از سلولز وجود دارد با طی کردن فرایند استخراج، سلولز را می توان از چوب درختان استخراج کرد.

از منابع دیگر، می توان به پنبه اشاره کرد که معمولا آلفا سلولز استخراج شده از پنبه در تولید این هیدروکلوئید استفاده می شود.

تولید کننده کربوکسی متیل سلولز

شیوه تولید و سنتز

در کارخانه تولید کننده کربوکسی متیل سلولز، مراحل مختلف طی شده تا یک صمغ محلول در آب به وجود آید.

تولید کربوکسی متیل سلولز

بصورت خیلی مختصر می توان به مراحل زیر اشاره کرد:

  • استحصال سلولز ( از چوب ، پنبه ، لینتر پنبه و …)
  • خالص سازی و سفیدگری سلولز
  • استریفیکیشن : در این مرحله، سلولز که یک پلیمر طبیعی غیرقابل انحلال در آب است ، به وسیله سدیم هیدروکساید (NaOH) آماده واکنش می شود. بعبارت بهتر، در طی مرحله استریفیکیشن شاخک های این پلیمر، برای مرحله بعدی واکنش و استخلاف دار شدن آماده (فعال) می شوند.
  • اتریفیکیشن : در این مرحله شاخک ها (استخلاف) به وجود می آیند. سلولزی که در مرحله استریفیکیشن آماده واکنش شده است، بوسیله مونو کلرو استیک اسید (MCA) تحت واکنش قرار گرفته و استخلاف ها کامل شکل می گیرند. بعد از این واکنش و تشکیل استخلاف ها، می توان گفت سنتز کامل شده است. نکته قابل توجه اینکه محصول جانبی این واکنش، نمک NaCl می باشد.
  • خالص سازی : در صورتیکه نیاز به تولید CMC خالص باشد ( غذایی و یا صنعتی با خلوص و کیفیت بالا) مرحله خالص سازی نیز باید انجام شده و نمک NaCl از محصول اصلی جدا شود. این خالص سازی می تواند در درجات خلوص مختلف ادامه پیدا کند. بطور مثال بعضی از انواع CMC صنعتی خلوص ۹۰ درصد داشته و برخی ۹۵ درصد. گرید خوراکی هم بر اساس استانداردهای مختلف حداقل ۹۸/۵ و یا ۹۹/۵ درصد خلوص را باید داشته باشند.

البته همانطور که قبلا اشاره شد، در کارخانه های مختلف، بر اساس امکانات تولید و همچنین دانش فنی، گریدها و دسته های متفاوتی از این هیدروکلوئید تولید می شود.

تولید کننده کربوکسی متیل سلولز

بعد از انجام مراحل مذکور، در صورت نیاز به ماده ای با درصد خلوص بالا وارد مرحله خالص سازی می شود. در این مرحله نمک NaCl که بصورت ماده جانبی در واکنش تولید شده است، از محصول اصلی جدا می شود.

این ماده را با نام های دیگری مثل: ثعلب ، سلولز گام و چسب کربوکسی متیل سلولز CMC نیز می شناسند.

عوامل موثر بر قیمت

از آنجا که این صمغ انواع مختلف دارد، قیمت آن به ویژگی ها وعوامل مختلف ارتباط خواهد داشت:

  • خلوص
  • منبع اولیه سلولز
  • طول زنجیر پلیمری
  • ویسکوزیته
  • دانه بندی
  • DS (درجه استخلاف)

البته به جز مواردی که ذکر شد، عوامل دیگری نیز در قیمت این ماده می توانند تاثیر گذار باشند.

و همچنین در میان عوامل برخی از آنها سهم بیشتری در تعیین قیمت خواهند داشت که از میان این موارد می توان به خلوص، گرانروی و منابع مواد اولیه اشاره کرد.

تولید کننده های کربوکسی متیل

این روزها این ماده در نقاط مختلف دنیا تولید و عرضه می شود.

گفته می شود اولین بار در آلمان تولید شده ؛ اما در حال حاضرCMC را در کشورهای مختلف تولید میکنند.

کشور چین یکی از بزرگترین تولید کنندگان سلولز گام در دنیا بوده و سهم بزرگی از بازار این ماده را دنیا در اختیار کارخانه های تولید کننده چینی می باشد.

از دیگر تولید کنندگان مطرح در دنیا می توان به کارخانه هایی از کشورهای ژاپن، آمریکا و کره جنوبی اشاره کرد.

در ایران نیز این صمغ در گریدهای مختلف و متفاوت تولید می شود.

