xanthan gum

Ксантановая камедь (Xanthan gum)
Ксантановая камедь (Е415) представляет собой комплекс полисахаридов,
образующихся как вторичные метаболиты при аэробной ферментации сахаров (например,
кукурузного сиропа) бактериями Xanthomonas campetris.
Обзор основных мировых производителей ксантановой камеди
1. «CP Kelco» (Си Пи Келко)
Крупнейший мировой производитель ксантановой
камеди (примерно 40%
мирового рынка), имеет представительство в России.
Кроме заводов в Европе и Америке компанией CP Kelco был куплен завод в Китае
CP Kelco (Shandong) Biological Co., Ltd в декабре 2005 года.
Старое название завода - Shandong Gold Millet Biological Product Co., Ltd. Завод
расположен в провинции Shandong в 90 км от завода Fufeng Fermentation в близи морского
порта. Предприятие было создано 5 лет назад и специализируется только на выпуске
ксантана. Сегодня производительность 7000 МТ/год. 98% производимого объема
экспортируется в другие страны. 70% производимого объем составляет ксантан для
нефтяной промышленности и 30% пищевой ксантан.
Официальный дистрибутор ксантановой камеди в России является компания
«Ареал Био» г. Москва.
2. «Danisco» (Даниско)
Второй по величине производитель ксантановой камеди в мире (около 20%
мирового рынка). В его продуктовую линейку входит ксантановая камедь компании
«Rhodia» (Франция) и компании «Henan Tianguan group» (Китай). Дистрибуцией на
территории России занимается торговое представительство компании «Danisco».
3. «ADM» (Archer Daniels Midland Company) (АДМ)
Американский производитель ксантановой камеди. Работают на Российском
рынке с 1996 г. Эксклюзивные поставки на Российский рынок осуществляет компания
Союзснаб при поддержке торгового представительства ADM в Москве.
4. «Cargill» (Каргилл)
Ксантановая камедь данной компании в настоящий момент на Российском
рынке не представлена. Компания имеет завод в Китае - Zibo Cargill Huanghelong
Bioengineering (ZCHB) который был приобретен в апреле 2003г.
В 2009 году по разным оценкам мировой рынок ксантановой камеди составил от 90
до 100 тысяч тонн. Значительная часть этого объема около 40 тыс. МТ пришлась на
нефтедобывающую отрасль. В 2009 году в Россию было импортировано около 23000ТМ
ксантановой камеди: 700 МТ из этого объема приходится на СОТ, 500 МТ компания MISWACO, 300МТ компания Deosen.
Обзор основных китайских производителей ксантановой камеди
1. Shandong FuFeng Fermentation Co., Ltd. (Шандонг Фуфенг Ферментэйшн)
Крупнейший производитель ксантана в Китае. В состав компании Shandong Fufeng
Fermentation Co., Ltd входят несколько предприятий: завод по производству амино кислот
и глютаминовой кислоты ( производительность 60000т/г), завод по производству крахмала
(производительность 30000 т/г),
2 завода по производству ксантановой камеди
мощностью 12000МТ/г и 30000МТ/г соответственно. Компания является поставщиком
международных сервисных нефтяных компаний Halliburton, MI-SWACO (для них
ксантановая камедь производится под их спецификации).
2. Deosen Corporation Ltd. (Деосэн Корпорейшн)
1
Предприятие основано в 1992г. Находится в провинции Shandong в городе Zibo.
На сегодняшний день производственные мощности составляют 36000 МТ в год. Торговая
марка продукта Ziboxan. Соотношение объемов производства пищевого и технического
ксантана 50/50. Ксантан имеет высокое стабильное качество за одним исключением, их
продукт имеет один недостаток который они признают, а именно раствор ксантановой
камеди имеет низкую прозрачность. До настоящего момента этот недостаток еще не
устранен. Считают главным своим конкурентом компанию CP Kelco.
Поставки в Россию носят случайный характер, в основном через Китайские
торговые компании. В нефтегазовой отрасли компания является поставщиком таких
сервисных компании как MI-SWACO и Halliburton (20% выпускаемого объема).
В Россию поставляется компаниям МТК (Москва), Саниви, Белстар.
3. Hebei Xinhe Biochemical Co. Ltd. (Хибей Ксинхе Биокемикал)
Завод по производству ксантановой и гелановой камеди. Находится в провинции
Хибей и основано в 1980г. Производительность по ксантановой камеди составляют 10000
МТ в год. В настоящий момент выпускают 5 разновидностей пищевого ксантана, 2 вида
для кормов животных, 4 вида индустриального ксантана и 6 видов для нефтяного бурения.
