Alginatul de Sodiu

Temă de proiect

Să se dimensioneze tehnologic procesarea a 1000 kg îngheţată simplă, utilizând ca aditivi alimentari, alginatul de sodiu acceptat de CODEX-ul alimentar, reglementările FAO/OMS, reglementările naţionale şi internaţionale în doza de aditivare 0,3%, pentru produsul alimentar .

Cunoscând că: - corecţia de randament este de 95%;

- pierderile tehnologice 2%.

Să se întocmească bilanţul de materiale forma analitică pentru cazul anunţat anterior şi să se estimeze indicatorii tehnico-economici ai procesării studiate.

Cap. I. Introducere

Citat ca algin în unele literaturi, alginaţii cuprind o gamă largă de produse, începând cu acidul alginic şi continuând cu sărurile sale de sodiu, potasiu, amoniu, magneziu şi calciu şi esteri propilen glicol alginat.

Alginatul de sodiu (C6H7O6Na) este extras din algele brune (acid alginic). Este un solid incolor sau uşor gălbui apărând în forme filamentoase, granulare şi pudre. Formează o soluţie coloidală vâscoasă cu apa. Alginatul disponibil comercial ca acid alginic, sare de sodiu, numită alginat de sodiu este un polizaharid linear, izolat în mod normal din multe specii de alge brune, de unde îi provine numele de alginat. Copolimerul constă din doi acizi uronici: acid D-manunoric (M) şi acid L-guluronic (G). deoarece este componentul scheletic al algei are proprietatea de a fi puternic şi totuşi flexibil. Acidul alginic poate fi fie solubil în apă, fie insolubil, în funcţie de tipul sării asociate.

Sărurile de sodiu şi alte metale alcaline, amoniu sunt solubile, în timp ce sărurile cationilor polivalenţi, calciul, sunt insolubile în apă cu excepţia magneziului. Cationii polivalenţi se leagă de polimeri atunci când sunt două reziduuri de acid guluronic învecinat. Astfel cationii polivalenţi sunt responsabili pentru legarea încrucişată a ambelor molecule de polimer. Procesul de gelifiere, schimbul ionilor de calciu cu cei de sodiu are loc în condiţii relativ blânde. Deoarece metoda este bazată pe disponibilitatea reziduurilor de acid guluronic permeabilitatea moleculară nu depinde de condiţiile de imobilizare.

2Na(Alginat) + Ca++ Ca(Alginat)2 + 2Na+

Structura de gel legată ionic este termostabilă în interval 0 – 100o C, ca urmare încălzirea nu va lichefia gelul. Totuşi, gelul poate fi uşor redizolvat prin imersarea gelului alginat într-o soluţie conţinând o concentraţie mare de sodiu, potasiu sau magneziu. Menţinerea raportului sodiu:calciu = 25:1 va ajuta evitarea destabilizării gelului. Polimerii acidului alginic se prezintă în trei tipuri în funcţie de alga din care sunt extraşi. Un tip constă în întregime din unităţi de acid D-manuronic; al doilea tip conţine în întregime unităţi de acid L-guluronic şi al treilea tip alternează unităţi de acid D-manuronic şi L-guluronic. Aranjamentul catenei este de mare importanţă deoarece oferă puterea, tăria moleculei şi este responsabil pentru tăria fibrelor formate. Diferite alge, sau diferite părţi ale aceleaşi alge, duc la obţinerea de alginat cu diferite compoziţii de monomer şi diferite aranjamente. Pot fi secţiuni de monomeri alternativi (-M-G-M-G-M-) Diferitele tipuri de alge au proporţii diferite din cele trei tipuri de acid alginic. Diferitele tipuri de alginat sunt alese pentru fiecare aplicaţie, pe baza greutăţii moleculare şi compoziţia relativă de acizi manuronic şi guluronic. De exemplu, proprietatea de îngroşare (proprietate vâscoasă) depinde în principal de greutatea moleculară a polimerului, în timp ce gelifierea (afinitatea pentru cationi) este în legătură cu conţinutul de acid guluronic. Aşadar, conţinutul ridicat de acid guluronic duce la un gel mai puternic.

O nouă procedură spectrofotometrică a fost dezvoltată pentru determinarea acidului alginic şi fucoidan şi este utilizată pentru analizarea lor în extracte din biomasa a 17 specii de alge brune colectate din apele de coastă ale peninsulei Kamchatka. Monozaharide neutre şi manitol au fost determinate în produşii de hidroliză a probelor de biomasă din alge. Conţinutul de acid alginic a fost maxim în alga Alaria marginata, toţi ceilalţi reprezentaţi ai ordinului Laminariales sunt de asemenea surse de polizaharide. Cel mai mare conţinut de fucoidan a fost găsit în Saundersella simplex dar Chordaria flagelliformis şi Fucus evanescens sunt surse mult mai practice de fucoidan, proviziile disponibile şi compoziţia în zahăr face ca ultima algă să fie cea mai potrivită pentru procesarea complexă şi prepararea manitolului fucoidanului şi acidului alginic.

Alga este o plantă a mării şi creşte pe coasta multor oceane din lume. Ca produs al oceanului conţine multe dintre numeroasele elemente pe care acesta le conţine. Din moment ce mările sunt ape ele pot dizolva în soluţii multe produse elementare pe care pământul de pe fundul mărilor le conţine şi astfel transmite aceste elemente la plantele care cresc în mări. Printre multele elemente se include iodul, bromul, acidul alginic, alginaţii şi sărurile lor organice, în special alginatul de sodiu. Alginatul de sodiu se ştie că reduce absorbţia de stronţiu (radiaţii). Alginatul se leagă de metalele grele secretate de corpul uman şi pot îndepărta metalele grele absorbite din expineri anterioare. Pot îndepărta izotopii absorbiţi de către corpul uman din aer, apă, alimente poluate. Alginaţii sunt folositori în intoxicaţiile cu plumb şi stronţiu – 90.

De la descoperirea alginaţilor de către Edward Stanford în 1883, producţia comercială a început în 1927 şi s-a extins până la 40000 tone/an, în întreaga lume. 30% din această cantitate este destinată industriei alimentare, restul fiind utilizat în industria farmaceutică şi medicină. Producţia de alginat este situată în California, Mare Britanie, Norvegia, Franţa, Chile, Japonia şi China. Alginaţii sunt extraşi din variate specii de alge brune (PHAECOHYCEAE) printr-un proces mulţi-paşi. Un proces de extracţie tipic implică mai întâi spălarea şi tratarea algelor cu acid sulfuric diluat (cantitativ transformând alginatul de calciu în acid alginic) extracţie prin dizolvare cu alcalii, separarea componentelor insolubile, precipitarea sării de calciu urmată de spălarea cu acid pentru recuperarea acidului alginic. Sărurile şi esterii acidului alginic sunt obţinute prin neutralizare şi esterificare.

Acidul alginic, sărurile de sodiu, potasiu, amoniu, calciu şi alginatul propilen glicol alginat sunt numerotaţi INS de la 400 la 405 (E400 – E405 în EU).