تولید کننده cmc

شرکت هنزک شیمی، تنها تولید کننده کربوکسی متیل سلولز غذایی در ایران می باشد که کارخانه این شرکت در شهرک صنعتی ایوانکی واقع شده است.

دسته بندی ها

این صمغ انواع مختلفی دارد که بر اساس کاربرد و همچنین پارامترهای فنی این دسته بندی صورت می گیرد.

بر اساس یک تعریف ساده می توان این ماده را به سه دسته تقسیم کرد:

  • غذایی ( خوراکی )
  • صنعتی ( با خلوص بالا ، متوسط و پایین )
  • شوینده

نکته حائض اهمیت اینکه در هر صنعتی بنابر نوع کاربرد و استفاده ای که مورد نظر است، استانداردهای مختلف و متفاوتی در نظر گرفته می شود. بطور مثال در صنایع غذایی پارامترهایی نظیر خلوص، فلزات سنگین و آلودگی های میکروبی بسیار اهمیت دارند اما در جای دیگری مثل تولید رنگ های پایه آب، ایجاد تعلیق و تشکیلی فیلم (Film Forming) از اهیمت ویژه ای برخوردار است.

بنابراین، بسته به صنعتی که در آن فعال هستیم، باید استانداردها و سنجه های مخصوص به خود را مد نظر قرار دهیم.

کاربردهای گرید غذایی

سی ام سی غذایی کاربردهای گسترده ای دارد که از میان این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنایع شیرینی و شکلات
  • نان و بیکری
  • لبنیات و دسرهای لبنی
  • آبمیوه و نوشیدنی های میوه ای
  • بستنی
  • انواع سس
کربوکسی متیل سلولز خوراکی

کربوکسی متیل سلولز صنعتی

گرید صنعتی کاربردهای گوناگونی دارد. به واسطه قدرت چسبندگی، به این ماده چسب سی ام سی صنعتی نیز گفته می شود.

برخی از کاربردهای CMC صنعتی
  • انواع چسب ( کاغذ دیواری، کاشی و …)
  • رنگ و رزین
  • حفاری ( در چاه های نفتی )
  • پتروشیمی
  • کاشی و سرامیک
  • صنایع چوب
کربوکسی متیل سلولز صنعتی
گرید شوینده

نکته قابل توجه در این دسته بندی اینکه CMC مورد استفاده در پودرهای شوینده، به دلیل اینکه معمولا با خلوص های بسیار پایین تولید می شوند، گرید شوینده را در دسته بندی جداگانه ای قرار می دهند. در کاربرد گرید شوینده، آنچه که اهمیت دارد، بار منفی این ماده است.

راهنمای انحلال کربوکسی متیل سلولز در آب

برای تسهیل در انحلال سی ام سی، پیشنهاد می شود که از یک همزن مکانیکی با دور متغیر استفاده شود. با توجه به نوع سدیم کربوکسی متیل سلولز انتخابی، محلول ۱% یا ۲% در آب مبنای سنجش ویسکوزیته می باشد. معمولا برای گریدهای با خلوص و ویسکوزیته بالا (بطور مثال METAGEL-F400 و METAGEL-253 ) محلول ۱% مناسب تر بوده  و برای گریدهای با گرانروی پایین محلول ۲% برای نمونه گیری مناسب تر می باشد.

برای یک محلول ۱% , ابتدا ۲٫۴ گرم از CMC به ظرف مناسب منتقل شده و حجم مشخصی از آب را اضافه نموده تا کل حجم معادل ۲۴۰ میلی لیتر گردد. موقعیت همزن باید به نحوی باشد که کمترین فاصله بین همزن و کف ظرف باشد.دمای استاندارد برای محلول سازی ۲۵ درجه سانتی گراد و زمان هم زدن حدودا ۲ ساعت است.


روش های انحلال کربوکسی متیل سلولز


برای انحلال راحت تر انواع CMC دو روش پیشنهاد می گردد:

روش اول و متداولتر، اضافه کردن اترسلولزی به آب همزمان با بهم زدن و تشکیل گرداب می باشد. سرعت اضافه کردن صمغ به آب باید تا حدی کنترل شود که ذرات فرصت برای جذب آب و حل شدن در آن را پیدا کنند. از طرف دیگر، اگر سرعت اضافه شدن بیش از حد کم شود، با تشکیل گرانروی اولیه، باقیمانده مواد بصورت حل نشده باقی می مانند.

