Пищевые и биологически активные добавки

Наиболее  широкое применение в технологии повышения нефтеотдачи нашли  неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ).

Этот  вид ПАВ насчитывает более 50 веществ  различных групп. Среди них наибольшее распространение получили оксиэтилированные  изононилфенолы типов ОП-10, АФ9-4, АФ9-6, АФ9-10, АФ9-12, в основном из-за больших  объемов их промышленного производства.

По  мнению многих исследователей, преимущество НПАВ заключается в их совместимости  с водами высокой минерализации  и значительно меньшей адсорбции  по сравнению с ионогенными ПАВ. Однако многолетний опыт применения индивидуальных ПАВ типа ОП-10 для  увеличения нефтеотдачи не дал однозначных  результатов и др. Об эффективности  применения НПАВ, как метода увеличения нефтеотдачи, существуют различные  мнения, как положительные, так и  отрицательные.

С позиций сегодняшнего дня это  можно объяснить слабой поверхностной  активностью на границе раздела  нефть - вода, незначительными нефтеотмывающими свойствами, большими потерями в пласте, неопределенностями в оценке технологической  эффективности метода по промысловым  данным. Кроме того, метод далек  от универсальности. Он может эффективно использоваться в строго определенных геолого-физических условиях, о чем  свидетельствует многолетний опыт (с 1971 г.) применения ПАВ в Татарстане для повышения нефтеотдачи пластов  залежей терригенного девона. По объемам  внедрения метод заводнения с  применением ПАВ в объединении  Татнефть занимает второе место после  закачки серной кислоты. На месторождениях Татарстана закачано около 60 тыс. т  водорастворимых и около 20 тыс. т  маслорастворимых ПАВ. Только на Ромашкинском месторождении за счет закачки ПАВ  добыто более 3 млн. т нефти, или 47,5 т  на 1 т ПАВ.

Многочисленные  экспериментальные исследования, выполненные  в ТатНИПИнефти, показали, что применение концентрированных растворов ПАВ  в условиях первичного вытеснения нефти  из моделей терригенных пород  существенно улучшает процесс вытеснения нефти. Максимальный прирост коэффициента вытеснения по сравнению с водой  составил 2,2-2,7 % [68]. Несколько большее  значение прироста коэффициента вытеснения, равное 3,5-4 %, было получено при использовании  моделей малопроницаемых пористых сред.

В экспериментах по вытеснению остаточной нефти из моделей терригенных  пород с использованием дисперсий  маслорастворимых ПАВ, выполненных  в УНИ и ВНИПИнефтепромхим, была показана возможность существенного  улучшения доотмыва остаточной нефти после обычного заводнения. Промысловые испытания этой технологии на опытном участке Ташлиярской площади Ромашкинского месторождения позволили дополнительно получить 24 тыс. т нефти, или 60 т на 1 т ПАВ. По этой технологии для довытеснения остаточной нефти была закачана водная дисперсия маслорастворимого ПАВ АФ9-6. Приготовленная на поверхности водная дисперсия с концентрацией до 10 % представляла собой микроэмульсию прямого типа. Средняя обводненность добываемой жидкости из скважин опытных участков составляла 83-95 %. В других геолого-физических условиях, например Башкирии, промысловый эксперимент, проводимый на Арланском месторождении с 1967 г. по технологии долговременного дозирования низкоконцентрированных растворов ОП-10, не дал ожидаемых положительных результатов. Несмотря на то, что в пласты опытного объекта было закачано более одного порового объема 0,05 % раствора ОП-10, систематический контроль за содержанием ПАВ в продукции добывающих скважин не выявил заметных концентраций ПАВ. Значительные потери активного вещества в пласте многие авторы связывают с адсорбционными и деструкционными процессами, происходящими после закачки ПАВ в пласт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Целлюло́за (фр. cellulose от лат. cellula — «клетка, клетушка») — углевод, полимер с формулой (C₆H₁₀O₅)_n^[1], белое твёрдое вещество, нерастворимое в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение, структурная единица — остаток β-глюкозы [С₆Н₇О₂(OH)₃]_n. Полисахарид, главная составная часть клеточных оболочек всех высших растений.

Целлюлоза — белое твердое, стойкое вещество, не разрушается при нагревании (до 200 °C). Является горючим веществом, температура воспламенения 275 °С, температура самовоспламенения 420 °С (хлопковая целлюлоза). Не растворима в воде и слабых кислотах.

Целлюлоза представляет собой длинные нити, содержащие 300—10 000 остатков глюкозы, без  боковых ответвлений. Эти нити соединены  между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе большую механическую прочность, при сохранении эластичности. обладает волокнистым строением и механической прочностью. Зарегистрирована в качестве пищевой добавки E460.

