بایگانی دسته ی مقالات صنایع غذایی

حلال شیمیایی چیست؟

حلال یک ماده شیمیایی است که ماده شیمیایی دیگری را حل می‌کند و محلولی به صورت مخلوط همگن تشکیل می‌دهد. حلال شیمیایی جزء موجود در محلول است که بیشترین مقدار را دارد و شکل فیزیکوشیمیایی ماده را به صورت جامد، مایع یا گاز تعیین می‌کند.

به عبارت دیگر حلال بخشی است که معمولاً بیش از 50% یک محلول را تشکیل داده است، در حالی که حل‌شونده بخشی است که در حلال مخلوط می‌شود. به‌طور معمول، حل‌شونده کمتر از 50٪ محلول است. حلال‌ها معمولاً اما نه لزوماً همیشه مایع هستند و همچنین می‌توانند گاز یا جامد باشند.

کاربرد حلال شیمیایی

صنعت چسب و پوشش

چسب‌ها و درزگیرها از پلیمرهای مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب آن‌ها و ترکیب آن‌ها از انتخاب حلال شیمیایی مناسب استفاده می‌کند. بیشتر سیستم‌های حلال شیمیایی برای بهینه‌سازی حلالیت پلیمر اولیه طراحی شده‌اند. چسب‌ها را می‌توان به آنهایی تقسیم کرد که با واکنش شیمیایی و پیوندهایی که به دلیل فرایندهای بدنی پیوند دارند، ایجاد می‌شوند.

فروش حلال صنعتی با دریافت نمونه محصول از دکتر کمیکال

چسب‌های واکنشی شیمیایی بر اساس روش تولید که شامل پلیمریزاسیون، پلی ادیشن یا تراکم پلیمری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

چسب‌های پیونددهنده فیزیکی شامل چسب‌های حساس به فشار و تماس، چسب‌های مذاب یا محلول و پلاستیکول‌ها هستند.

چسب‌های پلیمریزاسیون از سیانواکریلات (بدون حلال)

چسب‌های بی‌هوازی (حاوی حلال‌ها نیستند اما نیاز به پرایمر پلاستیک و بعضی از فلزات که محلول‌های نفتالین مس هستند) چسب قابل‌استفاده در برابر اشعه ماورای بنفش (ترکیبات بدون حلال پلی‌اورتان و اپوکسی) نیاز دارند.

چسب‌های حساس به فشار و تماس از انواع مختلفی از پلیمرها از جمله استرهای اسید آکریلیک، پلی ایزوبوتیلن، پلی استرها، پلی کلروپرون، پلی اورتان، سیلیکون، کوپلیمر استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی ساخته شده است.

به استثنای چسب‌های استری آکریلیک اسید که می‌توانند به عنوان محلول، امولسیون، UV 100٪ مواد جامد و سیلیکون قابل ترمیم (که ممکن است فقط اثری از حلال‌ها باشد) پردازش شوند، همه لاستیک‌های باقیمانده در درجه اول با مقادیر قابل توجهی از حلال‌ها مانند حلال‌های هیدروکربن ساخته می‌شوند (به طور عمده هپتان، هگزان، نفتا)، کتون (عمدتاً استون و متیل اتیل کتون)، و حلال‌های آروماتیک (عمدتا تولوئن و زایلن).

چسب‌ها و پلاستیسول‌های مذاب حاوی حلال‌ها نیستند. گروه چسب محلول شامل محصولاتی است که از سیستم‌های حلال پلیمری زیر تهیه شده است:

نیترو سلولوز (حلال‌های معمولی شامل ترکیبات حلال معمولاً از یک کتون یا استر، الکل و هیدروکربن انتخاب شده از ایزوپروپانول، 2- بوتیل هگزانول، آمیل استات، استون، متیل اتیل کتون)، لاستیک نیتریل (حلال اصلی – متیل اتیل کتون)، پلی کلرو پرون که معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استر، هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک آلی که از نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن، تولوئن و پلی‌وینیل استات (آب) حل می‌شود.

درزگیرهای اکریلیک پایه آب هستند؛ اما ممکن است حاوی اتیلن و پروپیلن گلیکول، روغن‌های معدنی و مینرال اویل نیز باشند. همچنین درزگیرهای اکریلیک مبتنی بر حلال وجود دارد که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از حلال‌های شیمیایی مانند روغن‌های معدنی، تولوئن و زایلن است. درزگیرهای پلی سولفید معمولاً حاوی تولوئن هستند؛ اما از متیل اتیل کتون نیز استفاده می‌شود.

گروه سیلانت کلاس B حاوی حلال‌های شیمیایی قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر است (تا 40٪ حجم) اما برخی موارد استثنا نیز وجود دارد. درزگیرهای PVC بر پایه پلاستیسول‌ها ساخته شده‌اند و بدون حلال‌ها می‌توان آنها را ساخت. درزگیرهای مبتنی بر لاستیک بوتیل معمولاً حاوی هیدروکربن‌ها (C6-C12) هستند.

درزگیرهای مبتنی بر استایرن – بوتادین – استایرن معمولاً مقادیر زیادی از حلال‌های شیمیایی را از یک گروه انتخاب می‌کنند که شامل تولوئن، هپتان، هگزان، متیل اتیل کتون، ایزو بوتیل ایزو بوتیرات، n-amyl استات، آمیل کتون است. آنها معمولاً در مخلوط‌های حلال پردازش می‌شوند. پلی کلرو پرون معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استرها و هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک حل می‌شود. این لیست شامل نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن و تولوئن است.

صنعت آسفالت

محصولات ساختمانی بیشماری از آسفالت و ذغال سنگ برای کاربردهایی همچون سیلر درایو، آسفالت برش، سیمان، آغازگر بتونی، مخلوط سرد بتن، سیمان سقف، پرکننده اتصالات انبساط، مایعات پچ، ضد آب غشاهای مایع ضدعفونی و روکش لوله ساخته شده است. تمام این محصولات حاوی حلال شیمیایی هستند.

ساده‌ترین فرمولاسیون مخلوط آسفالت و (معمولاً) روغن‌های معدنی است که برای آب‌بندی، پرایمری و پوشش بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین محصولات از نظر فن آوری برای ضد آب و پوشش خط لوله استفاده می‌شود. این محصولات همچنین بر اساس پراکندگی آسفالت در حلال شیمیایی، اما با افزودن پلیمر تقویت می‌شوند.

افزودن پلیمر، رفتار پلاستیک آسفالت را اصلاح‌کرده و آن را بیضوی می‌کند. معمولاً حلال‌های شیمیایی اضافی برای بهبود حلالیت در اجزای پلیمری اضافه می‌شوند. پلی‌اورتان‌های واکنشی اغلب مورداستفاده در اصلاح ضد آب غشاهای مایع هستند. تولوئن و زایلن ترکیب آسفالت هستند که اغلب از حلال‌های شیمیایی اضافی استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل تبخیر حلال تا حدی جامد می‌شوند. خواص الاستومری آنها از پسوندهای زنجیره‌ای و واکنش‌های متقابل زنجیره‌ای حاصل می‌شود که یک شبکه پلیمری داخلی را تشکیل می‌دهند که آسفالت را تقویت می‌کند.

صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی

چندین محصول آرایشی حاوی حلال هستند. از جمله این موارد می‌توان به لاک ناخن، پاک‌کننده لاک ناخن، عطر، رنگ مو، پاک‌کننده‌های عمومی، اسپری مو و لوسیون اشاره کرد. در بیشتر موارد، اتانول تنها حلال شیمیایی است. لاک ناخن و پاک‌کننده لاک ناخن حاوی انواع زیادی از حلال‌های شیمیایی است.

نیتروسلولز، پلی‌استر، کوپلیمر استر اکریلیک و متاکریلیک استر، رزین فرمالدئید، بوتیرات استات سلولز متداول‌ترین پلیمرها در فرمولاسیون‌های لاک ناخن هستند. حلال‌ها باتوجه‌به پلیمر مورداستفاده انتخاب شدند. حلال‌ها شامل استون، متیل استات، اتیل استات، بوتیل استات، متیل گلیکول استات، متیل اتیل کتون، متیل ایزوبوتیل کتون، تولوئن، زایلن، ایزوپروپیل الکل، متیل کلروفرم و نفتا است.

حلال‌ها بخش عمده‌ای از ترکیب را معمولاً حدوداً 70٪ تشکیل می‌دهند. اصلاح برای بهبود انعطاف‌پذیری و دوام لاک ناخن در حال انجام است. تلاش‌های دیگر جهت بهبود خواص ضدقارچی، ازبین‌بردن کتون‌ها و رزین‌های فرمالدئید (کتون‌ها به دلیل سمیت و بوی تحریک‌کننده آنها و رزین‌های فرمالدهید به دلیل کمک به درماتیت) و ازبین‌بردن زردی انجام شده است.

استون قبلاً تنها حلال شیمیایی مؤثر بسیاری از برطرف‌کنندگان لاک ناخن بود. هنوز مورداستفاده قرار گرفته است؛ اما تلاش فعلی برای ازبین‌بردن استفاده از کتون‌ها در جوش دهنده‌های ناخن وجود دارد. ترکیبات مورداستفاده بیشترین ایزوپروپانول / اتیل استات و اتیل استات / ایزوپروپانول / 1،3- بوتانیدول هستند.

پاک‌کننده‌های عمومی مورداستفاده در سالن‌های آرایش مو حاوی ایزوپروپانول و اتانول هستند. اسپری مو حاوی اتانول است که ترکیبی از اتان، پروپان، ایزبوتان و بوتان هستند. در معرض شیمیایی در سالن‌های آرایشگاه، اگرچه غلظت بالایی از اتانول وجود دارد، اما سطح شناسایی شده زیر حد NIOSH است. غلظت‌ها در سالن‌های بدون تهویه (حدود 3 برابر بیشتر) از سالن‎‌هایی که در سالن‌های تهویه مطبوع اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت کمی از تولوئن نیز یافت می‌شود، که احتمالاً از اجزای رنگ ناشی می‌شود.

حلال شیمیایی در داروسازی

از حلال‌ های آلی معمولاً در صنایع داروسازی به عنوان محیط واکنش، جداسازی و تصفیه محصولات سنتز و همچنین برای تمیز کردن تجهیزات استفاده می‌شود.

از آنجاکه حلال‌های شیمیایی باقیمانده در محصولات نهایی مواد مطلوب نیستند، ممکن است از روش‌های مختلفی برای حذف آنها استفاده شود، مشروط بر اینکه آنها معیارهای ایمنی را رعایت کنند.

