एवोनिक सिलिका: खाद्य-ग्रेड अनुप्रयोगों का एक व्यापक विश्लेषण
1. कार्यकारी सारांश
दुनिया के सबसे बड़े सिलिका उत्पादक के रूप में, इवोनिक खाद्य-ग्रेड सिलिका उत्पादों की दो प्रमुख श्रृंखलाएं प्रदान करता है: फ्यूम्ड सिलिका (एरोसिल®) और प्रेसिपिटेटेड सिलिका (सिपरनैट®)। चीन के राष्ट्रीय खाद्य सुरक्षा मानक GB2760-2011 (चीन राष्ट्रीय मानक खाद्य योज्य संख्या CNS 02.004, खाद्य योजकों के लिए अंतर्राष्ट्रीय नंबरिंग सिस्टम INS 551) के अनुरूप, ये उत्पाद मुख्य रूप से एंटी-केकिंग एजेंट के रूप में कार्य करते हैं। फ्लेम हाइड्रोलिसिस (फ्यूम्ड सिलिका के लिए) और वेट प्रोसेस (प्रेसिपिटेटेड सिलिका के लिए) के माध्यम से निर्मित, इनमें अद्वितीय नैनोस्ट्रक्चर और उत्कृष्ट सोखना और फैलाव गुण होते हैं। खाद्य उद्योग में, वे चार मुख्य उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं: फ्लो एड/एंटी-केकिंग, कैरियर, स्प्रे ड्राइंग एड, और ग्राइंडिंग एड, और दूध पाउडर, नमक, इंस्टेंट ड्रिंक्स और मसालों सहित खाद्य उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हैं। प्रतिनिधि उत्पाद जैसे सिपरनैट®350 (धूल-मुक्त एंटी-केकिंग) और एरोसिल®200F (उच्च-शुद्धता एंटी-केकिंग और धूल-कम करने वाला) उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शित करते हैं। यूरोप, उत्तरी अमेरिकी मुक्त व्यापार क्षेत्र (NAFTA), एशिया-प्रशांत और अन्य क्षेत्रों में खाद्य-ग्रेड पंजीकरण के साथ, इवोनिक विविध ग्राहक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अनुकूलित समाधान प्रदान करने में सक्षम है।
2. माइंड मैप
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3. विस्तृत सारांश
I. कंपनी पृष्ठभूमि और उत्पाद स्थिति
एवोनिक दुनिया का सबसे बड़ा सिलिका उत्पादक है, जिसके पास 3,500 से अधिक कर्मचारी हैं जो विश्व स्तर पर अकार्बनिक सामग्री ग्राहकों की सेवा के लिए समर्पित हैं। दुनिया भर में 26 उत्पादन सुविधाओं, आर एंड डी केंद्रों और अनुप्रयोग प्रयोगशालाओं के साथ, और जिसका मुख्यालय हानौ, जर्मनी में है, कंपनी वैश्विक उत्पाद आपूर्ति क्षमता सुनिश्चित करती है।
Evonik के मुख्य प्रस्तावों में फ्यूम्ड सिलिका (AEROSIL®), अवक्षेपित सिलिका (SIPERNAT®), साथ ही विशेष ऑक्साइड, फैलाव और मैटिंग एजेंट शामिल हैं। कंपनी खाद्य उद्योग के लिए उच्च-मूल्य-वर्धित उत्पाद और तकनीकी सहायता प्रदान करने पर ध्यान केंद्रित करती है।
II. खाद्य-ग्रेड सिलिका की मूल जानकारी
राष्ट्रीय खाद्य सुरक्षा मानक GB2760-2011 का अनुपालन करता है, जिसमें CNS संख्या 02.004 और INS संख्या 551 है। इसका प्राथमिक कार्य एंटी-केकिंग एजेंट के रूप में है।
- उत्पादन प्रक्रियाएं
- फ्यूम्ड प्रक्रिया
: फ्लेम हाइड्रोलिसिस तकनीक को अपनाता है। 1000°C से ऊपर के तापमान पर, सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड फ्यूम्ड सिलिका का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है।
प्रतिक्रिया सूत्र: $$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2} + O_{2} -> SiO_{2} + 4HCl ^$$
