Окислы кремния. Подробная информация о пищевой добавке Е551: опасен или нет диоксид кремния, какой вред для человека он несет

Диоксид кремния, известный как пищевая добавка под номером Е551, имеет вид кристаллического вещества, не обладающего цветом. Это соединение имеет высокую степень прочности и твердости. Диоксид проявляет устойчивость к влиянию кислот, а также не вступает в реакцию с водой.

В природе соединение можно встретить в виде кварца, обычный песок состоит из мельчайших кварцевых зерен. Диоксид в данной форме применяется в таких областях и технологиях, где не стоит условие касательно высокой степени чистоты материала. Оксид кремния в виде кристаллов представлен яшмой, горным хрусталем, агатом, морионом, аметистом, халцедоном, топазом. На дне океанов образуется аморфный диоксид кремния из погибших водорослей и инфузорий.

Синтетическое вещество получают через окисление кремния при температуре около 500 градусов по Цельсию в атмосфере кислорода.

Пищевая добавка Е551 известна также под названиями аэросил, аморфный диоксид кремния, кремнезем, белая сажа, тонкодисперсный диоксид.

Диоксид кремния: применение

Пищевой диоксид кремния благодаря своим свойствам нашел широкое распространение как эмульгатор и вещество, препятствующее слеживанию и комкованию. Эту добавку можно встретить в таких группах продуктов:

• кисломолочная продукция, чаще всего – в сырах;
• приправы, специи, сушеные пряности;
• кондитерские изделия, сладости;
• продукты питания в виде порошка, например, соль, сахар, мука;
• разнообразные снеки, чипсы, орешки в различных глазурях, закуски к пиву, сухарики;
• алкогольные напитки.

Свое применение диоксид кремния нашел при производстве зубных паст, энтеросорбентов, некоторых видов лекарств.

Соединение используется во время производства керамики, стекла, абразивов, изделий из бетона, в качестве наполнителя в процессе производства резин, для получения кремния, во время производства кремнеземистых огнеупоров, в сфере хроматографии и др. Благодаря пьезоэлектрическим свойствам, которыми обладают кристаллы вещества, применение диоксид кремния нашел в ультразвуковых установках, а также радиотехнике.

Пленки диоксида, которые были получены искусственным путем, применяются как изолятор во время производства микросхем и иных электронных компонентов. Диоксид в чистом плавленом виде в сочетании с разными специальными ингредиентами применяется с целью производства волоконно-оптических кабелей.

Диоксид кремния: вред

Пищевой диоксид кремния, известный в качестве добавки под номером Е551, причисляется к группе химических соединений, которые разрешены к использованию в производственных процессах продуктов питания. Но согласно предостережениям ряда специалистов, существует и вред диоксида кремния для организма человека, который проявляется в случае взаимодействия с соединением.

Однако стоит отметить, что вред диоксид кремния может нанести в случае пренебрежения мерам предосторожности во время работы с веществом в чистом виде. Например, пыль, которая образуется в процессе взаимодействия диоксида с иными химическими реагентами, может вызывать серьезные раздражения легких и бронхов человека.

В случае употребления соединения внутрь, в неизменном состоянии оно проходит через желудочно-кишечный тракт, а после естественным образом покидает организм. Также заметим, что во Франции в течение пятнадцати лет проходили исследования касательно данной добавки, которые показали, что в случае употребления воды с высоким уровнем содержания диоксида сокращается риск развития болезни Альцгеймера на целых 11%.

Популярные статьи Читать больше статей

02.12.2013

Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н...

604161 65 Подробнее

10.10.2013

Пятьдесят лет для представительниц прекрасного пола – это своеобразный рубеж, перешагнув который каждая вторая...

443658 117 Подробнее

02.12.2013

В наше время бег уже не вызывает массу восторженных отзывов, как это было лет тридцать назад. Тогда общество б...