پس از فرایند خشک کردن، باید تجزیه و تحلیل ها انجام شود تا بررسی شود که آیا مقادیر حلال‌های شیمیایی مورد استفاده در هر مرحله از تولید از حد قابل قبول تجاوز نمی‌کند. همچنين حلال‌های جديد مانند مايعات فوق بحرانی يا مايعات يونی برای جايگزينی حلال‌های آلی در فرايندهای توليد دارو ساخته شده‌اند.

حلال‎‌های شیمیایی ارگانیک به طور مداوم در فرایندهای تولید داروسازی حضور دارند. صنعت داروسازی به ازای هر مقدار محصول نهایی یکی از بزرگ‌ترین کاربران حلال‌های آلی است. حلال‌های شیمیایی معمولاً در هر مرحله از مسیر سنتز یک ماده فعال یا مواد تحریک کننده و بعضی اوقات در طی فرمولاسیون فراورده‌های دارویی استفاده می‌شوند.

به دلیل برخی از موانع جسمی و شیمیایی، حلال‌های آلی با روش‌های تولیدی، از جمله خشک شدن در دمای بالا تحت فشار و یا لیوفیلیزاسیون نمی‌توانند کاملاً از محصول حذف شوند.

معمولاً مقادیر کمی از حلال‌ها ممکن است در محصول نهایی باقی بمانند که به آنها حلال باقیمانده (RS) گفته می‌شود و معمولاً به عنوان ناخالصی‌های فرار آلی (OVI) نیز شناخته می‌شوند. علاوه‌براین، یک محصول دارویی ممکن است توسط حلال‌های آلی از بسته بندی، انبار، یا از حمل‌ونقل نیز آلوده شود.

به طور کلی، به دلایل عینی، صنعت داروسازی یک شاخه سخت تنظیم شده از تولید است. به همین دلیل است که براساس سمیت هر حلال، محدودیت‌های RS برای محصولات دارویی و مواد اضافی توسط انجمن‌های مختلف تعیین شده است.

استفاده‌های معمولی از حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص سازی) است. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند.

تقطیرهای آزئوتروپ یا استخراج به عنوان عملکرد اصلی حلال‌ها در مرحله واکنش، حلالیت است. به عنوان رسانه واکنش، حلال‌ها با شکستن نیروهای منسجم که محلول‌های بلوری و مایع را در کنار هم نگه داشته می‌شوند، واکنش املاح را بیشتر می‌کنند.

به همین دلیل تحقیقات زیادی برای درک و پیش بینی خواص حلال‌ها انجام شده است که از همه جنبه‌های رفتار شیمیایی دارای اهمیت هستند. علاوه‌براین، حلال‌های شیمیایی همچنین می‌توانند بخشی از یک واکنش سنتز به عنوان معرف یا کاتالیزور باشند.

فرایند استخراج مرحله بعدی تولید API است، جایی‌که یک ماده دارویی با حلال‌های ارگانیک ارتباط دارد. در این فرایند، محصولات سنتز از بقایای واکنش پس از واکنش جدا می‌شوند. معمولاً جداسازی مایع – مایع بین فرکشن‌های آلی و معدنی انجام می‌شود.

انواع حلال‌ها در فرایند استخراج به عنوان مثال استفاده می‌شوند. حلال‌های کلر دار مانند دی کلرومتان یا کلروفرم و همچنین کتون‌ها، اترها، استرها و الکل در استخراج پس از یک فرایند تخمیر، از حلال‌های آلی مانند الکل، تولوئن، استون، استات یا متیلن کلرید استفاده می‌شود.

تلاش برای کاهش مصرف حلال شیمیایی در تولید مواد مختلف، نیاز به اطلاعات پیش زمینه در مورد موجودی فعلی، دلایل انتخاب حلال‌های شیمیایی خاص، تأثیر حلال‌های شیمیایی مختلف بر روی خواص محصولات نهایی، روندهای آینده و امکاناتی برای جایگزینی حلال شیمیایی در حوزه‌های مختلف تولید و صنایع انجام شده است.

انواع حلال های شیمیایی

انواع حلال را می‌توان به دو دسته کلی حلال های آلی و حلال های معدنی تقسیم کرد. حلال‌های معدنی حاوی عنصر کربن نیستند. رایج‌ترین حلال‌های معدنی آب و آمونیاک مایع هستند در حالی که حلال‌های آلی مانند الکل‌ها، گلیکول اترها حاوی کربن و اکسیژن در ساختار خود هستند.

همچنین حلال‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: قطبی و غیرقطبی. یک مورد خاص جیوه است که محلول‌های آن به عنوان آمالگام شناخته می‌شود. همچنین محلول‌های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به‌طورکلی، ثابت دی الکتریک حلال معیار تقریبی از قطبیت حلال را ارائه می‌دهد.

حلال قطبی نوعی حلال است که بارهای جزئی یا گشتاورهای دوقطبی زیادی دارد. پیوندهای بین اتم‌ها دارای الکترونگاتیوی بسیار متفاوت اما قابل اندازه‌گیری هستند. یک حلال قطبی می‌تواند یون‌ها و سایر ترکیبات قطبی را حل کند. در واقع حلال‌های قطبی مولکول‌های دوقطبی قوی هستند که از طریق پیوند هیدروژنی نیز با دیگر مواد برهمکنش دارند.

حلال های قطبی نیز اغلب باعث شکستن پیوندهای کووالانسی املاح یونیزاسیون این املاح می‌شوند. رایج‌ترین حلال‌های مورد استفاده در سیستم‌های دارورسانی، حلال‌های قطبی، از جمله، آب و الکل هستند. به حلال‌های قطبی دیگری مانند الکل‌ها، آلدئیدها و کتون‌های قند و سایر ترکیبات گروه‌های -OH نیز می‌توان اشاره کرد.

حلال‌های غیرقطبی خاصیت دوقطبی کمی دارند یا اصلاً ندارند. اگرچه آنها نمی‌توانند به‌طور مستقل دوقطبی تشکیل دهند؛ اما می‌توانند از برهمکنش‌های دوقطبی- دوقطبی برای حل املاح مناسب استفاده کنند.

حلال‌های غیرقطبی دارای ثابت دی الکتریک بین 1 تا 20 هستند و شامل روغن‌های تثبیت شده، تتراکلرید کربن و کلروفرم می‌شوند. املاح یونی و قطبی در حلال‌های غیرقطبی حلالیت کمی دارند یا اصلاً حل نمی‌شوند. با این حال، روغن‌ها، چربی‌ها و اسیدهای چرب به خوبی در حلال‌های غیرقطبی حل می‌شوند.

انواع حلال های آلی

حلال های آلی ساختار مشترکی دارند. حلال‌های آلی هم ممکن است طبیعت آب‌گریز و هم آبدوست داشته باشند. حلال‌های آلی خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند که در زیر آورده شده است:

• در طبیعت فرار هستند – حلال‌های فرار آنهایی هستند که توانایی تبخیر دارند. به دلیل ماهیت فرار حلال‌های آلی وقتی در هوا آزاد می‌شوند، بوی آنها در فضا حس می‌شود.
• نقطه جوش پایینی از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود که حلال‌های آلی نقطه جوش بسیار پایینی دارند. به دلیل این نقطه جوش پایین، آنها بسیار فرار هستند.
• مایعات بی‌رنگ هستند و وزن مولکولی کمتری دارند. حلال‌های آلی فرار و با وزن مولکولی کم هستند و به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارند.

براساس ساختار و گروه عملکردی، می‌توان حلال‌های آلی را به شکل‌های مختلفی دسته بندی کرد:

1. حلال‌های آلیفاتیک: این حلال‌ها متعلق به کلاس آلکن‌ها هستند. گفته می‌شود که آنها طبیعت غیرقطبی دارند. برخی از کاربردهای این‌گونه حلال‌ها عبارتند از استخراج روغن، رنگ، رنگ، داروسازی، پلیمریزاسیون و چسب.
2. حلال‌های آروماتیک: این حلال‌ها مانند حلال آلیفاتیک، حلال‌های غیرقطبی هستند. آنها به عنوان حلال‌های صنعتی برای چسب‌ها، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، فرایندهای استخراج، کاهش‌دهنده، در حشره‌کش‌ها و غیره استفاده می‌شوند.
3. حلال‌های کربونیل: این حلال‌ها شامل استرها می‌شود که دارای خواص قطبی هستند و در پاک‌کننده‌های رنگ ناخن، پاک‌کننده‌های الکترونیکی، تخته‌های مدار، کافئین زدایی، در چسب‌ها و همچنین در مواد طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شوند.
4. برخی از حلال‌های آلی دیگر شامل الکل‌ها هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

حلال پروتیک

یک حلال پروتیک از مولکول‌هایی تشکیل شده است که ممکن است به‌عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل کنند. آب، الکل و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه‌هایی از حلال‌های پروتیک هستند. برخلاف آن حلال‌هایی که نمی‌توانند به عنوان اهداکننده پیوندهای هیدروژنی عمل کنند، حلال‌های آپروتیک در نظر گرفته می‌شوند.

ترکیباتی که با فرمول کلی ROH قابل توصیف هستند، حلال‌های پروتیک قطبی هستند. قطبیت حلال‌های پروتیک قطبی از دوقطبی پیوند O-H حاصل می شود. اندازه کوچک اتم هیدروژن و تفاوت زیاد در الکترونگاتیوی اتم اکسیژن و اتم هیدروژن جداسازی مولکول‌های شامل گروه OH از این گروه از ترکیبات قطبی را تضمین می‌کند و دقیقاً به همین دلیل است که حلال پروتیک به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می‌کند.

حلال آپروتیک

حلال آپروتیک پروتون آزاد نمی‌کند؛ اما ممکن است به‌عنوان یک حلال ساده عمل کند، جایی که قطبیت اندازه‌گیری شده توسط ثابت دی الکتریک قابل توجه است، یا ممکن است به‌عنوان یک گیرنده پروتون یعنی پایه آپروتیک عمل کند. حلال‌های آپروتیک ترکیبات قطبی مایعی هستند که فاقد اتم‌های هیدروژن قابل تجزیه هستند.

