Emülgatörler İÇİN
ÖNE ÇIKAN MAKALE
Gıda teknolojisi uzmanlarının polimerlerdeki emülgatörler hakkında bilmeyebileceği 10 şey
Plastiğe olan odak artarken, özellikle gıda ambalajı gibi hassas uygulamalarda gıda güvenliği veya çevre konusunda endişe duymadan kullanılabilecek katkı maddelerinin seçimi üreticiler ve işleyiciler için giderek daha önemli hale geliyor. Bir gıda bilimcisi olarak, emülgatörlerin plastik uygulamalarında ne yapabileceğini merak ediyor olabilirsiniz. Emülgatörlerin plastik katkı maddesi olarak kullanımıyla ilgili aklınıza şu on soru gelmiş olabilir:
1. Yeni bir uygulama mı?
2. Gıdalarda olduğu gibi aynı emülgatörler mi?
Gıdada kullanılan birçok emülgatörün polimer katkı maddesi olarak da etkili olduğu kanıtlanmıştır. Örneğin, bir margarin tarifinde kullanılan bir emülgatör alınarak plastiğe dahil edilebilir ve bu sayede anti-statik bir etki elde edilebilir. Bununla birlikte, emülgatörlerin çeşitlilik gösteren kimyası, plastiklerdeki her bir spesifik uygulama için optimize edilmiş tamamen yeni ve özel tasarlanmış moleküller oluşturmak için de kullanılabilir.
3. Polimer katkı maddeleri olarak kullanılan emülgatörler gıda sınıfı mı?
Emülgatörlerin polimer katkı maddesi olarak kullanılmasının en büyük avantajlarından biri, doğal olarak gıda sınıfı özelliklere sahip olmalarıdır. Plastik ambalajlardaki katkı maddelerine yönelik artan dikkat, özellikle gıdayla doğrudan temas eden maddeler üzerinde daha fazla düzenleme ve kontrol getirdiğinden, emülgatörler güvenli ve zararsız katkı maddeleri grubu olarak öne çıkar. Bu durum, emülgatörleri mevcut endişe yaratan katkı maddelerine etkili bir alternatif haline getirir. Ancak, emülgatörlerin, gıda ambalajı uygulamaları dışında kullanılmak üzere gıda sınıfı olmayan türevlerinin üretilmesi de mümkündür.
4. Emülgatörler nasıl polimer katkı maddeleri olabilir – nasıl çalışır?
5.Mevcut katkı alternatiflerinden daha mı iyiler?
Bazı durumlarda, özel olarak tasarlanmış emülgatörler veya karışımlarla üstün performans elde edilebilirken, diğer durumlarda sadece sektörün mevcut standartlarını karşılarlar. Performanslarının yanı sıra, emülgatörlerin en büyük avantajlarından biri, gıda sınıfı özelliklere sahip olmaları ve biyolojik kaynaklı yapılarıdır. Bu özellikleri, günümüzde polimer endüstrisinde kullanılan katkı maddeleriyle ilgili birçok endişeden arındırır. Artan müşteri talepleri doğrultusunda güvenli ambalaj ihtiyacının yükselmesiyle birlikte bu trend, önümüzdeki yıllarda mevzuatın sıkılaşmasıyla daha da güçlenecektir.
6. Bir emülgatörü iyi bir polimer katkı maddesi yapan nedir?
Anahtar, hem hidrofilik hem de lipofilik olması ve gıda uygulamalarında da kullanılan amfifilik doğasıdır. Bununla birlikte, yağ/su arayüzünde hareket etmek yerine, polimerin yüzeyine polimer/hava arayüzüne göç ederler. Bu migrasyon, polimer tipi ve kristalliği tarafından büyük ölçüde kontrol edilir, ancak emülgatörün kimyasal birikimi de büyük bir rol oynar. Daha kısa zincirli gliseritler, işleme sırasında neredeyse anında yüzeye göç eder, bu da onları enjeksiyon kalıplamada küf ayırma için veya daha sonraki işlemlerde anında bir anti-statik etkiye ihtiyaç duyulduğunda iyi hale getirir. Orta ve daha uzun zincirli gliseritlerin yüzeye ulaşması günler alabilir ve böylece gecikmeli bir etki verebilir, bu da genellikle daha uzun sürer. Aynı tür yağ asitlerinin poligliserolleri, uzun bir performansın gerekli olduğu sera filminde buğu önleme gibi zorlu uygulamalarda da çok iyi performans göstermiştir.