промышленным методом целлюлозу получают методом варки щепы на целлюлозных заводах, входящих в промышленные комплексы (комбинаты). По типу применяемых реагентов различают следующие способы варки целлюлозы:

• Кислые:
• Сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например гидросульфит натрия. Этот метод применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты.
• Щелочные:
• Натронный. Используется раствор гидроксида натрия. Натронным способом можно получать целлюлозу из лиственных пород древесины и однолетних растений. Преимущество данного метода — отсутствие неприятного запаха соединений серы, недостатки — высокая стоимость получаемой целлюлозы. Метод практически не используется.^{[источник не указан 635 дней]}
• Сульфатный. Наиболее распространенный метод на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид и сульфид натрия, и называемый белым щёлоком. Своё название метод получил от сульфата натрия, из которого на целлюлозных комбинатах получают сульфид для белого щёлока. Метод пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья. Недостатком его является выделения большого количества дурно пахнущих сернистых соединений: метилмеркаптана, диметилсульфида и др. в результате побочных реакций.

Получаемая после варки техническая  целлюлоза содержит различные примеси: лигнин, гемицеллюлозы. Если целлюлоза предназначена для химической переработки (например, для получения искусственных волокон), то она подвергается облагораживанию — обработке холодным или горячим раствором щелочи для удаления гемицеллюлоз.

Для удаления остаточного лигнина  и придания целлюлозе белизны  проводится её отбелка. Традиционная для 20 века хлорная отбелка включала в себя две ступени:

• обработка хлором — для разрушения макромолекул лигнина;
• обработка щелочью — для экстракции образовавшихся продуктов разрушения лигнина.

С 1970-х годов в практику вошла  также отбелка озоном. В начале 1980-х годов появились сведения об образовании в процессе хлорной  отбелки чрезвычайно опасных  веществ — диоксинов. Это привело к необходимости замены хлора на другие реагенты. В настоящее время технологии отбелки подразделяются на:

• ECF (Elemental chlorine free) — без использования элементарного хлора, с заменой его на диоксид хлора.
• TCF (Total chlorine free) — полностью бесхлорная отбелка. Используются кислород, озон, пероксид водорода и др.

Применение

Целлюлозу и её эфиры используют для получения искусственного волокна (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственная шерсть). Хлопок, состоящий большей частью из целлюлозы (до 99,5 %), идёт на изготовление тканей.

Древесная целлюлоза используется для производства бумаги, пластмасс, кино- и фотоплёнок, лаков, бездымного пороха и т. д.^[1]

ПРОИЗВОДНЫЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, термопластические вещества, получаемые путем переработки ЦЕЛЛЮЛОЗЫ. К ряду этих производных относится НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗА (нитрат целлюлозы), которую используют в ракетных топливах и взрывчатых веществах, а также различные ацетаты целлюлозы для изготовления текстильных волокон и упаковочных пленок, и этилцеллюлоза, входящая в состав ударопрочных материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ

ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 

 

К этой группе пищевых добавок относятся  вещества, используемые для создания необходимых или изменения существующих реологических свойств пищевых  продуктов, т. е. добавки, регулирующие или формирующие консистенцию. К  их числу принадлежат добавки  различных функциональных классов  — загустители, гелеобразовате-ли, стабилизаторы физического состояния  пищевых продуктов, а также поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности, эмульгаторы  и пенообразователи.

Химическая природа пищевых  добавок, отнесенных к этой группе, достаточно разнообразна. Среди них  имеются продукты природного происхождения  и получаемые искусственным путем, в том числе химическим синтезом. В пищевой технологии они используются в виде индивидуальных соединений или  смесей.

В последние годы в группе пищевых  добавок, регулирующих консистенцию продукта, большое внимание стало уделяться  стабилизационным системам, включающим несколько компонентов: эмульгатор, стабилизатор и загуститель. Их качественный состав, соотношение компонентов  могут быть весьма разнообразны, что  зависит от характера пищевого продукта, его консистенции, технологии получения, условий хранения, способа реализации.

Применение в современной пищевой  технологии структурирующих добавок  позволяет создать ассортимент  продуктов эмульсионной и гелевой  природы (маргарины, майонезы, соусы, пастила, зефир, мармелад и др.), структурированных  и текстурированных.

Стабилизационные системы широко применяются в общественном и  домашнем питании, кулинарии. Они используются при производстве супов (сухие, консервированные, замороженные), соусов (майонезы, томатные соусы), бульонных продуктов, продуктов  для консервированных блюд. 

 

ЗАГУСТИТЕЛИ И ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛИ  

 

Будучи введенными в жидкую пищевую  систему в процессе приготовления  пищевого продукта, загустители и  гелеобразователи связывают воду, в  результате чего пищевая коллоидная система теряет

свою подвижность и консистенция пищевого продукта изменяется. Эффект изменения консистенции (повышение  вязкости или гелеобразование) будет  определяться, в частности, особенностями  химического строения введенной  добавки.

В химическом отношении добавки  этой труппы являются полимерными соединениями, в макромолекулах которых равномерно распределены гидрофильные группы, взаимодействующие  с водой. Они могут участвовать  также в обменном взаимодействии с ионами водорода и металлов (особенно кальция) и, кроме того, с органическими молекулами меньшей молекулярной массы.  