انحلال سدیم کربوکسی متیل سلولز
انحلال CMC کربوکسی متیل سلولز

روش دوم , بیشتر در مواقعی استفاده می شود که C M C در فرمولاسیون محصول نهایی همراه با مواد پودری خشک دیگری می باشد ( بصورت مثال همراه با شکر) . در این موارد بهتر است ابتدا مواد پودری بصورت خشک ترکیب شده (Dry Mix) و سپس طبق روش اول در بالا در آب حل شوند. با استفاده از این روش , سرعت و میزان حلالیت این ماده در آب بالا می رود.


سه نکته بسیار مهم برای انحلال کربوکسی متیل سلولز در آب

  • همیشه پودر اتر سلولزی (مانند CMC یا HEC) به آب اضافه می گردد و نه برعکس.
  • تنظیم سرعت افزودن مواد پودری در سهولت انحلال صمغ تاثیرگذار خواهد بود.
  • در زمان انحلال صمغ سلولزی در آب یا فرمولاسیون، حتما باید به سایر عوامل نیز توجه کرد.
سایرعوامل تاثیرگذار در انحلال صمغ های سلولزی
  • در صد هرکدام از اجزای محلول
  • سرعت همزن و قدرت سیرکولیشن
  • دمای محیط و محلول
  • دانه بندی اجزای پودری
  • برهمکنش سایر اجزای پودری بر اتر سلولزی
  • ویسکوزیته ذاتی صمغ سلولزی مورد استفاده
  • و…

در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر در مورد انحلال کربوکسی متیل سلولز ، می توانید با کارشناسان فروش شرکت هنزک شیمی تماس حاصل فرمایید. ۰۲۱۶۶۴۵۵۰۰۱


مضرات کربوکسی متیل سلولز

تا به امروز مدرک و دلیل مشخص و مطلقی در مورد ضرر و زیان این ماده عنوان نشده. گرچه طبیعی است که این ماده نیز همچون تمام مواد افزودنی شیمیایی مضراتی داشته باشد و همچنین برای مصرف آن محدودیت های تعیین شده باشد.

در ایران سازمان غذا و دارو ( زیر مجموعه وزارت بهداشت) با اعمال استانداردهایی به CMC هایی که شامل استانداردهای مورد نظر باشد مجوز خوراکی و یا بهداشتی بودن را می دهد.

در دیگر کشورها هم کم و بیش همین مسیر طی می شود. بطور مثال در کشور امریکا سازمان FDA (یا U.S. Food and Drug Administration) طبق استاندارد هایی که دارد به CMC اجازه مصرف خوراکی، بهداشتی و دارویی را می دهد.

تولید کننده کربوکسی متیل سلولز در ایران

با توجه به اینکه در تولید کربوکسی متیل سلولز غذایی علاوه بر دانش فنی، نیاز به دستگاه ها و تجهیزات خاص

وجود دارد، بسیاری از دستگاه ها و امکانات مورد نیاز باید از کشورهای صاحب صنعت نظیر آلمان تهیه شود.

در حال حاضر شرکت هنزک شیمی تنها تولید کننده کربوکسی متیل سلولز غذایی در ایران می باشد و در کنار CMC غذایی، انواع گریدهای صنعتی با خلوص بالا را نیز تولید می کند.

کارخانه کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولز در یک نگاه

کربوکسی متیل سلولز

همانطور که اشاره شد، کربوکسی متیل سلولز یکی از مهمترین و پرکاربرد ترین صمغ هاست که در آب و انحلال پذیر است.

این صمغ از انجام فرآیند استریفیکیشن + اتریفیکیشنی که روی سلولز انجام می شود حاصل شده و انواع گوناگونی دارد.

سدیم کربوکسی متیل سلولز نام کامل تر این ماده است و در بسیاری از موارد آن را با نام های کوتاه تری مانند CMC می شناسند.

از کربوکسی متیل سلولز در بسیاری از صنایع استفاده می شود؛ مثل صنایع لبنی و بستنی و یا چسب های پایه اب و حتی صنعت حفاری.


شاید مطالب زیر برای شما جالب باشد:

گلیسرول مونو استئارات و کاربردهای آن در صنایع

پودر خردل امریکاییبهترین خردل جهت در تولید سس

اثر نانوفيبر بر ويژگي هاي رئولوژيکي و اندازه ذرات مايونز کم چربي

ارزیابی دو صمغ پکتین و CMC بر سفتی بافت شیره انگور

بررسي تاثير جايگزيني مقادير مختلف صمغ با صمغ دانه بالنگو شيرازي بر خصوصيات بستني سخت خامه اي


ارسال دیدگاه

ایمیل شما منتشر نخواهد شد