354167 41 Подробнее

Кремнезем, по латыни Silicondioxide, silica – это двуокись кремния.Что же представляет собой такое соединение? Это твердые кристаллы без цвета, не имеющие запаха, они достаточно твердые, прочные, пластичные и тугоплавкие. В природе это самый обычный кварц, мельчайшие прозрачные песчинки, которые образуются при окислении кремния (Si).

SiO₂ – молекулярная (химическая) формула диоксида кремния.

Свойства диоксида кремния

Это соединение – высший, четырехвалентный кислотный оксид кремния. Он обладает идеальной устойчивостью к действию кислорода, различных кислот (при температуре плавления, равной 1 600 ºС, растворяется плавиковой кислотой, щелочами). Диоксид кремния не растворяется , является диэлектриком (не проводит ток).

Siliconiumdioxide- идеальный нейтрализатор щелочи.

Производство кремнезема для пищевой промышленности

В пищевой промышленности SiO₂ используют как добавку в пищу, которая имеет собственный индекс в европейской системе кодов – Е551.

Диоксид кремния в чистом виде не применяется в пищевой промышленности. В ней используют порошковый SiliconDioxide, другими словами, «белую сажу», аморфный кремнезем. Производство Е551 осуществляется на специализированных заводах двумя методами искусственного синтезирования: нагреванием Si в кислородной среде при температуре, равной пятистам градусам по Цельсию, происходит окислительная реакция, в результате которой получается белая сажа, и в специальных стерилизаторах при tº 1 000 ºС происходит реакция паров SiliconаTetrachloridа в пламени водорода (второй метод).

Синтезированный Silicondioxide относится к группе эмульгаторов, которые обеспечивают однородность смесям несмешивающихся веществ в природе, таких, как масло (растительного и животного происхождения) и жир с водой.

Применение эмульгатора Е551 в пищевом производстве разрешено во всех странах без исключения (в том числе в РФ, Беларуси, Украине, европейских странах) при условии, что его содержание в готовом продукте не превышает лимита, т.е. 30 гр/кг. Он не наносит вред здоровью, безопасен в употреблении.

Особые требования предъявляются к упаковке и условиям хранения пищевой добавки.

Для упаковки применяют мешки, изготовленные из прочного полиэтилена или специальной оберточной бумаги (kraft), а также полипропилена (обязательное присутствие вставки из полиэтилена).

Хранить пищевую добавку Е551 следует в сухом, закрытом помещении при установленном режиме влажности и определенной вентиляции.

Использование диоксида кремния

Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.

Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.

В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:

• диоксид кремния добавляют в готовые сыпучие продукты, такие как , мука, специи, а также и , яичный порошок, различные приправы и пряности, и другие;
• в молочной продукции при изготовлении сыров (для сохранения их структуры) также применяют кремнезем;
• незаменимым компонентом он является и в производстве , какао;
• Е551 входит и в состав как абсорбент, способствует осветлению напитка, повышает его выдержку;
• широко применяется он и при производстве , сухариков, всевозможных закусок, усиливает аромат продуктов потребления;
• при изготовлении алкогольных напитков, для стабилизации кислотности и нейтрализации излишка щелочей тоже используют кремнезем;
• производство кондитерских и кулинарных изделий не обходится без применения эмульгатора Е551, им обрабатывают сладкие поверхности, за исключением тех, которые покрыты . Он влияет на сроки реализации продукции, продлевает ее (обеспечивает свежесть, не дает слипаться изделиям), усиливает вкусовые качества и аромат.

Влияние на организм человека, польза и вред

До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.

Диоксид кремния полностью выводится из организма, не всасывается в желудочно-кишечный тракт.

Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.

Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.

Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.

Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.

Аморфный (некристаллический) диоксид кремния с высокой удельной поверхностью в природе в чистом виде почти не встречается. Его можно получить только технологическим способом. Выпускаемый нами высокочистый синтетический кремнезем (аморфный диоксид кремния) под торговой маркой КОВЕЛОС представляет собой очень легкий микронизированный (размер частиц в зависимости от марки от 6 до 40 микрон) порошок белого цвета без вкуса и запаха с нанопористой структурой частиц, с выраженными сорбционными свойствами. Его удельная площадь поверхности составляет 350-400 кв.м. на 1 грамм. Маслоемкость - 300-340 г/100 г.