Поставки в Россию носят случайный характер, в основном через Китайские торговые
компании.
4. Zibo Shunda Bioctech Co.,Ltd. ( Зибо Шунда Биотех)
Производитель ксантановой камеди. Предприятие расположено в том же самом
городе Zibo, что и производство компании Deosen. Предприятие работает с 1993 года и
раньше назывался Zibo Shunda Biochemistry Co.,Ltd, в настоящий момент
производственные мощности составляют 12000 МТ/г.. Ксантановая камедь производится
по американской технологии. Завод имеет сертификат ИСО 9001 и 14001. Себя
позиционируют на 5 месте в Китае.
5. Inner Mongolia Jianlong Biochemical Co.ltd.
Завод работает с марта 2007 года. Производственные мощности составляют
10000МТ год.
В России продукт не сертифицирован и продажи носят случайный характер.
Основные производители ксантана в Китае
1. «Shandong Fufeng Fermentation Co.» Ltd;
2. «Deosen Corporation» Ltd;
3. «Cargill» (USA);
4. «Hebei Xinhe Biochemical Co» Ltd.
5. «Zibo Shunda Biotech Co» Ltd.
Описание:
Ксантановая камедь (Е415) внеклеточный полисахарид, являющийся продуктом
особого вида брожения. Микроорганизмы вида Xanthomonas campetris
Ксантановую камеди получают в результате аэробного брожения в водной среде.
Ферментативная среда содержит углеводы (например, сахар), источник азота,
микроэлементы и другие факторы роста.
Производство ксантана - сложный многоступенчаты процесс приготовления
посевного материала с последующим брожением в крупногабаритных танках из
нержавеющей стали и выделением продукта. Перед началом производственного процесса
технологическое оборудование подвергается стерилизации, все операции осуществляются
2
в условиях асептики, что гарантирует чистоту бактериальной культуры. С целью
получения оптимально воспроизводимых результатов в процессе производства строго
отслеживаются состав среды для культивирования, условия аэрации и перемешивания,
величина рН и температура. После окончания брожения культуральную жидкость
пастеризуют для инактивации микроорганизмов перед выделением продукта. Как
правило, Ксантановую камедь получают в результате спиртового осаждения
культуральной жидкости. Далее спирт удаляют; полученный продукт подвергают сушке,
размолу, контролю и упаковке.
Камедь ксантана является микробиологическим полимером. Главным образом камедь
ксантана применяется не как желирующий агент, а в качестве вещества,
контролирующего вязкость раствора и реологию. Камедь не очень хорошо гидратируется,
но придаёт раствору устойчивую вязкость. Уже при низкой концентрации камеди
ксантана растворы необычайно вязки. Псевдопластичность камеди ксантана почти не
зависит от концентрации и градиента сдвига.
Химическое строение молекул ксантана обеспечивает ему функциональнотехнологические свойства:
 высокую растворимость в холодной и горячей воде;
 стабильность растворов камеди в присутствии поваренной соли и сахара;
 стабильность свойств растворов камеди при отрицательных температурах и
температурах стерилизации;
 стабильность свойств камеди в цикле «замораживание – оттаивание»;
 стабильность к действию ферментов;
 стабильность растворов камеди в широком диапазоне рН от 1 до 13;
 обратимость свойств при механических и других нагрузках;
 предотвращение синерезиса (отделение влаги) в продукте;
 синергизм в отношении большинства применяемых в пищевой промышленности
гидроколлоидов (гуаровой, камедью рожкового дерева, каррагинаном).





Ксантановая камедь может быть использована в качестве загустителя:
при производстве мясных и вареных колбасных (в основном в составе смеси)
для формирования желаемой текстуры пищевого продукта;
при производстве хлебобулочных изделий для связывания влаги;
для уменьшения потерь влаги при термообработке продуктов и в процессе
последующего хранения (как влагоудерживатель);
как загуститель - соусы, кетчупы, майонезы, супы, напитки, в т.ч. сухие,
хлебопекарные продукты, плавленые сыры, молочные продукты и т.д.
Совместное использование ксантановой камеди с каррагинанами способствует
усилению гелеобразования, более прочному удержанию влаги в структуре геля,
образуемого каррагинаном, снижению хрупкости геля каррагинана. В смеси с
каррагинанами и другими гидроколлоидами камедь рекомендуется использовать в
соотношении от 1 : 1 до 1: 3.
Применение ксантана в косметике.
Ксантан применяют при изготовлении:
- солнцезащитных лосьонов и кремов, в том числе для автозагара;
- очищающих средства и кремов для лица, тела;
- краски для волос;
- шампуней и гелей для душа;
- зубных паст.