7. Emülgatörlerin plastikte katkı maddesi olarak kullanılmasının herhangi bir sakıncası var mı?
Polimer endüstrilerinin bu ürünlerle ilgili zorluklarından biri de fiziksel görünümleridir. Bazıları, birçok üretici tarafından işlenebilen peletlerdir, ancak bazıları macun benzeri veya sıvıdır. Bu, üreticilerin bunları ısıtması ve doğru ekipmana sahip olmadıkları takdirde bir ekstrüzyon hattında işlenmesi zor olabilecek bir sıvı olarak dozlaması gerektiği anlamına gelir. Bu nedenle, polimer katkı maddesi olarak kullanılan emülgatörler için en büyük müşteri segmentlerinden biri masterbatch üreticileridir. Katkı maddelerini ekstrüzyon hatlarında polimer ile karıştırarak, plastiği sandalyeler veya kovalar gibi kullanılabilir parçalara dönüştüren dönüştürücüler için kullanımı kolay olan peletler halinde konsantre bir karışım, bir masterbatch oluşturabilirler.
Diğer bir dezavantaj, doğru konsantrasyona ulaşma ihtiyacıdır. Bu çoğu zaman bir sorun değildir, ancak ne yazık ki, çok fazla emülgatör bir kekte istenmeyen bir kırıntı oluşturabileceği veya çikolatayı çok viskoz hale getirebileceği gibi, etki ne kadar çok koyarsanız o kadar iyi hale gelmez. Polimer katkı maddeleri söz konusu olduğunda, çok fazla emülgatör yüzeye aşırı göçe neden olur ve plastik yüzeyde görünür, yağlı bir tabaka oluşturur - tıpkı çikolatalarda yağ çiçeği gibi. Örneğin, siyah ve parlak bir kahve makinesi söz konusu olduğunda, yüzeyde böyle sütlü bir tabaka istemezsiniz ve bu noktada, ürün çiçek açmaya başladığında artık anti-statik veya buğu önleyici etki vermez. Bu nedenle, emülgatörleri polimer katkı maddeleri olarak kullanırken aşırı doz almamak önemlidir.
8. Hangi uygulamalar?
Emülgatörler, plastiklerdeki çeşitli uygulamalarda mükemmel performans gösterir.
- Anti-statik: Burada, plastik ürünlerin üretimi, taşınması ve kullanımı sırasında statik birikmeyi önler. Statik birikme, personele çarpabilecek veya makineyi kısa devre yapabilecek ani bir elektrostatik boşalmaya neden olabileceğinden üretim sırasında bir tehlike oluşturabilir. Taşıma ve kullanım sırasında statik elektrik, plastik ürünlerin ayrılmasını neredeyse imkansız hale getirebilir veya toz çekilmesine neden olabilir, bu da ambalajın düzgün bir şekilde kapatılmasını zorlaştırır veya ürünün kirli ve davetkar görünmesine neden olur
- Buğu önleyici: Görüşü engelleyen küçük damlacıklar yerine suyu ince ve şeffaf bir film halinde yayarak ürünün görsel sunumunu iyileştirdikleri yer. Böylece, su damlacıklarını uzaklaştırmaz, ancak plastik yüzeydeki suyu ince bir film halinde tutar, bu da örneğin bir salata torbasının dibinde bir su havuzunun oluşmasını önlemeye yardımcı olur
- Kalıp ayırma: plastiğin, örneğin enjeksiyon kalıplamada kullanılan metal kalıplara/aletlere yapışmasını önleyerek işlemeyi daha hızlı, daha verimli ve daha az kusurlu ürünlerle yapar. Burada emülgatörler, ürün üzerindeki müteakip sızdırmazlığı veya baskıyı etkilemeden plastik yüzeyi ince bir tabaka halinde yağlar
9. Performans nasıl değerlendirilir?
Polimer katkı maddelerinin değerlendirilmesinde doku, emülsiyon stabilitesi ve su içeriği kullanılmadığı için çeşitli uygulamalarda emülgatör performansı gıda endüstrisinden oldukça farklı değerlendirilmektedir.