Среди твёрдых тел аморфный диоксид кремния отличается самыми низкими теплопроводностью (0,02 Вт/(м. К)), скоростью распространения звука (100 м/с) и диэлектрической проницаемостью. Аморфный кремнезем нагреванием (при температуре свыше 1000 градусов по С) переходит в кристаллическую форму.

Синтетический кремнезем (аморфный диоксид кремния) является незаменимым во многих отраслях современной мировой экономики благодаря тому, что

• нейтрален и химически стоек почти ко всем существующим на нашей планете минеральным и органическим веществам. То есть он безвреден для живых организмов, не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен во внешней среде.

• имеет высокую площадь удельной поверхности, из-за того, что частица аморфного диоксида кремния содержит огромное количество наноразмерных пор. Эта сложнопространственная нанопоровая структура (высокоразвитая поверхность) частицы обуславливает прекрасные сорбционные свойства синтетического кремнезема. Он может избирательно поглощать из окружающей среды или связывать газы, пары и растворённые вещества. Интересно, что при синтезе аморфного диоксида кремния можно заранее задавать параметры поверхности (модифицировать поверхность), и тем самым получать продукт с избирательной сорбцией.

Таким образом, химическая нейтральность и огромная площадь удельной поверхности (высокоразвитая поверхность) аморфного (некристаллического) диоксида кремния способны придавать новые характеристики различным составам, материалам, продуктам, не меняя их химических свойств. В частности, высокочистый тонкодисперсный синтетический кремнезем с развитой поверхностью может:

• загущать (повышать вязкость) текучие составы вплоть до сыпучего состояния (в зависимости от требуемой степени загущения в состав вводится от 1,5% до 33% синтетического кремнезема). Данное свойство используется при производстве краскок, лаков, клеев, герметиков, паст, мазей, смазок и т.д.;

• увеличивать сыпучесть измельченных и/или порошкообразных твердых тел (специи, чипсы, сухарики, хлебцы, сухое молоко, сухие строительные смеси, комбикорма, стиральные порошки, тонеры, лекарственные средства и т.д.) и предохранять их от комкования,тем самым повышая срок их хранения.

• повышать прочностные характеристики и износостойкость материалов (пластики, смолы, резины, каучуки, бетон, асфальт и пр.)

• улучшать термодинамические характеристики (термостойкость, теплопроводность) материалов;

• улучшать трибологические характеристики (повышает устойчивость к истиранию);

​​использоваться в качестве добавки в масла и смазки для любых узлов и механизмов, где есть металлические пары трения. В этом случаеиз аморфного диоксида кремния в процессе работы механизмов на поверхности трущихся пар о бразуются силикатные пленки, которые восстановливают геометрические размеры узлов и механизмов до их первоначального состояния, что в несколько раз снижает степень износа.

быть носителем активных веществ в фармацевтических и косметических средствах;

применяться в роли щадящего абразива в парфюмерии и косметике (пиллинг кожи, сорбирование грязи на коже), при производстве кремниевых полупроводниковых пластин и пр. (как полировальная суспензия);

для выращивания кристаллов больших размеров, которые не могут быть выращены в воде. В этом случае длявыращивания используется среда геля кремнезема. Структура геля диоксида кремния предотвращает конвекцию и позволяет равномерно протекать процессу диффузии компонентов;

для приготовления синтетических глинистых материалов. Так, каолин в присутствии аморфного диоксида кремния образуется в гидротермальных условиях при 200-300 °С.

