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 کربوکسی متیل سلولز 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

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.

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.

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 عملا کربوکسی متیل سلولز تولید شده است. نکته قابل توجه اینکه محصول جانبی این واکنش، نمک NaCl می باشد.
  • خالص سازی : در صورتیکه نیاز به تولید CMC خالص باشد ( سی ام سی غذایی و یا سی ام سی 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. سی ام سی غذایی هم بر اساس استانداردهای مختلف حداقل ۹۸/۵ و یا ۹۹/۵ درصد خلوص را باید داشته باشند.
تولید کربوکسی متیل سلولز

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 سی ام سی ، ثعلب ، سلولز گام و چسب کربوکسی متیل سلولز CMC نیز می شناسند.

قیمت کربوکسی متیل سلولز

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 سی ام سی می توانند تاثیر گذار باشند.

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

تولید کننده کربوکسی متیل سلولز

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.

با توجه به اینکه دسته بندی های این صمغ، طیف نسبتا گسترده ای دارند، بعضی کارخانه های تولید کننده این پلیمر با توجه به دانش فنی و امکاناتی که در اختیار دارند اقدام به تولید دسته ای خاص (و یا دسته هایی) از انواع CMC کرده اند.

دسته بندی های انواع CMC

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

انواع کربوکسی متیل سلولز

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

استاندارد CMC خوراکی

CMC خوراکی یکی از پرکاربردترین هیدروکلوئیدهایی است که در صنایع غذایی استفاده می شود.

مهمترین ویژگی گرید خوراکی در مقایسه با بقیه گریدها، درصد خلوص بالای آن می باشد.

در استانداردهای مختلف برای گریدهای خوراکی و بهداشتی، درصدهای خلوص متفاوتی ذکر شده است.

کربوکسی متیل سلولز خوراکی
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

CMC صنعتی

CMC صنعتی کاربردهای گوناگونی دارد. به واسطه قدرت چسبندگی، به این ماده چسب سی ام سی 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.

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 تولید کربوکسی متیل سلولز

راهنمای انحلال کربوکسی متیل سلولز در آب

برای تسهیل در انحلال سی ام سی از یک همزن مکانیکی با دور متغیر باید 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 ویسکوزیته 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 سی ام سی به آب باید تا حدی کنترل شود که ذرات سی ام سی 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 ویسکوزیته اولیه , باقیمانده مواد بصورت حل نشده باقی می مانند.

روش دوم , بیشتر در مواقعی استفاده می شود که سی ام سی 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 سی ام سی در آب بالا می رود.


چند نکته در مورد انحلال انواع اتر سلولزی 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.
عوامل تاثیرگذار در سرعت و کیفیت 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…

مضرات کربوکسی متیل سلولز

تا به امروز مدرک و دلیل مشخص و مطلقی در مورد ضرر و زیان کربوکسی متیل سلولز 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.

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

شاید مطالب زیر برای شما جالب باشد:

گلیسرول مونو استئارات

بهترین نوع پودر خردل برای 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