प्रक्रिया प्रवाह में मिश्रण, दहन प्रतिक्रिया, पृथक्करण और डीएसिडिफिकेशन उपचार शामिल हैं।
- अवक्षेपित प्रक्रिया: एक गीली प्रक्रिया अपनाती है। 100°C से नीचे के तापमान पर, सोडियम सिलिकेट सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके अवक्षेपित सिलिका का उत्पादन करता है।
प्रतिक्रिया सूत्र: $$\ce{Na_{2}O·SiO_{2} + H_{2}SO_{4} -> SiO_{2} v + Na_{2}SO_{4} + H_{2}O$$
प्रक्रिया प्रवाह में अवक्षेपण प्रतिक्रिया, निस्पंदन, सुखाने और पीसना/दानेदार बनाना शामिल है।
दोनों उत्पाद प्रकार एक पदानुक्रमित संरचना प्रदर्शित करते हैं: प्राथमिक कण → समुच्चय (रासायनिक बंधों द्वारा बंधे) → एग्लोमेरेट्स (वान डेर वाल्स बलों द्वारा बंधे)। फ्यूम्ड सिलिका AEROSIL®200F के लिए, प्राथमिक कण का आकार लगभग 12 एनएम है, समुच्चय का आकार 80 से 120 एनएम तक होता है, और एग्लोमेरेट्स का आकार 1 μm से अधिक होता है।
III. खाद्य उद्योग में मुख्य अनुप्रयोग (सिद्धांतों, उदाहरणों और अनुशंसित उत्पादों सहित)
अनुप्रयोग परिदृश्य | कार्यप्रणाली | विशिष्ट खाद्य अनुप्रयोग | अनुशंसित उत्पाद ग्रेड |
प्रवाह सहायक/एंटी-केकिंग | 1. कणों की सतहों पर अधिशोषित होता है, कणों के बीच की दूरी बढ़ाता है, संपर्क क्षेत्र को कम करता है, और आसंजक बलों को कमजोर करता है।
2. कणों की सतह की नमी को अवशोषित करके केकिंग को रोकता है। | दूध पाउडर, उच्च-कैल्शियम दूध पाउडर, नमक, आइसिंग शुगर, इंस्टेंट ड्रिंक्स, मसाले (लहसुन पाउडर, मिर्च पाउडर) | SIPERNAT®22S, SIPERNAT®350, AEROSIL®200F |
वाहक | अपने अत्यधिक छिद्रपूर्ण संरचना का उपयोग करके तरल पदार्थों को अवशोषित करता है, उच्च-चिपचिपापन वाले तरल पदार्थों को संभालने में आसान, सटीक रूप से खुराक योग्य पाउडर में परिवर्तित करता है (75% तक की सांद्रता प्राप्त की जा सकती है)। | विटामिन ई तेल, तरल फ्लेवर, कार्यात्मक पोषण योजक, समुद्री भोजन/पौधे के अर्क | SIPERNAT®22, 33, 50, 680, 2200 |
स्प्रे ड्राइंग सहायक | 1. उत्पादन के दौरान उत्पाद की प्रवाह क्षमता सुनिश्चित करता है और जमने से रोकता है।
2. स्प्रे टॉवर की आंतरिक दीवारों पर कणों के चिपकने को कम करता है, जिससे सामग्री का नुकसान और सफाई की आवृत्ति कम हो जाती है। | कॉफी क्रीमर, प्रोटीन पाउडर, अंडे की जर्दी पाउडर, दूध पाउडर, टमाटर पाउडर, खमीर निकालने वाला | SIPERNAT®22S, 50S, 680 |
पीसने की सहायता | 1. पीसने के दौरान निम्न-पिघलने वाले उत्पादों के चिपकने को कम करता है।
2. पीसने के दौरान उत्पन्न तरल पदार्थों को अवशोषित करता है, उपकरणों के अवरुद्ध होने से रोकता है और उत्पादन दक्षता में सुधार करता है। | आइसिंग शुगर, फ्लेवर्स, स्वास्थ्य खाद्य, हर्बल मसाले, मिर्च पाउडर | SIPERNAT®22, 22S, 50, 50S |
IV. प्रतिनिधि उत्पादों की विशेषताएँ और लाभ
: विशेष रूप से नरम खाद्य पाउडर के चिपकने को आसानी से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है; एंटी-चिपकने और धूल नियंत्रण के दोहरे प्रभाव प्रदान करता है; उच्च हलचल बल की आवश्यकता के बिना समान रूप से वितरित होता है।
: फैट पाउडर, डेयरी पाउडर, आइसिंग शुगर प्रीमिक्स, इंस्टेंट ड्रिंक सामग्री, मिल्क सॉलिड्स, नमक प्रीमिक्स, आदि।