связывать и выводить из организма животных и человека различные токсины, соли тяжелых металлов, радионуклеиды;

использоваться в качестве сырья для производства специальных кварцевых стекол с прозрачностью более 99,5% для оптического излучения с длиной волны 248 нм и более 98% для оптического излучения с длиной волны 193 нм, для производства волоконных световодов;

• использоваться в качестве сырья для изготовления высокочистых силикатов , применяемых для покрытия телевизионных и осветительных трубок;

• в производстве микросхем и пр. электронных компонентов использоваться в качестве изолятора, наносимого путем напыления или в виде спец. пленки;

• служить исходным материалом для получения кремния высокой чистоты, применяемого в производстве солнечных батарей и в синтезе кремнийорганических соединений;

• применяться как теплоизолятор и шумопоглотитель в ракетных и реактивных двигателях. Это хороший теплоизолятор для различного рода проводящих систем с температурой нагрева до 1000 °С;

• использоваться в огнетушащих порошках для тушения пожаров классов А (тлеющие материалы), В (легковоспламеняющиеся жидкости), С (горючие газы), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.

Так же использование аморфного диоксида кремния ускоряет производственный процесс (за счет упрощения технологических циклов, сокращения времени производственного цикла) и требует меньших энергозатрат. Например, для загущения жидких составов синтетическим кремнеземом достаточно комнатной температуры.

Сфера применения высокочистого аморфного диоксида кремния в мировой экономике с каждым годом расширяется, растет его роль в развитии современных отраслей, в создании новых материалов.

Диоксид кремния – это вещество, которое состоит из кристаллов. Они не имеют цвета, довольно твердые, тугоплавкие и прочные. Вещество не поддается воздействию воды и кислот.

Если повышается температура окружающей среды, то вещество взаимодействует со щелочами. Кроме того, в таких условиях он считается отличным диэлектриком и способен растворяться в плавиковой кислоте.

В природе это вещество сильно распространено. Оно содержится в горном хрустале, кварце, топазе, морионе, яшме, агате, аметисте. В обычных условиях диоксид существует в трех видах. Речь идет о кристобалите, кварце, тридимите. Если температура повышается, то вещество превращается в коэсит и стишовит.

Формула вещества – SiO2.

Химические свойства

Данное вещество входит в состав практически всех основных горных пород. Как уже сказано выше, средство является бесцветным кристаллом. Для плавления необходима высокая температура. Она достигает 1600 градусов Цельсия.

Вещество имеет несколько полиморфных модификаций. Они описаны выше. Следует заметить, что аморфный диоксид кремния – это, иными словами, кварцевое стекло.

Вред вещества

Какое оказывает влияние диоксид кремния на организм? Ученые подтвердили, что вещество проходит через желудочно-кишечный тракт без особых изменений. После этого процесса оно выводится из организма в полной мере. Французские специалисты отмечают, что если употреблять воду с диоксидом, то можно снизить шанс развития такого заболевания, как Альцгеймер, на 10 %.

Поэтому не стоит верить ложной информации о том, что вещество плохо воздействует на организм. В качестве пищевой добавки оно имеет код E551. Если принимать его пероральным способом, то влияние диоксида кремния минимально и не приносит никакого вреда.

Польза вещества

Данное средство предотвращает появление комков в различных сыпучих субстанциях. Более того, оно способно нейтрализовать щелочную среду. Диоксид может растворяться в плавиковой кислоте. В результате образуется стеклообразная масса. Благодаря этому в пищевой и химической промышленности это вещество достаточно популярное.

В воде порошок не растворяется, а отдает жидкости ионы. Из-за этого вода становится чистой на молекулярном уровне и имеет много полезных веществ. Специалисты считают, что если пить такую воду регулярно, то можно предотвратить развитие болезни Альцгеймера, а также продлить срок жизни на 10 лет.

Применение вещества

В пищевой сфере вещество уже давно известно в качестве эмульгатора. Также его используют для того, чтобы еда не комковалась. Добавку в виде диоксида вносят в алкоголь, снеки, чипсы, орешки, сухарики, закуски к пиву, приправы, специи, сладости и другие кондитерские изделия. Кроме того, нередко вещество имеется в составе кисломолочной продукции, преимущественно в сырах, а также тех продуктах питания, которые продаются в виде порошка (сахар, соль, мука и так далее).