3
Функции:
- ксантан стабилизирует эмульсии и суспензии пигментов;
- при механическом воздействии (при перемешивании, перекачке и наполнении тары)
вязкость продукта, стабилизированного ксантаном, понижается с последующим
восстановлением;
- реологическая стабильность в широком диапозоне температур;
- обеспечивает приятное ощущение на коже;
- превосходная смазывающая способность;
- способствует пенообразованию и стабилизирует пену;
- в шампунях стабилизирует эмульсионную систему – шампунь-кондиционер;
- ксантан образует прозрачный раствор, пригодный для загущения прозрачных продуктов;
- стабилизация пигментов в краске для волос;
- зубные пасты – хорошо удерживается на зубной щетке, обеспечивает превосходное
связывание и поддержание абразивных частиц;
- обеспечивает увеличение сроков хранения; расширение условий хранения;
- легко диспергируется.
Рекомендуемые дозировки:
Продукт
Солнцезащитные лосьоны и кремы, в т.ч. кремы и
лосьоны для автозагара
очищающие средства и кремы; краски для волос;
шампуни и гели для душа;
- зубные пасты
Дозировка, %
0,1 – 0,5
0,1 – 0,5
0,5 – 1,2
Применение ксантановой камеди в нефтегазовой отрасли
Тип и параметры буровых растворов выбираются с учетом: геологических и
гидрогеологических условий залегания пород; устойчивости пород под воздействием
фильтрата бурового раствора; наличия проницаемых пластов, их мощности и пластового
давления.
В зависимости от перечисленных условий и глубины скважины раствор иногда
приходиться выбирать не только для каждого района, участка или отдельно скважины, но
и для бурения различных интервалов в одной скважине.
На основе ксантана готовятся буровые растворы с содержанием камеди до 2 % для
бурения горизонтальных и наклонно-направленных скважин. Количество добавки может
варьироваться в зависимости от объема скважины, т.е. от ее глубины и диаметров
бурения. Средние объемы ксантановой камеди для скважины – 300-500 кг.
1. Заполнение скважинного фильтра гравием
Жидкость-носитель с добавлением ксантановой камеди характеризуется повышенной
стабильностью и долговечностью гравийных фильтров. Кроме того, такие жидкости
влияют на расположение гравия в наклонных скважинах, улучшают перемещение
суспензии при
высоком содержании
гравия,
обеспечивают
превосходное
суспендирование при низких концентрациях полимера. При этом жидкости на основе
ксантановой камеди защищают проницаемость пласта.
2. Гидравлический разрыв пласта
4
Ксантановая камедь обеспечивает превосходные вязко-эластичные характеристики
жидкостей для гидравлического разрыва на основе воды или кислоты, улучшенную
суспензию жидкости для гидроразрыва пласта и максимальную вязкость внутри разлома
без снижения проницаемости разлома.
5
3. Буровые растворы
Ксантановая камедь позволяет получать буровые растворы с исключительно
низким
содержанием
твердой
фазы
и
великолепными
суспендирующими
характеристиками. Это объясняется тиксотропией, т.е. при увеличении напряжения при
сдвиге вязкость снижается, при уменьшении напряжения первоначальная вязкость
моментально восстанавливается, что обеспечивает:
 Минимальное осаждение бурового шлама в статических условиях;
 Улучшение промывки скважины при меньших концентрациях бентонита;
 Снижение потерь давления циркуляции;
 Оптимальный гидравлический режим работы долота, что повышает механическую
скорость проходки.
Ксантановая камедь является универсальным продуктом и может использоваться в
большинстве типов растворов на водной основе. Он также совместим с большинством
других присадок к буровым растворам, чаще всего используемых в этих растворах, хотя
всегда рекомендуется перед использованием любого сомнительного сочетания продуктов
провести предварительные испытания. Биополимер эффективно функционирует в
буровых растворах на основе пресной воды и солевых растворов, а также в различных
растворах для капитального ремонта скважин и растворах для закачивания скважин на
основе рассолов в широком диапазоне pH.
Преимущества
Стабильное регулирование реологических характеристик раствора;
Получение раствора, разжижающегося при сдвиге и обеспечивающий
оптимальную скорость проходки;
 Хорошее функционирование в растворах на основе пресной воды, морской воды,
рассолов и насыщенных солевых растворов;
 Быстрое диспергирование;
 Минимальный расход материала по сравнению с другими загустителями;
 Высокая совместимость с другими присадками к буровым растворам;
 Комбинирование с различными гелеобразующими полимерными составами;
 Минимальное повреждение пласта при производстве работ;
 Снижение потерь давления циркуляции;
 Эффективный пластификатор-понизитель трения.


6