اجزا شیمیایی مانند پیوندهای O-H و N-H در این حلال‌ها وجود ندارند. بنابراین؛ گروه‌های هیدروکسیل (-OH) و گروه‌های آمین (-NH2) در حلال‌های آپروتیک وجود ندارند و قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

حلال‌های آپروتیک همراه حلال‌های پروتیک توانایی حل کردن یون را دارند. کمبود هیدروژن اسیدی در این حلال‌ها وجود دارد و یون هیدروژن آزاد نمی‌کنند. حلال‌های آپروتیک قطبی دارای مقادیر ثابت دی الکتریک حداقلی یا متوسط هستند. نمونه‌هایی از حلال‌های آپروتیک شامل اتر، متیلن کلرید و هگزان است.

حلال های شیمیایی آلی در مراحل تولید میکروبی

حلال‌های شیمیایی ترکیبات موجود در کره زمین نیستند. در شرایط طبیعی، حضور آنها در مقادیر قابل‌توجهی محدود به مناطق خاص می‌شود. فقط تعداد محدودی از حلال‌های شیمیایی منشأ بیولوژیکی دارند و برخی ممکن است در طبیعت به غلظت‌های بالاتری برسند. بهترین نمونه شناخته شده اتانول است. بااین‌حال، بوتانول و استون نیز به‌راحتی توسط میکروب‌ها تشکیل می‌شوند و ممکن است غلظت‌های بالایی در آن ایجاد شود.

در حقیقت، در آغاز قرن بیستم، امکانات تولید بسیار بزرگی برای تولید میکروبی بوتانول و استون در حال بهره‌برداری بود. علاوه بر این، ترپن‌ها حلال‌های طبیعی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تولید می‌شوند و در محلی می‌توانند به غلظت‌های بالایی برسند. به‌عنوان‌مثال، لیمونن در قطرات ریز در پوست پرتقال وجود دارد. همه این حلال‌ های شیمیایی برای سلول‌های میکروبی سمی هستند.

با پیشرفت صنعت شیمیایی، این تصویر به طرز چشمگیری تغییر کرده است. در مکان‌های آلوده، میکروارگانیسم‌ها ممکن است با غلظت‌های زیادی با تعداد زیادی حلال شیمیایی مواجه شوند. فقط با چند مورد استثنا، معلوم شد که اگر غلظت میکروب‌ها کم باشد قادر به تخریب این ترکیبات هستند.

این پتانسیل تخریب‌پذیر باتوجه‌به مقادیر کمیاب که ممکن است به‌صورت محلی در بیوسفر طبیعی وجود داشته باشد، غیرمنتظره نیست. اما قرارگرفتن در معرض سلول‌ها در غلظت‌های بالای غیرطبیعی این حلال‌ها معمولاً منجر به غیرفعال‌شدن برگشت‌ناپذیر و در نهایت مرگ آنها می‌شود.

صنایع شیمیایی تا حد زیادی مبتنی بر فرایندهای مبتنی بر حلال شیمیایی است. اما در فرایندهای بیوتکنولوژیک معمولاً میکروب‌ها در یک سیستم مبتنی بر آب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این رویکرد باتوجه‌به ترجیح میکروب‌ها برای آب و مشکلات حلال شیمیایی برای سلول‌های کامل کاملاً قابل‌درک است.

حلال‌های شیمیایی اغلب برای استخراج محصولات از فاز آبی استفاده می‌شوند؛ اما تنها پس از اتمام مراحل تولید. در این مرحله، صدمه به سلول‌های کامل اهمیتی ندارد. در هر دو صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، حلال‌های شیمیایی آلی به دلیل ماهیت محصول یا بستر، مزایای زیادی نسبت به آب دارند.

در نتیجه، طی دهه‌های گذشته بسیاری از فرصت‌ها برای استفاده از حلال‌ شیمیایی در فرایندهای بیو کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است. هرچه سیستم بیو کاتالیستی ساده‌تر باشد، استفاده از حلال‌های شیمیایی پیچیده‌تر است.

دسته بندی حلال های شیمیایی آلی

حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص‌سازی) کاربرد گسترده‌ای دارند. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به‌عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند. لیستی از انواع حلال‌های موردنیاز صنایع مختلف را می‌توانید در اینجا مشاهده کنید.

در میان انواع بی‌شمار حلال‌های شیمیایی آلی، مواردی که اغلب برای واکنش‌های آنزیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند چندان نیستند و باتوجه‌به اهمیت محتوای آب حلال‌های آلی موردنظر، ممکن است در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار بگیرند.

حلال‌ های آلی امتزاج‌ پذیر با آب

این حلال‌های آلی با دمای واکنش در آب واکنش‌پذیر هستند. هر نوع سیستم حلقی با نسبت 0 تا 100٪ از حلال به آب می‌تواند از این نوع حلال تهیه شود. توجه داشته باشید که برخی از حلال‌های آلی که دارای حلالیت در آب محدود در دمای محیط هستند و ازاین‌رو به‌عنوان آب غیرقابل‌قبول تلقی نمی‌شوند، در درجه حرارت بالا قابل اختلاط می‌شوند.

• متانول
• اتانول
• اتیلن گلایکول
• گلیسرول
• دی متیل فرمامید
• دی متیل سولفوکسید
• استون
• فرمالدهید
• دی اکسان

حلال های آلی امتزاج ناپذیر با آب

الکل ها

• ایزوپروپیل الکل
• بوتیل الکل
• آمیل الکل
• اکتانول
• استر ها
• متیل استات
• اتیل استات
• ان- بوتیل استات
• هگزیل استات

آلکیل هالیدها

• دی کلرو متان
• کلروفرم
• کربن تتراکلرید
• تری کلرو اتان

اترها

•  دی اتیل اتر
• دی پروپیل اتر
• دی ایزوپروپیل اتر
• دی بوتیل اتر
• دی پنتیل اتر

حلال های آلی نامحلول در آب

هیدروکربن های آلیفاتیک

• n– هگزان
• n– هپتان، ایزواکتان

هیدروکربن های آروماتیک

• بنزن
• تولوئن

هیدروکربن های آلیفاتیک حلقوی

• سیکلوهگزان

حلال های هیدروکربنی

نفت و گاز طبیعی فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع هیدروکربن است. گاهی اوقات از نفتا برای توصیف روغن مایع کم‌جوش و محصولات مایع گاز طبیعی با دامنه جوش از 15.6 درجه سانتی‌گراد (60 درجه فارنهایت) تا 221 درجه سانتی‌گراد (430 درجه فارنهایت) استفاده می‌شود. این گروه بزرگ از ترکیبات می‌توانند از نظر ساختاری به‌عنوان آلیفاتیک و آروماتیک طبقه‌بندی شوند.

هیدروکربن‌های آلیفاتیک شامل آلکان‌های اشباع شده (پارافین‌ها)، آلکن‌های اشباع نشده (الفین) و آلکین‌ها (استیلن‌ها) و سیکلوپارافین‌ها (نفتن‌ها) هستند. پارافین‌ها می‌توانند خطی مانند n- بوتان ،n- پنتان و n- هگزان باشند و شاخه‌هایی مانند ایزوبوتان، ایزوپنتان، ایزو هگزان و غیره شاخه‌ای باشند.

نمونه‌ای از الفین‌ها اتیلن است. سیکلوپارافین، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان. این ترکیبات از بنزین طبیعی و روغن‌های نفتی تشکیل شده‌اند که به طور معمول دارای هزاران هیدروکربن با وزن مولکولی از متان تا حدود 50,000- 100,000 دالتون هستند.

پس از پالایش، نفت خام به گازهای هیدروکربن (متان، اتان، پروپان و بوتان)، تقطیرهای سبک (نفتا و روغن‌های تصفیه شده)، تقطیرهای میانی (روغن گاز و روغن جاذب)، تقطیرهای سنگین (روغن‌های فنی، موم پارافین و روغن‌های روان‌کننده)، مواد باقیمانده روغن سوخت باقیمانده موم، آسفالت و کک و لجن پالایشگاه (کک اسید، اسید سولفونیک، روغن‌های سوختی سنگین و اسیدسولفوریک) تقسیم می‌شوند.

محصولات ویژه حلال های شیمیایی:

• ایزوپروپیل الکل
• حلال 402
• دی متیل فرمامید
• خرید گیلسیرین صنعتی
• آنیلین
• استون صنعتی

تری سدیم سیترات چیست؟

تری سدیم سیترات فرمول شیمیایی Na3C6H5O7 دارد. گاهی اوقات به‌سادگی “سدیم سیترات” نامیده می‌شود، اگرچه سیترات سدیم می‌تواند به هر یک از سه نمک سدیم اسیدسیتریک اشاره کند. این ترکیب دارای یک نمک، طعم ملایم ترش، و یک ماده قلیایی ملایم است. همچنین یک نمک سدیم اسیدسیتریک است.

به شکل پودر سفید، کریستالی یا بلورهای سفید و دانه‌ای است، در هوای مرطوب کمی ملایم، به‌راحتی در آب حل می‌شود، عملاً در الکل حل نمی‌شود. مانند اسید سیتریک طعم ترش دارد. همچنین از نظر پزشکی، به‌عنوان ماده قلیایی کننده استفاده می‌شود.

تری سیترات سدیم در صنایع دارویی

سیترات سدیم در تهیه قرص‌های جوشان

واکنش اسیدسیتریک و بی‌کربنات باعث آزادشدن دی‌اکسیدکربن می‌شود که به انحلال مواد فعال کمک می‌کند و خوش طعم سازی را بهبود می‌بخشد. مواد جوشان به طور گسترده‌ای در محصولات تمیزکننده دندان مصنوعی و همچنین قرص‌های تسکین درد و ویتامین استفاده می‌شود.

مواد فعال دارویی

بسیاری از آنها به‌عنوان نمک سیترات تهیه می‌شوند.

کنترل pH

اسیدسیتریک، همراه با تری سدیم سیترات یا تری پتاسیم سیترات، یک سیستم بافر کارآمد است که در انواع کاربردهای دارویی و آرایشی برای بهبود ثبات و (در صورت لزوم) افزایش فعالیت مواد نگهدارنده مورداستفاده قرار می‌گیرد.

طعم و مزه

طعم تیز و اسیدی سدیم سیترات (که اغلب برای افزایش طعم‌دهنده‌های میوه استفاده می‌شود) می‌تواند به ماسک طعم دارویی ناخوشایند و دارویی کمک کند.

آنتی‌ اکسیدان

تری سیترات سدیم با آزادسازی یون سیترات یک ماده شیمیایی قوی برای ردیابی یون‌های فلزی است.

ضدانعقاد خون

یون سیترات کلسیم باعث ایجاد کی لیت می‌شود، در نتیجه تمایل به لخته‌شدن خون کاهش می‌یابد.

ادرار آور

سیترات پتاسیم دارای خاصیت ادرارآور است.

