1. ikuspegi orokorra
CarboxyMethil zelulosa (CMC) elikagaietan, farmazietan, kosmetikan, oliofilazioan erauzteko eta papermaking oso erabilitako polisakarido anionikoa da. CMCren funtsezko jabetza da bere biskositatea baizik, baina aplikazio praktikoetan, bere biskositatea askotan arautu behar da tratamendu zehatzak eta errendimendu baldintzak betetzeko.
2. CMCren egitura eta biskositatearen ezaugarriak
CMC zelulosaren deribazio karboximetikoa da, eta haren egitura molekularrak bere biskositatearen ezaugarriak konponbidean zehazten ditu. CMCren biskositatea bere pisu molekularraren, ordezkapen maila (DS) eta konponbidearen tenperatura eta pHa dira. Pisu molekular altua eta DS altuak normalean CMCren biskositatea handitzen dute, tenperatura altuak eta muturreko pH baldintzek biskositatea murriztu dezakete.
3. Gehigarrien eragina CMC biskositatean eragiteko mekanismoak
3.1 Elektrolito efektua
Elektrolitoak, esaterako, gatzak (NACL, KCl, CACL₂, etab.), CMCren biskositatea murriztu dezake. Elektrolitoak uretan uretan sartzen dira, eta horrek karga-errepikapena CMC kate molekularren artean babestu dezake, kate molekularren luzapena eta lotua murriztea eta, beraz, irtenbidearen biskositatea murrizten da.
Indar efektu ionikoa: soluzioaren indar ionikoa areagotzeak CMC molekulen karga neutralizatu dezake, molekulen arteko errepresioa ahultzen du, kate molekularrak trinkoagoak izan daitezen, eta, beraz, biskositatea murrizten da.
Katioi anitzeko efektua: adibidez, CA²⁺, CMC molekula anitzetan negatiboki kargatutako taldeekin koordinatuz, modu eraginkorragoan neutralizatu daiteke karga eta gurutzadura intermolekularrak eratuz, eta, horrela, biskositatea nabarmen murrizten da.
3.2 Disolbatzaile organikoko efektua
Disolbatzaile organiko baxuak edo ez polarrak (esaterako, etanola eta propanolak) soluzioaren polaritatea alda dezake eta CMC molekulen eta ur molekulen arteko interakzioa murriztu dezakete. Disolbatzaile molekulen eta CMC molekulen arteko elkarreraginak ere alda dezake kate molekularraren konformazioa, eta, horrela, biskositatea murrizten da.
Eguzki-efektua: disolbatzaile organikoek soluzioan ur molekulen antolamendua alda dezakete, beraz, CMC molekulen zati hidrofilikoa disolbatzaileek bilduta egon daitezen, kate molekularraren hedapena ahuldu eta biskositatea murriztuz.
3.3 PH aldaketak
CMC azido ahula da, eta pH-ren aldaketek bere karga estatuan eta intermolekularekiko interakzioetan eragina izan dezakete. Baldintza azidoen azpian, CMC molekuletako karboxil taldeak neutral bihurtzen dira, karga errepresioa murriztuz eta, beraz, biskositatea murriztuz. Baldintza alkalinoen arabera, karga handitzen den arren, muturreko alkalinak kate molekularraren despolimerizazioa ekar dezake eta, horrela, biskositatea murrizten da.
Puntu efektu isoelektrikoa: CMC-ren puntu isoelektrikoaren ondoan (pH ≈ 4.5), kate molekularraren karga garbia baxua da, karga errepresioa murriztuz eta, beraz, biskositatea murriztuz.
3.4 Hidrolisi entzimatikoa
Entzima espezifikoek (zelula esaterako) CMCren kate molekularra moztu dezakete, eta, beraz, bere biskositatea nabarmen murrizten da. Hidrolisi entzimatikoa oso prozesu zehatza da, zehatz-mehatz biskositatea kontrolatu dezakeena.
Hidrolisi enzimatikoaren mekanismoa: CMC kate molekularreko lotura glukosidikoak hidrolizatzen dira, beraz, pisu molekular molekularra CMC zatitxo txikiagoetan zatitu dadin, kate molekularraren luzera eta soluzioaren biskositatearen luzera murriztuz.