: 0.2%–0.4% (अत्यधिक खुराक से धूल की समस्या हो सकती है)।
: उच्च शुद्धता; एक साथ केक बनाने और धूल को कम करता है; खाद्य पाउडर (जैसे, मिर्च पाउडर) के चमकीले रंग को बनाए रखता है।
: चिपचिपे पाउडर (जैसे, सॉसेज मसाला), मिर्च पाउडर, फ्लेवर, आदि।
: 0.5%–1.0% (इष्टतम प्रभाव सीमा)।
- तुलनात्मक लाभ
- फ्लो एड के रूप में, SIPERNAT® श्रृंखला ट्राईकैल्शियम फॉस्फेट से बेहतर प्रदर्शन करती है (उदाहरण के लिए, मिल्क पाउडर में समान खुराक पर बेहतर फ्लोएबिलिटी)।
- SIPERNAT®33, एक वाहक के रूप में, 65% सांद्रता वाले पाउडर की तुलना में 72% सांद्रता वाले विटामिन ई पाउडर का उत्पादन करते समय सिलिका के उपयोग को 27.7% तक कम कर सकता है।
V. खाद्य श्रेणियां और अधिकतम उपयोग सीमाएं (GB2760-2011)
खाद्य श्रेणी कोड | खाद्य का नाम | अधिकतम उपयोग (ग्राम/किलोग्राम) | टिप्पणियाँ |
01.03 | दूध पाउडर (मीठा दूध पाउडर सहित) और क्रीम पाउडर, और उनके संशोधित उत्पाद | 15.0 | - |
02.05 | अन्य वसा या वसा उत्पाद (नॉन-डेयरी क्रीमर तक सीमित) | 15.0 | - |
03.0 | जमे हुए पेय पदार्थ (03.04 खाने योग्य बर्फ को छोड़कर) | 0.5 | - |
05.01.01 | कोको उत्पाद (मुख्य कच्चा माल के रूप में कोको के साथ, जिसमें वसा, पाउडर, पेस्ट आदि शामिल हैं) | 15.0 | - |
06.01 | कच्चे अनाज | 1.2 | - |
10.03.01 | निर्जलित अंडे उत्पाद (प्रोटीन पाउडर, अंडे की जर्दी पाउडर, आदि) | 15.0 | - |
11.06 | अन्य मिठास (पाउडर चीनी तक सीमित) | 15.0 | - |
12.01 | नमक और नमक के विकल्प | 20.0 | - |
12.09 | मसाले और चटनी | 20.0 | - |
12.10.01 | ठोस मिश्रित मसाले | 20.0 | - |
14.06 | ठोस पेय पदार्थ | 15.0 | - |
16.07 | अन्य (सोयाबीन उत्पाद प्रसंस्करण के लिए) | 0.025 | यौगिक डीफोमर्स के लिए; प्रति किग्रा सोयाबीन पर खुराक की गणना |
VI. वैश्विक आपूर्ति उपलब्धता
उत्पाद ग्रेड | यूरोप | NAFTA | एशिया-प्रशांत और अन्य क्षेत्र |
फ्यूम्ड सिलिका AEROSIL®200 | + | + | + |
फ्यूम्ड सिलिका AEROSIL®200F | + | - | + |
फ्यूम्ड सिलिका AEROSIL®380 | – | + | + |
फ्यूम्ड सिलिका AEROSIL®380F | + | – | + |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®22 | + | + | + |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®22S | + | + | ++ (चीन-विशिष्ट) |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®25 | - | - | केवल जापानी बाजार के लिए |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®50 | + | + | + |
अवक्षिप्त सिलिका SIPERNAT®50S | + | + | + |
अवक्षिप्त सिलिका SIPERNAT®350 | + | + | + |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®340 | - | + | - |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®680 | + | + | ++ (चीन-विशेष) |
अवक्षेपित सिलिका SIPERNAT®2200 | + | + | + |
नोट: + = उपलब्ध; ++ = चीन-विशेष आपूर्ति
4. मुख्य प्रश्नोत्तर
प्रश्न 1: खाद्य उद्योग में इवोनिक के खाद्य-ग्रेड सिलिका के मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य क्या हैं, और अंतर्निहित तंत्र क्या हैं?