سدیم سیترات در صنایع مواد غذایی

تری سیترات سدیم عمدتاً به‌عنوان یک افزودنی غذایی معمولاً برای عطروطعم یا ماده نگهدارنده استفاده می‌شود به‌عنوان یک ماده طعم‌دهنده در انواع خاصی از نوشیدنی‌ها استفاده می‌شود.

همچنین به‌عنوان یک ماده مؤثر در نوشیدنی‌های آماده برای نوشیدنی تجاری و مخلوط‌های نوشیدنی استفاده می‌شود و باعث ایجاد طعم ترش می‌شود.

در ترکیبات ژلاتین، بستنی، ماست، مربا، شیرینی‌ها، پودر شیر، پنیرهای فراوری شده، نوشیدنی‌های گازدار و شراب یافت می‌شود.

سدیم سیترات می‌تواند به‌عنوان تثبیت‌کننده امولسیون هنگام تهیه پنیر استفاده شود. با جلوگیری از جداشدن چربی‌ها، پنیر را ذوب می‌کند بدون اینکه چرب شود.

به‌عنوان یک‌پایه مزدوج از یک اسید ضعیف می‌تواند به‌عنوان یک عامل بافر یا تنظیم‌کننده اسیدیته عمل کند و در برابر تغییرات pH مقاومت کند.

برای کنترل اسیدیته در برخی مواد مانند دسرهای ژلاتینی استفاده می‌شود.

سدیم سیترات را می‌توان در ظروف کوچک شیر مورداستفاده در دستگاه‌های قهوه یافت. pH محلول 5 گرم در 100 میلی‌لیتر آب سیترات سدیم در دمای 25 درجه سانتی‌گراد 5/7 تا 9/9 است.

به بسیاری از محصولات لبنی بسته‌بندی‌شده تجاری برای کنترل تأثیر PH سیستم گوارشی انسان ، به طور عمده در محصولات فراوری شده؛ مانند پنیر و ماست، اضافه می‌شود.

بیشترین استفاده از نمک امولسیون‌کننده در محصولات پنیر فراوری شده برش خورده است.

این ماده معمولاً به‌عنوان یک عامل بافر کننده در ترکیب با اسیدسیتریک برای تأمین کنترل دقیق pH موردنیاز در بسیاری از کاربردهای غذایی و آشامیدنی استفاده می‌شود.

پاستوریزه‌کردن پنیر با پنیر طبیعی آب و نمک امولسیون‌کننده انجام می‌شود. نمک امولسیون‌کننده که معمولاً استفاده می‌شود شامل چندین نوع فسفات سدیم و تری سدیم سیترات است.

در تولید پنیر فراوری شده، پنیر رنده شده با تری سیترات سدیم و آب مخلوط می‌شود و مخلوط در دمای بالا با برش مکانیکی گرم می‌شود.

تری سیترات سدیم یک ماده مهم در ساخت پنیر در فرایند است؛ زیرا عملیات حرارتی پنیر طبیعی باعث “روغن زدایی” می‌شود، یعنی جداسازی چربی از توده پنیر. سدیم سیترات باعث می‌شود پنیر ذوب شود بدون اینکه چرب شود. از نظر تاریخی، از سدیم فسفات برای مخلوط نگه‌داشتن قطرات آب و چربی هنگام ذوب پنیر استفاده می‌شد.

عملکردهای اصلی تری سیترات سدیم در غذاها و نوشیدنی‌ها را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:

• به‌عنوان یک مکمل طعم‌دهنده، برای بهبود طعم و مزه
• به‌عنوان یک عامل کنترل pH ، به‌عنوان‌مثال ، برای کنترل ژل، بافر و افزایش مواد نگهدارنده
• به‌عنوان یک ماده شیمیایی برای بهبود عملکرد آنتی‌اکسیدان‌ها و جلوگیری از فساد مواد غذایی مانند غذاهای دریایی
• نوشیدنی‌های گازدار
• نوشیدنی‌های فوری، شربت‌ها، نوشیدنی‌های آبدار
• چای و قهوه، نوشیدنی‌های ورزشی و انرژی‌زا و آب

در بازار مواد غذایی، اسیدسیتریک و تری سدیم سیترات آن عملکردهای مختلفی را انجام می‌دهند. کاربرد غالب برای افزایش عطروطعم است. بسیاری از نوشابه‌های لیمو، لیموترش یا مرکبات که امروزه در دسترس هستند، از اسیدسیتریک به‌عنوان راهی برای افزایش مصرف عطروطعم مصرف‌کنندگان با این طعم‌های میوه‌های گرمسیری استفاده می‌کنند.

علاوه بر این، اسیدسیتریک یا نمک تری سدیم سیترات می‌تواند به ایجاد ثبات در اسیدیته و عطروطعم آب‌میوه یا مواد مغذی میوه کمک کند. اگر همراه با سیترات سدیم استفاده شود، ممکن است اسیدسیتریک به شما کمک کند تا عطروطعم انواع دیگر نوشابه‌ها را بدون افزودن به مات شدن حفظ کند. این ترکیب همچنین می‌تواند طعم شور خنک را ایجاد کند.

کاربردهای صنعتی تری سدیم سیترات

• چسب، درزگیرها، مواد شیمیایی کشاورزی، کودها
• ساخت‌وساز، مواد شیمیایی
• جوهر، رنگ، پوشش، کنترل سطح فلز
• استخراج و تصفیه سنگ معدن حفاری نفت
• کاغذ، پلاستیک، پلیمرها
• پارچه، چرم

سیترات سدیم در فرایندهای صنعتی زیر کاربرد دارد:

• محصولات سویا طعم نانوایی
• شیرینی‌پزی لبنیات محصول برتر
• میوه‌ها، گوشت سبزیجات، غذاهای دریایی، غلات ، دسرهای میان وعده، غذاهای آماده بستنی، غذای فوری
• آماده‌سازی میوه‌ها، شیرینی‌های شیرین غذای کودک، شیرخشک
• سس‌ها و چاشنی‌ها

تری سدیم سیترات در پاک‌ کننده‌ ها و شوینده‌ ها

تری سیترات سدیم از اجزای اصلی محصولات پاک‌کننده مواد فعال‌کننده و سازنده است. سایر مواد برای تأمین عملکردهای مختلف، به‌عنوان‌مثال، جهت افزایش عملکرد تمیزکردن رسوب/ سطوح خاص، اطمینان از ثبات محصول و تأمین هویت منحصربه‌فرد برای محصول، اضافه می‌شوند.

فسفات‌های کمپلکس و سیترات سدیم از اجزای متداول شوینده هستند. سازندگان، کارایی تمیزکردن سورفاکتانت را افزایش یا حفظ می‌کنند. عملکرد اصلی آن‌ها کاهش سختی آب است. این کار یا با ترسیب یا کی لیت کردن (نگهداری مواد معدنی سختی در محلول) انجام می‌شود.

سیترات‌ها همچنین می‌توانند قلیائیت را تأمین و حفظ کنند که به پاک‌سازی، به‌ویژه خاک‌های اسیدی کمک می‌کند. به شما کمک می‌کند خاک در هنگام شستشو مجدداً رسوب داده نشود و رسوبات روغنی را امولسیون کنید.

• تمیزکننده ظرف‌شویی‌ها
• مراقبت از لباسشویی مراقبت از سطح
• تری سیترات سدیم در صنعت

این ترکیب به‌عنوان پاک‌کننده صنعتی برای پاک‌سازی بلوک‌های بخار و سیستم‌های آب گرم از لایه‌های کلسیم و زنگ استفاده می‌شود. به‌عنوان لاک شیمیایی، از اسیدسیتریک برای تصفیه آلومینیوم، مس و سایر سطوح فلزی استفاده می‌شود. از اسیدسیتریک و سیترات سدیم به‌عنوان عوامل بافر کننده و کمپلکس کننده در حمام‌های آبکاری استفاده می‌شود.

صنایع ساختمان و منسوجات همچنین از قابلیت کی لیت زدایی اسیدسیتریک و همچنین غیرسمی بودن آن بهره می‌برند. کاربردهای صنعتی بیشتر اسیدسیتریک و تری سیترات سدیم شامل گوگردزدایی گاز دودکش و بازیافت روغن است.

دیگر کاربردهای تری سیترات سدیم به شرح زیر است:

• OTC ، مکمل‌های غذایی محصولات دارویی
• دئودورانت‌های آرایشی رنگی
• اسانس‌های مراقبت از مو
• محصولات صابون و حمام مراقبت از پوست برای مراقبت از دهان

اسید استئاریک چیست؟

استئاریک اسید (اکتا دکانوئیک اسید) یکی از اسیدهای چرب اشباع شده است که از بسیاری از چربی‌ها و روغن‌های حیوانی و گیاهی حاصل می‌شود. این ماده جامد مومی است و فرمول شیمیایی آن CH3 (CH2) 16COOH است. اصطلاح استئارات در نمک‌ها و استرهای اسید استئاریک اعمال می‌شود.

استئاریک به‌عنوان ماده‌ای در ساخت شمع، صابون، پلاستیک، پاستیل روغنی، مواد آرایشی و برای نرم کردن لاستیک استفاده می‌شود. این ماده همچنین در ساخت قطعات ریخته‌گری از قالب تکه گچ یا قالب زباله به‌عنوان یک ترکیب جداکننده استفاده می‌شود. در این استفاده استئاریک پودری در آب حل می‌شود و محلول بر روی سطح برس می‌شود تا پس از ریخته‌گری تقسیم شود.

استئاریک اسید در پاک‌ کننده‌ های پوست چگونه کار می‌ کند؟

اکثر مردم نمی‌توانند به شما بگویند که پاستیل‌های روغنی، آب‌نبات‌های سخت و صابون با هم مشترک هستند. بااین‌وجود یک پیوند واحد وجود دارد: هر یک از آنها حاوی ماده‌ای مهم به نام استئاریک اسید هستند. اگرچه شاید قبلاً متوجه آن نشده‌اید، اما پس از جستجوی آن، در بسیاری از کالاهایی که هر روز از آنها استفاده می‌کنید، از جمله شمع‌ها، کرم‌های اصلاح، لوازم آرایشی و دارو در آن استئاریک اسید وجود دارد. اما استئاریک در پاک‌کننده‌های پوست، نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند.

اسید استئاریک یکی از اسیدهای چرب است که به طور طبیعی در گیاهان مختلف و مشتقات حیوانات رخ می‌دهد. این ماده در محصولاتی مانند طعمه حیوانات، کره کاکائو و چربی‌های گیاهی یافت می‌شود. هنگامی که از آن در محصولات آرایشی استفاده می‌شود، در درجه اول نقش یک ضخیم کننده یا سفت کننده را برآورده می‌کند.

