Evonik 실리카: 식품 등급 응용 분야에 대한 종합 분석
1. 개요
세계 최대의 실리카 생산 업체인 에보닉은 두 가지 주요 식품 등급 실리카 제품군을 제공합니다: 흄드 실리카(AEROSIL®)와 침강 실리카(SIPERNAT®). 중국 국가 식품 안전 표준 GB2760-2011(중국 국가 표준 식품 첨가물 번호 CNS 02.004, 국제 식품 첨가물 번호 시스템 INS 551)을 준수하며, 이 제품들은 주로 고결 방지제로 기능합니다. 흄드 실리카는 화염 가수분해 방식, 침강 실리카는 습식 공정을 통해 제조되며, 독특한 나노 구조와 뛰어난 흡착 및 분산 특성을 특징으로 합니다. 식품 산업에서 이들은 유동성 향상/고결 방지, 담체, 분무 건조 보조제, 분쇄 보조제 등 네 가지 핵심 용도로 사용되며, 분유, 소금, 인스턴트 음료, 향신료 등 광범위한 식품에 적합합니다. 대표적인 제품인 SIPERNAT®350(비산 방지) 및 AEROSIL®200F(고순도 고결 방지 및 비산 감소)는 뛰어난 성능을 보여줍니다. 유럽, 북미 자유 무역 협정(NAFTA), 아시아 태평양 및 기타 지역에서 식품 등급 등록을 완료한 에보닉은 다양한 고객 요구에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다.
2. 마인드 맵
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3. 상세 개요
I. 회사 배경 및 제품 포지셔닝
에보닉은 세계 최대의 실리카 생산 업체로서, 무기 재료 고객에게 서비스를 제공하는 3,500명 이상의 직원을 보유하고 있습니다. 독일 하나우에 본사를 두고 전 세계 26개의 생산 시설, R&D 센터, 응용 연구소를 운영하며 글로벌 제품 공급 능력을 갖추고 있습니다.
에보닉의 핵심 제품에는 흄드 실리카(AEROSIL®), 침강 실리카(SIPERNAT®) 및 특수 산화물, 분산액, 무광택제가 포함됩니다. 이 회사는 식품 산업에 맞춤화된 고부가가치 제품과 기술 지원을 제공하는 데 중점을 둡니다.
II. 식품 등급 실리카 기본 정보
중국 국가 식품 안전 표준 GB2760-2011을 준수하며, CNS 번호 02.004 및 INS 번호 551을 가집니다. 주요 기능은 고결 방지제입니다.
: 화염 가수분해 기술을 채택합니다. 1000°C 이상의 온도에서 사염화규소가 수소 및 산소와 반응하여 흄드 실리카를 생성합니다.
반응식: $$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2} + O_{2} -> SiO_{2} + 4HCl ^$$
공정 흐름은 혼합, 연소 반응, 분리 및 탈산 처리 과정을 포함합니다.
- 침강법: 습식 공정을 채택합니다. 100°C 이하의 온도에서 규산나트륨과 황산이 반응하여 침강 실리카를 생성합니다.
반응식: $$\ce{Na_{2}O·SiO_{2} + H_{2}SO_{4} -> SiO_{2} v + Na_{2}SO_{4} + H_{2}O$$
공정 흐름은 침강 반응, 여과, 건조, 분쇄/과립화 단계를 포함합니다.
두 제품 유형 모두 계층적 구조를 나타냅니다: 1차 입자 → 응집체 (화학 결합으로 결합) → 덩어리 (반데르발스 힘으로 결합). 흄드 실리카 AEROSIL®200F의 경우, 1차 입자 크기는 약 12nm, 응집체 크기는 80~120nm, 덩어리 크기는 1μm를 초과합니다.
III. 식품 산업에서의 핵심 응용 (원리, 예시 및 추천 제품 포함)
응용 시나리오 | 작용 메커니즘 | 일반적인 식품 응용 | 추천 제품 등급 |
유동성 향상제/고결 방지제 | 1. 입자 표면에 흡착하여 입자 간 간격을 넓히고 접촉 면적을 줄이며 접착력을 약화시킵니다.