Кроме того, диоксид кремния используется при создании зубных паст, энтеросорбентов и лекарственных препаратов.

Медицина

Рассмотрим более подробно то, как именно диоксид используется в медицине и фармацевтике. Его используют в качестве энтеросорбента. Это вещество имеет вид порошка белого или же бело-голубого оттенка. Запаха он не имеет.

Что касается лекарственных препаратов, то коллоидный диоксид кремния используется для создания препаратов внутреннего и наружного применения. Действия средств направлено на заживление ран гнойного характера, флегмон, маститов. Кроме того, препараты купируют процессы гнойно-воспалительной природы.

Если средство находится в виде рыхлого порошка, то его можно использовать в качестве энтеросорбента. Это вещество способно вывести токсины из организма, даже соли тяжелых металлов. Добавку нередко вносят в средство от метеоризма. Благодаря ему эмульсия стабилизируется, а ее эффект улучшается. Из-за того, что диоксид имеет абсорбирующее свойство, его добавляют в гели и мази. Ими можно обрабатывать мастит, флегмону, а также различные гнойные заболевания. Препарат имеет антимикробное действие. Его легко распределять по коже. Аллергия и раздражение не возникают. Для того чтобы загустить спирт, глицерин, вазелин и рыбий жир, используется именно диоксид.

Косметические средства

Диоксид также используется и в косметической сфере. Его добавляют в зубные пасты, так как он способен идеально отбелить зубы. Зубная эмаль от его воздействия не разрушается. При случайном проглатывании такое средство не влечет за собой никаких последствий.

Это вещество добавляют в скрабы, кремы, лосьоны, пудры, причем вне зависимости от предназначения по типу кожи. Благодаря диоксиду можно убрать жирный блеск, разгладить морщины и убрать неровности на коже. Удаление отмерших клеток и очищение дермы происходит за минимальный срок.

Использование в пищевой сфере

Описываемый эмульгатор позволяет предупредить комкование сыпучих продуктов. Нередко это вещество добавляют в манку, муку, сухое молоко, сахар, яичный порошок, соль, приправы. В сырах диоксид кремния необходим, чтобы текстура тертого и нарезанного ломтиками продукта была максимально стабилизированной. В чипсах, закусках к пиву, сухариках и подобных изделиях добавка нужна для улучшения аромата. В пиво диоксид добавляется для того, чтобы сделать его светлее. Благодаря веществу его стойкость улучшается. Кроме того, в спиртных напитках, в том числе и коньяке, добавка нейтрализует избыток щелочей, стабилизируя кислотность.

Практически все сахаристые кондитерские изделия покрывают эмульгатором. Благодаря ему увеличивается срок хранения, не появляется липкость и излишняя ломкость. Диоксид не используется для обработки шоколада.

Сомнения по поводу применения

Выше уже сказано, что вещество не оказывает пагубного воздействия на организм человека. Именно поэтому кристаллический диоксид кремния разрешен к использованию во многих странах. Однако у тех ученых, которые исследуют его, есть некоторые опасения.

Дело в том, что когда диоксид поступает в организм, он может вступить в реакцию с каким-то другим веществом. Из-за этого невозможно точно определить то, какие токсины или осадки попадают в кровь, слюну и желудочно-кишечный тракт. Стабилизатор не растворяется в воде. Это приводит к появлению осадка в организме, который вызывает камни в почках, печени. Некоторые ученые считают, что при взаимодействии с некоторыми веществами диоксид может стать причиной онкологии.

Считается, что если употреблять продукты питания, которые содержат описываемое вещество в небольших количествах, то никаких проблем не возникнет.