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГУСТИТЕЛЕЙ И ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ  

 

Эта группа пищевых добавок включает соединения двух функциональных классов:

загустители (см. табл. 1.1, функциональный класс 23) — вещества, используемые для  повышения вязкости продукта;

гелеобразователи (см. табл. 1.1, функциональный класс 15) — соединения придающие  пищевому продукту свойства геля (структурированной  высокодисперсной системы с жидкой дисперсионной средой, заполняющей  каркас, который образован частицами  дисперсной фазы).

Среди них натуральные природные  вещества животного (желатин) и растительного (пектин, агароиды, камеди) происхождения, а также вещества, получаемые искусственно (полусинтетическим путем), в том  числе из природных источников (модифицированные целлюлозы, крахмалы и др.). Промежуточное  положение между этими двумя  группами занимают альгинат натрия и  низкоэтерифицированный пектин. К синтетическим  загустителям относятся водорастворимые  поливиниловые спирты и их эфиры.

Перечень основных загустителей и  гелеобразователей, разрешенных в  соответствии с СанПиН 2.3.2.560—96 для  применения в производстве пищевых  продуктов в России, приведен в  табл.

Таблица  

Пищевые загустители н гелеобразователи, разрешенные к применению при  производстве пищевых продуктов  в Российской Федерации

Е-номер	Пищевая добавка	Технологическая функция
Е400	Альгиновая кислота	Загуститель, стабилизатор
Соли альгиновой кислоты (альгинаты)
Е401 Е402 Е403 Е404 Е405	Альгинат натрия  Альгинат калия  Альгинат аммония Альгинат кальция Пропиленгликольальгинат (ПГА)	Загуститель, стабилизатор То же » Загуститель, стабилизатор, пеногаситель Загуститель,   эмульгатор
Е406	Агар-агар	Гелеобразователь, загуститель, стабилизатор
Е407	Каррагинан и соли аммония, калия  и натрия	То же
Е409	Арабиногалактан	Загуститель, стабилизатор, гелеобразователь
Е410	Камедь рожкового дерева	Загуститель, стабилизатор
E411	Овсяная камедь	То же
Е412	Гуаровая камедь	»
Е413	Трагакант	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е414	Гуммиарабик	Загуститель, стабилизатор
Е415	Ксантановая камедь	То же
Е416	Камедь карайи	»
Е417	Камедь тары	»
Е418	Геллановая камедь	Гелеобразователь, загуститель, стабилизатор
E4I9	Камедь гхатти	То же
Е440а	Пектины	»
Е440b	Амидированные пектины	»
E460i	Целлюлоза микрокристаллическая	Эмульгатор, текстуратор
E460ii	Целлюлоза порошкообразная	Эмульгатор, текстуратор, диспергатор
Модифицированные целлюлозы
Е461	Метилцеллюлоза	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е462	Зтилцеллюлоза	Стабилизатор
Е463	Гидроксипропилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель
Е464	Гидроксипропилметилцеллю- лоза	Загуститель, стабилизатор, эмульгатор
Е465	Метилэтилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель, эмульгатор, пенообразователь
Е466	Карбоксиметилцеллюлоза (натриевая  соль)	Загуститель, стабилизатор
Е467	Этилгидроксиэтилцеллюлоза	Стабилизатор, загуститель, эмульгатор
Е469	Карбоксиметилцеллюлоза ферментированная	Стабилизатор
Модифицированные крахмалы
Е1400	Декстрины, крахмал, обработанный термически, белый и желтый	Загуститель, стабилизатор
Е1401	Крахмал, обработанный кислотой	То же
Е1402	Крахмал, обработанный щелочью	»
Е1403	Отбеленный крахмал	»
Е1404	Окисленный крахмал	Загуститель,   эмульгатор
Е1405	Крахмал, обработанный ферментными препаратами	Загуститель
Е1410	Монокрахмалфосфат	Загуститель, стабилизатор
Е1411	Дикрахмалглицерин сшитый	То же
Е1412	Дикрахмалфосфат, этерифици-рованный тринатрийфосфа-том; этерифицированный хлор-окисью фосфора	»
Е1413	Фосфатированный дикрахмал-фосфат сшитый	»
Е1414	Ацетилированный дикрахмал-фосфат сшитый	Загуститель
Е1420	Ацетатный крахмал, этерифицированный  уксусным ангидридом	Загуститель, стабилизатор
E142I	Ацетатный крахмал, этерифицированный  винилацетатом	То же
Е1422	Ацетилированный дикрахмал-адипат	»
Е1423	Ацетилированный дикрахмал-глицерин	»
El 440	Оксипропилированный крахмал	Загуститель,   эмульгатор
Е1442	Оксипропилированный ди-крахмалфосфат  сшитый	Загуститель, стабилизатор
Е1443	Оксипропилированный ди-крахмалглицерин	То же
Е1450	Эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты	»
EI451	Ацетилированный окисленный крахмал	»
Геаеобразователи белковой природы
	Желатин	Гелеобразователь