2. 입자 표면의 수분을 흡수하여 고결을 방지합니다. | 분유, 고칼슘 분유, 소금, 슈가파우더, 인스턴트 음료, 향신료 (마늘 가루, 고추 가루) | SIPERNAT®22S, SIPERNAT®350, AEROSIL®200F |
담체 | 높은 다공성 구조를 활용하여 액체를 흡착시켜, 고점도 액체를 취급하기 쉽고 정확하게 계량 가능한 분말로 전환합니다 (최대 75% 농도까지 가능). | 비타민 E 오일, 액상 향료, 기능성 영양 첨가물, 해산물/식물 추출물 | SIPERNAT®22, 33, 50, 680, 2200 |
분무 건조 보조제 | 1. 생산 중 제품의 유동성을 보장하고 덩어리짐을 방지합니다.
2. 분무 타워 내부 벽에 대한 입자 부착을 줄여 재료 손실 및 세척 빈도를 낮춥니다. | 커피 크리머, 단백질 파우더, 계란 노른자 파우더, 우유 파우더, 토마토 파우더, 효모 추출물 | SIPERNAT®22S, 50S, 680 |
분쇄 보조제 | 1. 분쇄 중 저융점 제품의 응집을 줄입니다.
2. 분쇄 중 발생하는 액체를 흡수하여 장비 막힘을 방지하고 생산 효율성을 향상시킵니다. | 슈가 파우더, 향료, 건강식품, 허브 향신료, 고추가루 | SIPERNAT®22, 22S, 50, 50S |
IV. 대표 제품의 특성 및 장점
: 부드러운 식품 파우더의 응집을 쉽게 방지하도록 특별히 설계되었습니다; 응집 방지 및 먼지 억제의 이중 효과를 제공합니다; 높은 교반력을 요구하지 않고 균일하게 분산됩니다.
: 분말 지방, 유제품 분말, 아이싱 슈가 프리믹스, 인스턴트 음료 재료, 유고형분, 염 프리믹스 등
: 0.2%–0.4% (과다 사용 시 분진 문제 발생 가능)
: 고순도; 동시에 뭉침 및 분진 감소; 식품 분말의 밝은 색상 유지 (예: 고춧가루)
: 점성 분말 (예: 소시지 시즈닝), 고춧가루, 향료 등
: 0.5%–1.0% (최적 효과 범위)
- 비교 우위
- 유동성 향상제로서 SIPERNAT® 시리즈는 삼인산칼슘보다 우수합니다 (예: 분유에서 동일한 사용량으로 더 나은 유동성).
- SIPERNAT®33은 담체로서 65% 농도의 비타민 E 분말 생산 시 72% 농도의 비타민 E 분말 생산 시 실리카 사용량을 27.7% 줄일 수 있습니다.
V. 식품 범주 및 최대 사용량 (GB2760-2011)
식품 범주 코드 | 식품명 | 최대 사용량 (g/kg) | 비고 |
01.03 | 분유(가당분유 포함) 및 크림 분말, 그리고 이들의 변형 제품 | 15.0 | - |
02.05 | 기타 지방 또는 지방 제품 (비유제품 크리머로 제한) | 15.0 | - |
03.0 | 냉동 음료 (03.04 식용 얼음 제외) | 0.5 | - |
05.01.01 | 코코아 제품(코코아를 주요 원료로 한 지방, 분말, 페이스트 등 포함) | 15.0 | - |
06.01 | 원곡물 | 1.2 | - |
10.03.01 | 탈수 계란 제품 (단백질 분말, 난황 분말 등) | 15.0 | - |
11.06 | 기타 감미료 (분당으로 제한) | 15.0 | - |
12.01 | 소금 및 소금 대체품 | 20.0 | - |
12.09 | 향신료 및 조미료 | 20.0 | - |
12.10.01 | 고형 화합물 조미료 | 20.0 | - |
14.06 | 고형 음료 | 15.0 | - |
16.07 | 기타 (대두 제품 가공용) | 0.025 | 복합 소포제용; 대두 1kg당 계산된 복용량 |
VI. 글로벌 공급 가용성
제품 등급 | 유럽 | 북미자유무역협정(NAFTA) | 아시아 태평양 및 기타 지역 |
흄드 실리카 AEROSIL®200 | + | + | + |
흄드 실리카 AEROSIL®200F | + | - | + |
흄드 실리카 AEROSIL®380 | - | + | + |
흄드 실리카 AEROSIL®380F | + | - | + |
침강 실리카 SIPERNAT®22 | + | + | + |
침강 실리카 SIPERNAT®22S | + | + | ++ (중국 전용) |
침강 실리카 SIPERNAT®25 | - | - | 일본 시장 전용 |
침강 실리카 SIPERNAT®50 | + | + | + |
침전 실리카 SIPERNAT®50S | + | + | + |
침전 실리카 SIPERNAT®350 | + | + | + |
침강 실리카 SIPERNAT®340 | - | + | - |
침강 실리카 SIPERNAT®680 | + | + | ++ (중국 특화) |
침강 실리카 SIPERNAT®2200 | + | + | + |
참고: + = 사용 가능; ++ = 중국 전용 공급
4. 주요 Q&A
Q1: Evonik의 식품 등급 실리카의 식품 산업에서의 핵심 적용 시나리오는 무엇이며, 그 근본적인 메커니즘은 무엇인가요?