استئاریک ماده‌ای است که به نوار صابون کمک می‌کند تا شکل خود را حفظ کند. دقیقاً مانند محصولاتی مانند شمع، روغن، اما شکل فقط یکی از خواصی است که اسید استاریک به مواد پاک‌کننده مانند صابون‌های نواری و شستشوی بدن می‌افزاید. به‌عنوان یک سورفاکتانت، این ماده یک پاک‌کننده قدرتمند است. سورفاکتانت ترکیبی است که به کاهش کشش سطح آب کمک می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا با روغن و خاک روی سطح پوست شما مخلوط شود. به‌واسطه استئاریک، ذرات صابون قادر به پاک‌کردن خاک و روغن روی پوست شما هستند و آنها را سست می‌کنند تا در نتیجه با آب شسته شوند.

این ماده همچنین به‌عنوان یک ماده امولسیون‌کننده عمل می‌کند، به این معنی که موادی را ترکیب می‌کند – مانند روغن و آب – که معمولاً از هم جدا می‌شوند. اگر استئاریک اسید در پا کننده‌ها نبود، پاک‌کننده صورت صاف و خامه مانند نمی‌ماند بلکه در عوض مانند روغن و سرکه در سس سالاد از هم جدا می‌شد.

اسید استئاریک برای پوست

مطالعات متعدد نشان داده است که محصولات حاوی اسید استئاریک ممکن است برای پوست فرد مفید باشد. برخی از منابع طبیعی که حاوی استئاریک اسید هستند، مانند روغن نارگیل و کره شی، خواص مرطوب کنندگی و ضد التهابی دارند.

با این‌حال، افراد باید از مصرف اسید استئاریک به تنهایی خودداری کنند. ممکن است پوست فرد را تحریک کرده و مشکلات سلامتی دیگری ایجاد کند. علاوه‌براین، افراد باید از آلرژی و حساسیت خود به مواد مختلف مراقبت از پوست آگاه باشند. محصولات حاوی چنین ماده‌ای ممکن است برای استفاده همه به عنوان بخشی از روتین مراقبت از پوست مناسب نباشد.

فواید استفاده از اسید استئاریک برای پوست

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد استفاده از برخی محصولات حاوی اسید استئاریک ممکن است به موارد زیر کمک کند:

• کاهش علائم اگزما
• کاهش التهاب
• حفظ رطوبت در پوست

نکته مهم: یک فرد باید قبل از استفاده از محصولات حاوی اسید استئاریک برای درمان یک بیماری خاص پوستی، با یک پزشک یا متخصص پوست صحبت کند. (منبع)

استئاریک در تولید صابون

یکی از بیشترین کاربردهای اسید استئاریک در تولید صابون است. با افزودن اسید استئاریک، اسیدآمینه به غلیظ شدن و سخت شدن سایر مواد برای تشکیل یک نوار جامد کمک می‌کند. همچنین این نوع ماده دارای خاصیت پاک‌کنندگی مهمی است که باعث می‌شود در صابون‌ها مفید باشد.

استاریک اسید برای ضد عفونی

این ماده به‌عنوان یک ماده ضد عفونی‌ کننده عمل می‌کند، ماده‌ای که باعث کاهش فشار سطح روغن‌ها می‌شود. روغن‌ها دارای کشش سطحی بالاتری نسبت به آب معمولی هستند، به همین دلیل قطرات آب به‌راحتی با روغن مخلوط نمی‌شوند. با کاهش کشش سطحی روغن، استئاریک به آب اجازه می‌دهد تا با مولکول‌های روغن ترکیب شود و آنها را از بین ببرد. در نتیجه، اسید استئاریک به ازبین‌بردن کثیفی، عرق و سبویم اضافی پوست و مو کمک می‌کند. این باعث می‌شود آن را به‌عنوان یک ماده مفید در پاک‌کننده‌ها، شستشوی بدن، شامپو و همچنین صابون‌های میله‌ای استفاده کنند.

ازآنجائی‌که استئاریک به ترکیب آب و روغن کمک می‌کند، این ماده همچنین به بسیاری از مواد آرایشی مایع و محصولات مراقبت از پوست و مو در غلظت‌های کم اضافه می‌شود تا به‌عنوان یک ماده افزودنی به‌جای یک ماده فعال یا ماده پاک‌کننده عمل کند. در این محصولات، چنین ماده‌ای به جلوگیری از جداشدن فرمول‌ها به لایه‌های مایع و روغنی کمک می‌کند. در نتیجه، محصولاتی که حاوی این ماده هستند قبل از استفاده، نیاز به لرزش کمتری دارند و در مدت طولانی نگهداری می‌شوند که قدرت بیشتری دارند.

ازآنجاکه استئاریک از منابع طبیعی گرفته می‌شود و در محیط‌های صنعتی تولید نمی‌شود، در بعضی مواقع به‌عنوان جایگزین مواد شیمیایی در مراقبت از پوست طبیعی مورداستفاده قرار می‌گیرد. غالباً این ماده از محصولات جانبی حاصل از فراوری گوشت می‌شود. به همین دلیل، این ماده اغلب در لوازم آرایشی و مراقبت از پوست مورداستفاده قرار نمی‌گیرد. استئاریک اسید که از گیاهان تهیه شده است در فرمولاسیون‌های متعدد لوازم آرایشی بهداشتی استفاده می‌شود.

استئاریک عمدتاً در تولید مواد اولیه شوینده، صابون و مواد آرایشی مانند شامپو و محصولات کرمی استفاده می‌شود. از اسید استئاریک به همراه روغن کرچک برای تهیه نرم‌کننده‌ها در نرم‌کننده‌های نساجی استفاده می‌شود.

اسید استئاریک که از نظر شیمیایی ارزان و در دسترس و خوش‌خیم است بسیاری از کاربردها را پیدا می‌کند از این ماده در ساخت شمع ها استفاده می شود و به عنوان سفت کننده شیرینی ها هنگام مخلوط کردن با شکر و شربت ذرت ساده استفاده می شود. همچنین از این ماده برای تولید مکمل های غذایی استفاده می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی اسید استئاریک

اسید استئاریک از اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است. عامل سوزاننده کربوکسیلیک اسید که خاصیت شیمیایی این مولکول را تولید می‌کند، در انتهای مولکول قرار دارد. گروه اسیدی استئاریک در واکنش‌های اکسیداسیون و کاهش نقش دارند و مولکول‌های جدیدی ایجاد می‌کنند.

مهم‌ترین واکنش اسید استئاریک در صنعت تولید انواع استئاتورهای فلزی مانند استئارات روی، استئارات کلسیم، منیزیم، پتاسیم و غیره است. این مواد مهم‌ترین کاربرد صنعتی را پوشش می‌دهد.

جدول زیر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید استئاریک را نشان می‌دهد. ساختار مولکولی استئاریک نشان داده شده است:

DESCRIPTION	PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES
C18H36O2/td>	Molecular formula
48/284	Molecular weight
Stearic acid / octo-decanoic acid	Common names
67- 72	C° Melting point
361	C° Boiling point
9048/0	Density :grams per cubic centimeter
01/0	Steam pressure
4299/1	Refractive index at 80 °C
More than 230 degrees	Flash point
2 to 8 degrees centigrade	Storage and maintenance conditions
0.1 to 1 g in 100 ml of water and 23 °C	Solubility in water
148804	Merck No
Solid white	physical state
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید استئاریک

بازار جهانی اسید استاریک

اندازه بازار جهانی استئاریک در سال 2014، 7.1 میلیارد دلار ارزش‌گذاری شده است و پیش‌بینی می‌شود در دوره پیش‌بینی شده با 4.5٪ درصد گسترش یابد. پیش‌بینی افزایش کاربرد محصولات مراقبت شخصی از جمله شامپو، کرم اصلاح و صابون برای افزایش رشد بازار استئاریک اسید طی دوره‌ای پیش‌بینی شده است. استئاریک یک اسید چرب اشباع شده جامد و مومی است که از چربی‌های حیوانی و روغن های گیاهی حاصل می شود.

هسته خرما و روغن نارگیل حداکثر پتانسیل را برای استخراج اسید استئاریک دارند. فرایند تولید شامل هیدروژنه شدن روغن‌های گیاهی یا تصفیه چربی حیوانات با آب در دما و فشار بالا است. محصول تجاری ترکیبی از اسید پالمیتیک، اسید استئاریک و اسید اولئیک است. انتظار می‌رود مزایایی از قبیل افزایش ماندگاری، تطبیق‌پذیری و ثبات به عنوان پایه‌ای برای لوازم آرایشی تقاضای استئاریک را در آینده نزدیک افزایش دهد. علاوه‌براین، این نوع ماده به‌عنوان یک اتصال‌دهنده و ضخیم‌کننده عالی برای محصولات مراقبت شخصی عمل می‌کند.

پیش‌بینی می‌شود که خاصیت پاک‌کنندگی و سورفاکتانتی قوی در ازبین‌بردن روغن و گردوخاک روی پوست، باعث افزایش تقاضای استئاریک در کاربردهای آرایشی و شوینده شود. تقاضای زیاد در مراقبت‌های شخصی و صابون‌ها و مواد شوینده به‌عنوان سورفاکتانت برای افزایش نفوذ اسید استئاریک در این بخش‌ها طی چند سال آینده پیش‌بینی‌شده است. پیش‌بینی می‌شود رشد برنامه کاربردی در چندین بخش از جمله تولید شمع، فراوری فلز و مکمل‌های غذایی باعث تقویت رشد صنعت در دوره پیش‌بینی شود.

پیش‌بینی می‌شود رشد تقاضا برای محصولات پایدار و زیست‌تخریب‌پذیر به دلیل کاهش وابستگی به پتروشیمی همچنان عامل محرک اصلی در بازار اسید استئاریک باشد. قیمت‌های فرار محصولات مشتق شده پتروشیمی با توجه به عدم تعادل عرضه و تقاضا، نگرانی صنعت شیمیایی جهانی بوده و این تغییر را به سمت مواد شیمیایی مبتنی بر زیست ترویج کرده است.

بااین‌حال، قیمت مواد ناپایدار روغن‌های گیاهی و پتروشیمی‌ها، همراه با افزایش بروز سمیت و خطرات مرتبط با آن، ممکن است مانع رشد صنعت شود. علاوه بر این، خطرات مرتبط با مصرف غلظت بالاتر محصول مانند سمیت کبد، سرطان و آسیب پوستی در انسان و حیوان ممکن است بر رشد صنعت تأثیر منفی بگذارد.