4. Gehigarri arruntak eta haien aplikazioak
4.1 Gatz ez-organikoak
Sodio kloruroa (NACL): elikagaien industrian oso erabilia da janari ehundura doitzeko CMC soluzioaren biskositatea murriztuz.
Kaltzio kloruroa (CACL₂): petrolio zulatzean erabilitako zulaketa fluidoaren biskositatea doitzeko, zulagailuak eramaten laguntzen duena eta putzu horma egonkortzen laguntzen duena.
4.2 Azido organikoak
Azido azetikoa (azido azetikoa): kosmetikan erabiltzen da CMCren biskositatea doitzeko produktuaren testura eta sentsorialen eskakizunetara egokitzeko.
Azido zitrikoa: elikagaien prozesamenduan normalean erabiltzen da irtenbidearen azidotasuna eta alkalinitatea doitzeko biskositatea kontrolatzeko.
4.3 Disolbatzaileak
Etanola: farmaziak eta kosmetikoak erabiltzen dira CMCren biskositatea egokitzeko produktu egokiak propietate egokiak lortzeko.
Propanol: industria-prozesuan erabiltzen da CMC soluzioaren biskositatea murrizteko fluxu eta prozesatzeko erraza izateko.
4.4 entzimak
Zelula: ehungintza prozesatzean erabilitako lohi biskositatea murrizteko, estaldura eta uniforme gehiago inprimatzeko.
Amilasa: batzuetan elikagaien industrian erabiltzen da CMCren biskositatea elikagai desberdinen izapidetzeetara egokitzeko.
5. Gehigarrien eraginkortasunari eragiten dioten faktoreak
Gehigarrien eraginkortasuna faktore askok eragiten dute, besteak beste, CMCren pisu molekularra eta konponbidearen hasierako kontzentrazioa, tenperaturaren eta beste osagai batzuen presentzia.
Pisu molekularra: pisu molekular altuko CMC-k gehigarri-kontzentrazio handiagoak behar ditu biskositatea nabarmen murrizteko.
Ordezkapen maila: ordezkapen maila altua duen CMC gehigarrientzat ez da sentikorragoa eta baldintza sendoagoak edo gehigarrien kontzentrazio handiagoak behar ditu.
Tenperatura: tenperatura handitzeak, oro har, gehigarrien eraginkortasuna hobetzen du, baina tenperatura altuegiak gehigarrien degradazioa edo albo-erreakzioak sor ditzake.
Nahasteko interakzioak: beste osagai batzuek (esaterako, surfactants, loditzaileak, etab.) Gehigarrien eraginkortasunean eragina izan dezakete eta modu ulergarrian hartu behar dira.
6. Etorkizuneko garapenaren jarraibideak
CMCren biskositatea murrizteko ikerketa eta aplikazioa norabide berde eta iraunkorrera mugitzen da. Eraginkortasun handiko eta toxikotasun baxuko gehigarri berriak garatzea, lehendik dauden gehigarriak erabiltzeko baldintzak optimizatzea eta CMC biskositatearen erregulazioan nanoteknologia eta material sentikorraren aplikazioa esploratzea da etorkizuneko garapen joera guztiak.
Gehigarri berdeak: naturalki eratorritako edo biodegradagarriak diren gehigarriak bilatzea ingurumenean inpaktua murrizteko.
Nanoteknologia: erabili nanomaterialen gainazal mekanismo eraginkorra eta interakzio mekanismo bakarra CMCren biskositatea kontrolatzeko.
Material sentikorra adimendunak: ingurumen estimuluei erantzun diezaieketen gehigarriak garatu (esaterako, tenperatura, pH, argia ...) CMC biskositatearen erregulazio dinamikoa lortzeko.
Gehigarriek paper garrantzitsua dute CMC biskositatea arautzeko. Gehigarriak arrazionalki hautatu eta aplikatuz, industria eta kontsumo produktu desberdinen beharrak eraginkortasunez bete daitezke. Hala ere, garapen iraunkorra lortzeko, etorkizuneko ikerketak gehigarri berde eta eraginkorrak garatzera bideratu beharko luke, baita teknologia berrien aplikazioa biskositatearen erregulazioan ere.
Posta: 2012ko otsailak 17-25