Bir film veya enjeksiyonla kalıplanmış bir parça haline getirildikten sonra, nihai ürünün anti-statik performansı, statik bozunma süresi veya yüzey direnci ile değerlendirilir. Statik bozunma süresi, yüzeyin 5000 volttan 500 volta, yani şarjın %10'una boşalmasının ne kadar sürdüğünün bir ifadesidir. Saf bir polimer, deneye başlamak için gereken 5000 volta bile şarj olamayacak ve iyi bir anti-statik katkı maddesi, 2 saniyeden daha kısa bir sürede statik bir bozunma süresi gösterecektir. Yüzey direncinde, plastik parçanın yüzeyi üzerinde belirli bir mesafede iki elektrottan bir akım geçirilir ve ölçülen alan üzerinde yüzeyin direnci belirlenir. Anti-statik bir yüzey 1010-10 11 ohm / kare aralığındayken, saf polimer 1012 ohm / kare ve üzerinde bir yüzey direnci ile yalıtkandır.
Plastik filmlerin buğu önleme performansı, A'nın çok küçük damlacıklarla tamamen buğulandığı ve E'nin damlacık içermeyen şeffaf bir film olduğu A'dan E'ye kadar bir ölçekte görsel olarak değerlendirilir. Film, su dolu bir kaba sabitlenir ve daha sonra değerlendirme, örneğin salataların ve etlerin soğuk hava deposunu simüle etmek için soğutulmuş bir ortamda 5 °C'de veya yeni pişirilmiş yemekler gibi sıcak uygulamaları simüle etmek için 60 °C'de bir su banyosunda gerçekleştirilir.
10. Biyo bazlı veya biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerde kullanılabilirler mi?
Bitki bazlı emülgatörler özellikle hem biyo bazlı hem de biyolojik olarak parçalanabilen plastikler için çok uygundur. Burada, iki tür "biyo" plastik arasında ayrım yapmak önemlidir.
Biyo bazlı, şeker kamışı gibi karbon oranı yüksek biyo bazlı malzemelerden elde edilen anlamına gelir. Bu tip, biyolojik olarak parçalanamayan PE (polietilen) gibi fosil bazlı muadillerinin tam bir kopyasına dönüştürülebilir. Böylece emülgatörler, fosil bazlı muadillerinde olduğu gibi biyo bazlı plastiklerde de etkili ve güvenli bir katkı maddesi olabilir.
PLA (polilaktik asit), hem biyo bazlı hem de biyolojik olarak parçalanabilen bir polimer örneğidir. PLA'daki biyolojik olarak parçalanabilirlik, emülgatörler gibi hidroliz altında zararlı olmayan bileşiklere parçalanacak olan ester omurgası nedeniyle doğaldır. Bu, emülgatörleri tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre için güvenli olduğu için katkı maddeleri için bariz bir aday haline getirir.
Bu nedenle emülgatörler, tüketicilerin fosil yakıtlardan arınmış daha çevreci alternatifler talep etmesi nedeniyle plastik endüstrisinde büyüyen bir segment olan hem biyo bazlı hem de biyolojik olarak parçalanabilen plastikler için mükemmel bir seçimdir. Son zamanlarda bilim adamları, karbon bazlı polimerler için mükemmel bir hammadde olan fazla CO2'nin atmosferini temizlemeye yardımcı olmak için havadaki CO2 bazlı polimerler üzerinde bile çalışıyorlar.