استرهای استئاریک اسید با استفاده از اتیلن گلیکول برای ایجاد اثر درخشندگی در شامپوها، مواد آرایشی و محصولات مراقبت شخصی استفاده می‌شود. صابون‌ها به دلیل دارابودن اسیدهای چرب اشباع بهینه می‌توانند شکل‌های خود را در قالب حفظ کنند. مشتقات آلکیل آمونیوم در ساخت صابون‌ها استفاده می‌شود.

صابون‌ها و مواد شوینده بزرگ‌ترین بخش کاربرد در سال 2014 بودند که بیش از 25.0٪ سهم از کل تقاضا را به خود اختصاص دادند. پیش‌بینی می‌شود که این بخش در سال‌های آینده شاهد رشد سریع باشد. لوسیون‌های بدن به همراه مارگارین خوراکی، با اسید استئاریک تولید می‌شوند که پیش‌بینی می‌شود رشد جهانی اسید استئاریک جهانی تقویت شود. باتوجه‌به رشد چندین برنامه از جمله عوامل نرم‌کننده و رهاسازی، بخش کاربرد روانکارها رشد قابل‌توجهی را شاهد است.

شرکت‌کنندگان در این صنعت در قالب ادغام و جمع‌آوری و سرمایه‌گذاری‌های مشترک (JV) در همکاری‌های استراتژیک مداوم شرکت می‌کنند. رهبران بازار مانند BASF ، AkzoNobel و Wilmar در حال انجام اقدامات سرسختانه برای گسترش سبد محصولات خود و به‌دست‌آوردن یک مزیت رقابتی در بازارهای منطقه‌ای به‌سرعت درحال‌رشد استئاریک در مناطقی مانند آسیا و اقیانوسیه هستند.

این صنعت تهدید بزرگی برای متقاضیان جدید و تهدید متوسط جایگزین‌ها را نشان می‌دهد. شرکت‌های عمده فعال در بازار استئاریک اسید عبارت‌اند از: شرکت شیمیایی ایالات متحده LLC. ، BASF ، AkzoNobel ، Emery Oleochemicalss ، Wilmar International، Industrej Industries، Oleon، Oleochemicalss Solutions Odoc Bhd، Kao Chemicals و Kuala Lumpur Kepong (KLK).

در صورت نیاز برای تهیه انواع مواد‌های موردنیاز صنعت خود می‌توانید به قسمت لیست مواد شیمیایی صنعتی مراجعه کنید.

پلی ‌ساکاریدها زیرمجموعه کربوهیدرات‌ها هستند. پلی‌ ساکارید از تعداد زیادی واحد مونوساکارید مانند گلوکز یا فروکتوز، تشکیل شده است.

پلی‌ ساکارید

آنزیم‌های ویژه این مونومرهای کوچک را به یکدیگر متصل می‌کنند و پلیمرهای قندی یا پلی‌ساکاریدهای بزرگ را ایجاد می‌کنند. یک Polysaccharide می‌تواند یک همو پلی‌ ساکارید باشد که در آن‌همه مونوساکاریدها یکسان هستند یا یک هتروپلی ساکارید که در آن مونوساکاریدها متفاوت هستند. پلی‌ساکارید گلیکان نیز نامیده می‌شود. نمونه‌هایی از پلی‌ساکاریدها عبارت‌اند از گلیکوژن، نشاسته (آمیلوز و آمیلوپکتین)، کیتین، کالوز و سلولز.

ساختار پلی‌ ساکارید

همه پلی‌ساکاریدها با یک فرایند اساسی تشکیل می‌شوند و این فرایند اتصال مونوساکاریدها از طریق پیوندهای گلیکوزیدی است. بسته به اینکه کدام مونوساکاریدها به هم متصل هستند و کدام کربن موجود در مونوساکاریدها به یکدیگر متصل می‌شوند، پلی‌ساکاریدها اشکال مختلفی به خود می‌گیرند. مولکولی با زنجیره مستقیم از مونوساکاریدها، پلی‌ساکارید خطی نامیده می‌شود، درحالی‌که زنجیره‌ای که دارای بازوها و چرخش است به‌عنوان پلی‌ساکارید منشعب شناخته می‌شود.

نمونه هایی از پلی‌ ساکارید

سلولز و کیتین

سلولز و کیتین هر دو پلی‌ساکاریدهای ساختاری هستند که از هزاران مونومر گلوکز ترکیب شده در یک زنجیره بلند تشکیل شده‌اند. تنها تفاوت بین این دو پلی‌ساکارید، زنجیره‌های جانبی متصل به حلقه‌های کربنی مونوساکاریدها است. در کیتین، مونوساکاریدهای گلوکز با گروهی حاوی کربن، نیتروژن و اکسیژن پیوند دارند.

این زنجیره جانبی یک دوقطبی ایجاد می‌کند که پیوند هیدروژنی را افزایش می‌دهد. درحالی‌که سلولز می‌تواند ساختارهای سختی مانند چوب تولید کند، کیتین می‌تواند ساختارهای سخت‌تری مانند پوسته، سنگ آهک و حتی سنگ مرمر را در صورت فشرده شدن تولید کند.

هر دو پلی‌ساکارید به‌صورت زنجیره‌های بلند و خطی تشکیل می‌شوند. این زنجیره‌ها فیبرهای بلندی را تشکیل می‌دهند که در خارج از غشای سلولی رسوب می‌کنند. برخی از پروتئین‌ها و سایر عوامل به الیاف کمک می‌کنند تا به شکل پیچیده‌ای در بیایند که توسط پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره‌های جانبی ثابت می‌شود.

گلیکوژن و نشاسته

احتمالاً مهم‌ترین پلی‌ساکاریدهای ذخیره‌سازی روی کره زمین، گلیکوژن و نشاسته به ترتیب توسط حیوانات و گیاهان تولید می‌شوند. این پلی‌ساکاریدها از یک نقطه شروع مرکزی تشکیل می‌شوند و به دلیل الگوهای انشعاب پیچیده آن‌ها به سمت بیرون مارپیچی می‌شوند.

با کمک پروتئین‌های مختلف که به پلی‌ساکاریدهای منفرد متصل می‌شوند، مولکول‌های شاخه‌دار بزرگ خوشه‌ها را تشکیل می‌دهند. تنها تفاوت بین نشاسته و گلیکوژن تعداد شاخه‌هایی است که در هر مولکول ایجاد می‌شود. این امر به دلیل تشکیل پیوندهای مونوساکاریدها و آنزیم‌های مختلف بر روی مولکول‌ها است.

خواص پلی‌ ساکارید

پلی‌ ساکارید بسته به ساختاری که دارد، می‌تواند عملکردهای متنوعی در طبیعت داشته باشد. برخی از پلی‌ساکاریدها برای ذخیره انرژی، برخی برای ارسال پیام‌های سلولی و برخی دیگر برای پشتیبانی از سلول‌ها و بافت‌ها اهمیت دارند. پلی‌ساکاریدها در گیاهان، حیوانات و البته انسان به‌عنوان ماده ذخیره‌سازی و اساس تغذیه نقش مهمی دارند. سلولز یک عنصر ساختاری مهم در گیاهان و رایج‌ترین پلی‌ ساکارید است.

ساختار مولکول‌هایی که با هم ترکیب می‌شوند، ساختار و خواص پلی‌ ساکارید حاصل را تعیین می‌کند. بر همکنش پیچیده بین گروه‌های هیدروکسیل آن‌ها (OH)، سایر گروه‌های جانبی، پیکربندی مولکول‌ها و آنزیم‌های درگیر، همگی بر Polysaccharide ایجاد شده تأثیر می‌گذارند.

برای مثال پلی‌ ساکارید مؤثر در ذخیره انرژی، درعین‌حال که ساختار فشرده‌ای دارد، دسترسی آسان به مونوساکاریدها را فراهم می‌کند. Polysaccharide مؤثر در پشتیبانی سلولی معمولاً به‌صورت یک زنجیره طولانی از مونوساکاریدها است که به‌عنوان یک فیبر عمل می‌کند.

پلی‌ساکاریدها در تغذیه مناسب بسیار مهم هستند؛ زیرا Polysaccharide در واقع کربوهیدرات پیچیده‌ای است که به‌عنوان منبع انرژی اولیه بدن عمل می‌کند و عملکرد بدن به کربوهیدرات‌ها متکی است. همچنین پلی‌ ساکاریدها به‌عنوان یک ماده پرکننده پوست، مسئول توانایی طبیعی پوست برای آبرسانی و حفظ آب هستند. همچنین برای ترمیم پوست و نوسازی پوست نیز حیاتی است.

چیتوزان چیست؟

چیتوزان یک پلی ساکارید چند کاربردی است که به طور گسترده در طبیعت یافت می‌شود (چیتوزان دومین بایوپلیمر فراوان پس از سلولز) که توسط د آسیلاسیون قلیایی چیتین تولید می‌شود. چیتوزان کاربردهای زیادی در صنایع دارد. تصفیه فاضلاب با استفاده از چیتوزان یکی از کاربردهای مهم است. مطالعات بسیاری وجود دارد که توانایی بایو جاذب چیتوزان و کامپوزیت‌های آن در حذف آلاینده‌ها از فاضلاب را برجسته می‌کند.

چیتوزان می‌تواند به‌عنوان مواد منعقدکننده / لخته کننده فاضلاب‌های آلوده، در جذب فلزات سنگین یا متالوئید مس (II)، کادمیوم (II)، سرب (II)، آهن (III)، روی (II)، کروم (III)، و غیره استفاده شود. چیتوزان برای ازبین‌بردن رنگ‌ها از فاضلاب‌های صنعتی (فاضلاب‌های نساجی) و همچنین برای ازبین‌بردن سایر آلاینده‌های آلی مانند سموم ارگانوکلراید، اکسید شدن آلی یا ناخالصی‌های چربی و روغن استفاده می‌شود.

باتوجه‌به عملکرد بالا، مشتقات چیتوزان به‌عنوان مواد افزودنی جذب در بسیاری از پروژه‌های تحقیقاتی مورداستفاده قرار می‌گیرد. کامپوزیت‌های چیتوزان در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب برای جذب رنگ و فلزات سنگین مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. برای تشکیل کامپوزیت‌ها با چیتوزان، از مواد مختلفی استفاده شده است، مانند مونت موریلونیت، پلی اورتان، خاک رس فعال، بنتونیت، زئولیت، خاکستر نخل روغن، آلژینات کلسیم، پلی وینیل الکل، سلولز، مگنتیت، ماسه، الیاف پنبه، پرلیت و آلومینا سرامیک.