Противопоказания и побочные действия

Диоксид нельзя употреблять при обострении язвы желудка и 12-перстной кишки. Кроме того, запрещено есть продукты питания с веществом при непроходимости кишечника и эрозии желудка. Лекарства с данным веществом нельзя наносить на гранулирующие и чистые раны асептического типа.

Среди побочных эффектов следует отметить несварение желудка и запор. Если речь идет о местном воздействии, то может образовываться корочка, которая будет препятствовать нормальному заживлению раны.

Итоги

Диоксид кремния является довольно важным веществом, которое используют в пищевой, косметической и медицинской сферах. Оно легко добывается и не оказывает патологического воздействия на организм человека. Именно поэтому добавка разрешена во многих странах.

Диоксид кремния (silica, Silicon dioxide, кремнезем) - вещество, состоящее из бесцветных кристаллов, обладающих высокой прочностью, твердостью и тугоплавкостью. Диоксид кремния устойчив к воздействию кислот и не взаимодействует с водой. При повышении температуры реакции вещество взаимодействует со щелочами, растворяется в плавиковой кислоте, является прекрасным диэлектриком.

В природе диоксид кремния распространен довольно широко: кристаллический оксид кремния представлен такими минералами как яшма, агат (мелкокристаллические соединения двуокиси кремния), горный хрусталь (крупные кристаллы вещества), кварц (свободная двуокись кремния), халцедон, аметист, морион, топаз (окрашенные кристаллы диоксида кремния).

В обычных условиях (при естественной температуре окружающей среды и давлении) существуют три кристаллических модификации диоксида кремния - тридимит, кварц и кристобалит. При повышении температуры диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем - в стишовит (минерал, обнаруженный в 1962 году в метеоритном кратере). Согласно исследованиям, именно стишовит - производное вещество диоксида кремния - выстилает значительную часть мантии Земли.

Химическая формула вещества - SiO 2

Получение диоксида кремния

Диоксид кремния промышленным способом получается на кварцевых заводах, производящих чистый кварцевый концентрат, который затем используется в химической и электронной промышленности, в производстве оптики, наполнителей для резиновых и лакокрасочных изделий, изготовлении ювелирных украшений и т.д. Природный диоксид кремния, иначе называемый кремнеземом, широко применяется в строительстве (бетон, песок, звуко- и теплоизолирующие материалы).

Получение диоксида кремния синтетическим способом осуществляется с помощью воздействия кислот на силикат натрия, в некоторых случаях - на иные растворимые силикаты или методом коагуляции коллоидного кремнезема под воздействием ионов. Кроме того, диоксид кремния получают путем окисления кремния кислородом при температуре около 500 градусов Цельсия.

Применение диоксида кремния

Кремнийсодержащие материалы нашли широкое применение как в области высоких технологий, так и в повседневной жизни. Диоксид кремния используется в производстве стекла, керамики, изделий из бетона, абразивных материалов, а также в радиотехнике, ультразвуковых установках, зажигалках и т.д. В сочетании с рядом ингредиентов диоксид кремния применяется в изготовлении волоконно-оптических кабелей.

Непористый аморфный диоксид кремния используется также в пищевой промышленности в качестве добавки, зарегистрированной под номером Е551, препятствующей комкованию и слеживанию основного продукта. Диоксид кремния пищевой используется в фармацевтической промышленности в качестве лекарственного препарата-энтеросорбента, в производстве зубных паст. Вещество встречается в составе чипсов, сухариков, кукурузных палочек, растворимого кофе и т.д.

Вред диоксида кремния

Официально подтверждено, что вещество диоксида кремния проходит через желудочно-кишечный тракт неизменным, после чего полностью выводится из организма. Согласно 15-летним исследованиям французских специалистов употребление питьевой воды с высоким содержанием пищевого диоксида кремния снижает риски развития болезни Альцгеймера на 10%.

Таким образом, информация о вреде диоксида кремния, являющегося химически инертным веществом, ложна: пищевая добавка Е551, употребляемая внутрь пероральным путем, полностью безопасна для здоровья.