उत्तर 1: चार मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य हैं: ① प्रवाह सहायता/एंटी-केकिंग; ② वाहक; ③ स्प्रे सुखाने की सहायता; ④ पीसने की सहायता।
मुख्य तंत्र:
① प्रवाह सहायता/एंटी-केकिंग: कणों के बीच की दूरी को बढ़ाता है ताकि संपर्क क्षेत्र कम हो सके और चिपकने वाले बलों को कमजोर किया जा सके, साथ ही नमी को अवशोषित करके जमने से रोका जा सके।
② वाहक: अपनी अत्यधिक छिद्रपूर्ण संरचना का उपयोग करके तरल पदार्थों को सोखता है, जिससे उच्च-चिपचिपेपन वाले तरल पदार्थ आसानी से संभाले जाने वाले पाउडर में बदल जाते हैं।
③ स्प्रे ड्राइंग सहायक: उत्पाद की प्रवाह क्षमता को बढ़ाता है और उपकरण की सतहों पर चिपकने को कम करता है।
④ ग्राइंडिंग सहायक: ग्राइंडिंग के दौरान उत्पन्न तरल पदार्थों को सोखता है, जिससे कम गलनांक वाले उत्पादों के जमने और उपकरणों के जाम होने से रोका जा सकता है।
Q2: इवोनिक के प्रतिनिधि खाद्य-ग्रेड सिलिका उत्पादों के रूप में, SIPERNAT®350 और AEROSIL®200F के बीच मुख्य लाभ और उपयुक्त परिदृश्यों में क्या अंतर हैं?
A2: ① SIPERNAT®350: इसके मुख्य लाभ "एंटी-कैकिंग + धूल नियंत्रण" हैं। यह उच्च हलचल बल की आवश्यकता के बिना समान रूप से फैलता है, और यह वसा पाउडर, डेयरी पाउडर और आइसिंग शुगर प्रीमिक्स जैसे नरम खाद्य पाउडर के लिए उपयुक्त है। अनुशंसित मात्रा 0.2%–0.4% है।
② AEROSIL®200F: इसका मुख्य लाभ उच्च शुद्धता है। यह एक साथ कैकिंग और धूल को कम कर सकता है, और खाद्य पाउडर के उज्ज्वल रंग को बनाए रख सकता है। यह चिपचिपे पाउडर (जैसे, सॉसेज मसाला), मिर्च पाउडर, स्वाद आदि के लिए उपयुक्त है। अनुशंसित मात्रा 0.5%–1.0% है।
Q3: GB2760-2011 मानक के अनुसार, विभिन्न खाद्य श्रेणियों में खाद्य-ग्रेड सिलिका के अधिकतम उपयोग पर क्या प्रमुख नियम हैं? किस खाद्य श्रेणी पर सबसे सख्त उपयोग प्रतिबंध हैं?
A3: मुख्य नियम: ① नमक और नमक के विकल्प, मसाले और चटनी, और ठोस मिश्रित मसाले में अधिकतम उपयोग सीमा (20.0 ग्राम/किग्रा) सबसे अधिक है। ② दूध पाउडर, गैर-डेयरी क्रीमर, और कोको उत्पादों सहित दस खाद्य श्रेणियों में 15.0 ग्राम/किग्रा की अधिकतम उपयोग सीमा है। ③ जमे हुए पेय पदार्थों (खाद्य बर्फ को छोड़कर) की सीमा 0.5 ग्राम/किग्रा है। ④ कच्चे अनाज की सीमा 1.2 ग्राम/किग्रा है। ⑤ "सोयाबीन उत्पाद प्रसंस्करण (मिश्रित डीफोमर्स के लिए)" पर सबसे सख्त सीमा लागू होती है, जिसमें प्रति किलोग्राम सोयाबीन का अधिकतम उपयोग केवल 0.025 ग्राम/किग्रा होता है।
सबसे सख्त उपयोग प्रतिबंध सोयाबीन उत्पाद प्रसंस्करण (संयुक्त डिफोमर्स के लिए) पर लागू होता है, जिसमें अधिकतम उपयोग केवल 0.025 ग्राम/किलोग्राम (सोयाबीन के प्रति किलोग्राम के अनुसार) है।
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