چیتوزان و کامپوزیت‌های آن (کامپوزیت‌های زئولیت ‐ چیتوزان) به عنوان جاذب و فلوکولانت‌ها در تصفیه‌خانه‌‎های فاضلاب و در روش‌های جذب استاتیک اعمال شده در فاضلاب‌های صنعتی و شهری استفاده می‌شود.

خواص شیمیایی چیتوزان

چیتوزان دارای چندین خاصیت شیمیایی است که آن را برای چندین کاربرد زیست‌پزشکی مناسب می‌کند. برخی از آنها در زیر ذکر شده است:

• چیتوزان یک پلی آمین خطی است.
• چیتوزان دارای گروه‌های آمینه واکنش‌پذیر (-NH2) است.
• چیتوزان دارای گروه‌های هیدروکسیل واکنش‌پذیر (-OH) در دسترس است.
• چیتوزان برای بسیاری از یون‌های فلزی واسطه توانایی کیلیت سازی دارد.

کاربرد چیتوزان در صنعت

چیتوزان در تصفیه‌خانه‌ های فاضلاب

چیتوزان یک پلیمر تا حدودی دآسیله شده است که توسط دآسیلاسیون قلیایی چیتین، بایوپلیمر استخراج شده از منابع صدف به دست می‌آید. چیتین یک آمینو پلی‌ ساکارید هیدروفیل خطی با یک ساختار سفت و محکم است که شامل هم گلوکزامین و استیل گلوکوزامین است. چیتوزان را می‌توان به‌عنوان یکی از فراوان‌ترین بایوپلیمرهای طبیعی توصیف کرد.

چیتوزان بومی در آب یا حلال‌های آلی غیر محلول است، اما در pH اسیدی (زیر pH 5) ، هنگامی که گروه‌های آمین پروتونه می‌شوند، چیتوزان به پلیمر کاتیونی محلول با چگالی بار بالا تبدیل می‌شود.

چیتوزان دارای خواص بسیار جذاب مانند آب‌گریزی، زیست سازگاری، تجزیه‌پذیری، غیرسمی بودن و وجود گروه‌های آمینو بسیار واکنش‌پذیر (-NH2) و هیدروکسیل (-OH) در ساختار است که باعث می‌شود چیتوزان به‌عنوان ماده جاذب مؤثر در حذف آلاینده‌های فاضلاب مورداستفاده قرار گیرد.

مهم‌ترین مزیت چیتوزان نسبت به سایر پلی‌ ساکاریدها (سلولز یا نشاسته) ساختار شیمیایی آن است که اصلاحات خاصی را برای طراحی پلیمرها برای برنامه‌های انتخابی امکان‌پذیر می‌سازد. از طرفی، گروه‌های واکنشگر چیتوزان قادر به تولید کامپوزیت‌هایی با ترکیبات مختلف هستند که ثابت کرده است که ظرفیت بهتری در جذب آلاینده‌های فاضلاب و مقاومت در محیط اسیدی دارند.

برخی از نمونه‌ها شامل بنتونیت، کائولینیت، خاکستر نخل روغن، پلی‌اورتان، زئولیت، مگنتیت و غیره است. از طرف دیگربار کاتیونی چیتوزان (چیتوزان بایوپلیمر تک کاتیونی است) قادر به خنثی‌سازی و انعقاد ذرات کلوئیدی معلق آنیونی و در نتیجه کاهش سطح تقاضای اکسیژن شیمیایی، کلریدها و کدورت در فاضلاب می‌شود.

چیتوزان به‌عنوان فلوکولانت / منعقدکننده ناخالصی‌ های کلوئیدی آلودگی

لخته‌ سازی یک پدیده اساسی در تصفیه فاضلاب صنعتی است. امروزه به دلیل توانایی چشمگیر چیتوزان در لخته‌سازی کارآمد با دوز کم در مقایسه با منعقدکننده‌های غیر آلی (نمک فلزات چند ظرفیتی) که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند (به دلیل کم هزینه بودن و سهولت استفاده) از فلوکولانت‌های پلیمری آلی امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این زمینه ، خواص انعقادی و لخته‌سازی چیتوزان (با بار کاتیونی) می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد تا ناخالصی‌های آلی یا معدنی کلوئیدی با بار منفی از فاضلاب‌ها حذف شود.

ازآنجاکه اکثر کلوئیدهای آلودگی بار منفی دارند، پلیمرهای کاتیونی یا پلی الکترولیت‌ به‌عنوان منعقدکننده / فلوکولانت‌های بالقوه موردتوجه ویژه قرار می‌گیرند. چیتوزان به دلیل ویژگی منحصربه‌فرد کاتیونی یکی از بایوپلیمر‌های امیدوارکننده برای کاربردهای گسترده در تصفیه فاضلاب است و عملکرد انعقادی چیتوزان در مقایسه با مواد منعقدکننده معدنی مانند سولفات آلومینیوم، پلی‌اتیلن آمین و پلی‌آکریل آمید در ازبین‌بردن آلاینده‌های مختلف از محلول آبی بسیار مؤثر است.

گروه‌های آمین پروتونه در امتداد زنجیره به‌دست‌آمده با حل‌شدن چیتوزان در اسیدها، تداخلات الکترواستاتیک بین زنجیره‌های پلیمری و آلاینده‌های با بار منفی را تسهیل می‌کنند (آنیون‌های فلزی، رنگ‌ها، ترکیبات آلی و غیره).

به دلیل حضور گروه‌های آمینه اولیه، بایوپلیمر دارای چگالی بار کاتیونی بالا و زنجیره‌های طولانی با وزن مولکولی بالا است، به‌عنوان یک منعقدکننده و مؤثر در حذف آلودگی‌ها در حالت تعلیق و حل شده است.

گروه‌های آمینه فعال (NH2) در مولکول چیتوزان را می‌توان با پروتون در آب در یک پلی الکترولیت کاتیونی پروتونه کرد به‌گونه‌ای که این مولکول دارای خصوصیات جذب و جذب استاتیک است. اثر چیتوزان برای انعقاد مواد معدنی منعقد شده به دلیل وجود املاح معدنی یا به دلیل افزودن مواد استخراج شده از خاک‌ها در pH بالا می‌تواند بهبود یابد.

چیتوزان به‌عنوان جاذب یون‌های فلزی

چیتوزان به‌عنوان یک جایگزین جاذب مطمئن و اقتصادی برای ازبین‌بردن آلاینده‌ها از فاضلاب‌هاست و استفاده از چیتوزان به‌عنوان بایو جاذب برای یون‌های فلزات سنگین در بسیاری از مطالعات گزارش شده است.

پیوند بین یون‌های فلزی و گروه‌های عملکردی چیتوزان در فرایند جذب پدیده شامل پدیده‌های مختلفی به‌عنوان کمپلکس، جذب الکترواستاتیک، بارش میکرو و تبادل یونی است. مکانیسم تشکیل پیچیده بین یون‌های چیتوزان و فلز در طی فرایند جذب می‌تواند از دو مسیر انجام یابد:

مدل پل: یون‌های فلزی با گروه‌های آمینه مختلف از همان زنجیره یا از زنجیره‌های مختلف از طریق واکنش‌های پیچیده بین مولکولی یا درون مولکولی تشکیل پیوند می‌دهند. مدل آویز: یون‌های فلزی به‌صورت آویزان با گروه‌های آمینه تشکیل پیوند می‌دهند.

در آزمایش‌ها متعددی، توانایی جذب چیتوزان برای یون‌های فلزی سنگین مورد سنجش قرار گرفته است:

فاضلاب نساجی (مس (II) و سرب (II)) و محلول‌های آبی (روی (II) و آهن (III)).

راندمان حذف برای یون‌های سرب 91.67% و برای یون‌های مس 54.15% بود که تحت‌تأثیر pH قرار دارد که پارامتر مؤثری بر بار سطحی فاضلاب  است.

استفاده از چیتوزان به‌عنوان جاذب حداکثر جذب مس (II) و یون‌های سرب (II) از فاضلاب‌های نساجی را در pH برابر 8 (شکل 6 (a) و (b)) نشان داد.

گروه‌های عاملی اصلی چیتوزان که نقاط بالقوه جذب یون‌های فلزی هستند -OH  و  -NH₂ هستند. در شرایط pH اسیدی، این گروه‌ها پروتونه (-OH2⁺  ، -NH3⁺) می‌شوند و باعث جذب یون‌های فلزی می‌شوند. با افزایش مقدار pH ، میزان پروتونه شدن گروه‌های عاملی کاهش می‌یابد. این فرایند تشکیل پیوندهای پیچیده بین یون‌های فلزی و گروه‌های عاملی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.

چیتوزان به‌عنوان عامل کی لیت کننده و تله‌های فلزات سنگین عمل می‌کند. مشتقات N-بنزیل سولفونات چیتوزان به‌عنوان جاذب برای ازبین‌بردن یون‌های فلزی در محیط اسیدی استفاده می‌شود و از چیتوزان نیز می‌توان برای ازبین‌بردن رنگ از پساب خانه رنگ استفاده کرد. همچنین به نظر می‌رسد که چیتوزان برای ازبین‌بردن آرسنیک از آب آشامیدنی آلوده و همچنین برای خارج‌کردن فرآورده‌های نفتی از پساب استفاده می‌شود.

کامپوزیت‌های چیتوزان در تصفیه فاضلاب

چیتوزان جاذب بسیار مؤثری است که می‌تواند از جهات مختلفی اصلاح شود (پیوند، اتصال متقاطع، کاربری شدن برای تشکیل کامپوزیت‌ها و غیره). ازآنجاکه چیتوزان نسبت به pH بسیار حساس است ، و یا بسته به مقادیر pH ، ژل ایجاد کرده یا محلول آن است، از بعضی از مواد اتصال‌دهنده متقاطع مانند گلی اکسال، فرمالدهید، گلوتارآلدئید، اپی کلروهیدرین، و ایزوسیانات‌ها برای بهبود عملکرد آن به‌عنوان جاذب استفاده شده است.

این فرایند اتصال متقاطع باعث تثبیت چیتوزان در محلول‌های اسیدی می‌شود و این خاصیت مکانیکی آن را افزایش می‌دهد. جاذب‌های اصلاح شده چیتوزان برای حذف آلاینده‌های مختلف (رنگ‌ها، فلزات / یون‌ها و سایر موارد) استفاده می‌شوند.