A1: 네 가지 핵심 적용 시나리오가 있습니다: ① 유동성 향상/고결 방지; ② 담체; ③ 분무 건조 보조제; ④ 분쇄 보조제.
핵심 메커니즘:
① 유동성 향상/고결 방지: 입자 간 간격을 넓혀 접촉 면적을 줄이고 접착력을 약화시키며, 수분을 흡수하여 고결을 방지합니다.
② 담체: 고도로 다공성인 구조를 이용하여 액체를 흡착시켜 고점도 액체를 취급하기 쉬운 분말로 전환합니다.
③ 분무 건조 보조제: 제품의 유동성을 향상시키고 장비 표면에 대한 부착을 줄입니다.
④ 분쇄 보조제: 분쇄 중에 발생하는 액체를 흡수하여 저융점 제품의 덩어리짐과 장비 막힘을 방지합니다.
Q2: Evonik의 대표적인 식품 등급 실리카 제품으로서 SIPERNAT®350과 AEROSIL®200F의 핵심 장점과 적합한 시나리오의 차이점은 무엇입니까?
A2: ① SIPERNAT®350: 그 핵심 장점은 "응집 방지 + 먼지 억제"입니다. 높은 교반력을 요구하지 않고 균일하게 분산되며, 지방 분말, 유제품 분말 및 아이싱 설탕 혼합물과 같은 쉽게 응집되는 부드러운 식품 분말에 적합합니다. 권장 사용량은 0.2%–0.4%입니다.
② AEROSIL®200F: 그 핵심 장점은 높은 순도입니다. 응집과 먼지를 동시에 줄일 수 있으며, 식품 분말의 밝은 색상을 유지합니다. 점성이 있는 분말(예: 소시지 양념), 고추가루, 향료 등에 적합합니다. 권장 사용량은 0.5%–1.0%입니다.
Q3: GB2760-2011 기준에 따르면, 다양한 식품 범주에서 식품 등급 실리카의 최대 사용에 대한 주요 규정은 무엇입니까? 가장 엄격한 사용 제한이 있는 식품 범주는 무엇입니까?
A3: 주요 규정: ① 소금 및 소금 대체물, 향신료 및 조미료, 고체 복합 조미료는 최대 사용 한도가 20.0g/kg으로 가장 높습니다. ② 분유, 식물성 크리머, 코코아 제품을 포함한 10가지 식품 범주는 최대 사용 한도가 15.0g/kg입니다. ③ 냉동 음료(식용 얼음 제외)는 0.5g/kg으로 제한됩니다. ④ 생곡물은 1.2g/kg으로 제한됩니다. ⑤ 가장 엄격한 제한은 "대두 제품 가공(복합 소포제용)"에 적용되며, 대두 1kg당 최대 사용량이 0.025g/kg에 불과합니다.
가장 엄격한 사용 제한은 콩 제품 가공(복합 탈포제용)에 적용되며, 최대 사용량은 0.025 g/kg(콩 1kg당 계산)입니다.
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