چیتوزان و مشتقات چیتوزان در کاربردهای عملی به‌صورت محلول، سوسپانسیون، ذرات، ایجاد می‌شوند. چیتوزان به شکل‌های مختلف از جمله رزین، کره، نانوذرات و اسفنج‌ها، ژل‌ها / هیدروژل‌ها، فوم‌ها، غشاها و فیلم‌ها، الیاف، رشته‌های میکروسکوپی و داربست در بسیاری از زمینه‌ها مانند پزشکی، داروسازی، آرایشی بهداشتی و مراقبت‌های شخصی، صنایع غذایی و تغذیه، کشاورزی و صنایع شیمیایی، صنایع نساجی و کاغذ، صنایع و بسته‌بندی فیلم‌های خوراکی، بیوتکنولوژی، شیمی تجزیه، کروماتوگرافی، صنعت نوشیدنی و زیست‌شناسی، عکاسی و سایر زمینه‌های نوظهور مانند مواد مغذی، منسوجات کاربردی و منسوجات لوازم آرایشی و بهداشتی، صنایع تکمیلی، فناوری نانو و آبزی‌پروری تولید و استفاده می‌شود.

چیتوزان در صنایع غذایی

چیتوزان توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده به‌عنوان یک ماده افزودنی غذایی، فیبر غذایی و مواد عملکردی برای مصرف‌کننده مورد تأیید قرار گرفته است. چیتوزان همچنین از سال ۱۹۹۰ به‌عنوان افزودنی غذایی در ژاپن و کره تأیید شده است.

به دلیل خاصیت زیست فعال‌بودن و خاصیت کاتیونی بودن، از چیتوزان به‌عنوان ماده غذایی (افزودنی‌های غذایی، غذای کاربردی) ، ماده ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدان (محافظت از غذا) ، برای پوشش‌های ضدمیکروبی میوه‌ها و سبزی‌ها، در محصولات غذایی ضد کلسترول و به‌عنوان مواد غذایی استفاده می‌شود.

چیتوزان در محلول، پودرها و فیلم‌های خوراکی و پوشش‌ها در برابر میکروارگانیسم‌ها، فعالیت‌های ضدمیکروبی دارد. نتایج بهتر فعالیت ضدباکتری با چیتوزان با وزن مولکولی کم به دست آمد. تحقیقات بر روی مشتقات و الیگومرهای چیتوزان جدید انجام شده است که می‌تواند به‌عنوان یک عامل ضدمیکروبی علیه میکروارگانیسم‌های غذایی استفاده شود.

مشتقات چیتوزان آنتی‌باکتریال به‌ویژه برای کاربردهای غذایی امیدوارکننده نظر می‌رسد. چیتوزان و مشتقات آن طیف گسترده‌ای از کاربردهای منحصربه‌فرد را در صنایع غذایی از جمله نگهداری مواد غذایی از خاصیت آنتی‌باکتریال، افزایش عمر مفید، تشکیل فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر و بسته‌بندی مواد غذایی ارائه می‌دهد.

چیتوزان به دلیل فعالیت‌های ضدمیکروبی و تشکیل فیلم، به‌عنوان منبع نگهدارنده مواد غذایی یا مواد پوششی برای جایگزینی پلیمرهای غیر تجزیه‌پذیر و تجدیدناپذیر و همچنین کاهش کاربرد گسترده سموم مضر در محافظت از مواد غذایی در نظر گرفته شده است.

علاوه بر این، فیلم‌های چیتوزان خواص مکانیکی خوبی را نشان داده‌اند و این نوع از چیتوزان این مزیت را دارند که می‌توانند مواد عملکردی مانند ویتامین‌ها و حامل‌های آزادکننده عوامل ضدمیکروبی را در خود جای دهند. بااین‌حال، فیلم‌های چیتوزان در بسته‌بندی بسیار قابل نفوذ در برابر بخار آب هستند، و به دلیل خاصیت آب دوستانه آنها، این چیتوزان‌ها همچنین تمایل به مقاومت در برابر نفوذ چربی و نفوذپذیری گاز انتخابی دارند.

حوزه صنایع غذایی و تغذیه مهم‌ترین مصرف‌کننده چیتوزان است و بازارهای اصلی چیتوزان در آسیا (ژاپن، کره، چین) ، آمریکای شمالی و اروپا قرار دارند. تقاضا برای چیتوزان به‌ویژه برای کاربردهای بالقوه چیتوزان در مواد مغذی و مواد خوراکی به‌سرعت درحال‌رشد است.

از ویژگی‌های تغذیه‌ای چیتوزان می‌توان به فعالیت‌های زیستی ضدباکتریایی، ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی، ضدسرطان زایی و ضدالتهابی، همراه با کاربرد چیتوزان به‌عنوان فیبر غذایی اشاره کرد. چیتوزان دارای قابلیت هضم در دستگاه گوارش فوقانی، گرانروی زیاد و خاصیت اتصال به آب زیاد است.

چیتوزان به‌عنوان یک فیبر غذایی، قادر است با جلوگیری از جذب چربی و کلسترول در رژیم غذایی، کلسترول را کاهش دهد. چیتوزان و مشتقات آن باعث کاهش وزن و کاهش چربی بدن در بدن انسان می‌شوند؛ بنابراین فشارخون سیستولیک و دیاستولیک کاهش می‌یابد. علاوه بر این، چیتوزان به طور قابل‌توجهی دفع اسیدهای چرب اشباع بسیار آتروژنیک را در مقایسه با سایر فیبرها افزایش می‌دهد. چیتوزان به‌عنوان یک پری‌بیوتیک باارزش، همچنین می‌تواند شرایط کولون را تقویت کند.

چیتوزان و مشتقات آن نیز فعالیت آنتی‌اکسیدانی شدیدی دارند و تأثیرات آنها مشابه آنتی‌اکسیدان‌های فنلی است. محصولات چیتوزان همچنین مزایایی به‌عنوان اجزای خوراک دام دارند و این بازار درحال‌رشد است. انواع چیتوزان به پردازنده‌های مواد غذایی اجازه می‌دهند تا پروتئین حاصل از مواد زاید را در خوراک دام بازیافت کنند. چیتوزان‌ها دارای خواص غذایی مفید هستند و می‌توانند آزادسازی مواد افزودنی خوراک در حیوانات را کنترل کنند.

چیتوزان در صنایع نوشیدنی

چیتوزان استفاده بسیاری در صنایع نوشیدنی دارد. در تولید آبجو، می‌توان از چیتوزان برای شفاف‌سازی، اسیدزدایی، تثبیت، ازبین‌بردن اوکراتوکسین A ، آنزیم‌ها و سایر مواد نامطلوب، مانند فلزات و سموم دفع آفات استفاده کرد.

چیتوزان همچنین به‌عنوان منعقدکننده محیط‌زیست برای شفاف‌سازی میوه شور و لخته کننده طبیعی برای شفاف‌سازی آبجو ماتریس‌های مبتنی بر چیتوزان استفاده می‌شود که برای شفاف‌سازی، نگهداری، کپسول‌سازی و بسته‌بندی فعال و هوشمند از انواع نوشیدنی‌ها مانند نوشیدنی‌های الکلی، لبنی، و غیرالکلی، از جمله آب‌میوه، شهد، آب‌میوه غلیظ، چای، قهوه و گل ماسه‌ای هستند. به نظر می‌رسد که شفاف‌سازی با استفاده از چیتوزان با منشأ قارچی به‌خوبی در بازار انجام شده است.

چیتوزان در داروسازی

چیتوزان و مشتقات آن در داروسازی عمدتاً به‌عنوان مواد کمکی در فرمولاسیون‌های دارویی و در سیستم‌های انتقال دارو مورد بررسی قرار گرفته‌اند. رویکرد جدید شامل جایگزینی ترکیبات بالقوه سمی با چیتوزان بود که به‌سرعت امیدوارکننده شد. مشتق کردن چیتوزان نیز به گسترش کاربرد و کاهش سمیت کمک کرده است.

خصوصیات اصلی مورداستفاده چیتوزان و مشتقات چیتوزان در زمینه دارویی عبارت‌اند از: رهاسازی دارو کنترل شده، ضدالتهاب ناپروکسن ، خواص چسبنده مخاطی ، خصوصیات ژل ، خواص تقویت کننده ترانسفکشن و خواص تقویت کننده نفوذ توسط چیتوزان. چیتوزان همچنین مانند سایر پلی ساکاریدها خاصیت بازدارندگی پمپ جریان را نشان می دهد. چیتوزان و مشتقات چیتوزان ممکن است به عنوان محلول، ژل، قرص، کپسول، الیاف، فیلم و اسفنج استفاده شود.

در نتیجه ، ممکن است از چیتوزان به صورت فرم‌های خوراکی، چشمی ، بینی ، واژن ، باکال ، تزریقی ، تزریق داخل رحمی و ترانس درمال استفاده شود و همچنین چیتوزان می‌تواند به عنوان ایمپلنت برای انتقال دارو به دو شکل قابل کاشت و تزریق استفاده شود. طی دو دهه گذشته از چیتوزان به عنوان مواد افزودنی بی‌خطر در فرم دوز خوراکی استفاده می‌شود.

قرص چیتوزان می‌تواند در مقایسه با محصولات تجاری، داروی آزاد سازی مداوم از خود نشان دهد، قرص های چیتوزان مناسب ترین نوع دوز هستند زیرا آنها دوز دقیقی را ارائه می دهند، ساخت و استفاده آنها آسان است و مورد پسند بیماران است. چیتوزان به دلیل خاصیت فعالیت زیستی و مخاطی خاصیت افزایش جذب، برای تحویل باکال جالب است. خاصیت تقویت نفوذ قوی نیز برای چیتوزان وجود دارد.

آماده‌سازی‌های تزریقی حاوی چیتوزان طی سال‌های اخیر موردتوجه بسیاری قرار گرفته‌اند خواص چیتوزان همچنین منجر به تولید واکسن می‌شود. اثر مروج جذب از راه مخاط چیتوزان برای زایمان بینی و خوراکی داروهای قطبی برای تجویز پپتیدها و پروتئین‌ها و برای واکسن مهم است.

فیلم‌ها و الیاف تهیه شده با استفاده از چیتوزان و چیتین برای مهندسی بافت و پانسمان مراقبت از زخم ساخته شده‌اند، این فیلم‌ها به‌عنوان چسب دهان و دندان و مقاوم در برابر آب به دلیل ویژگی‌های آزادسازی و چسبندگی آن‌ها موثر واقع شده‌اند.

برای کاربردهای پزشکی، چیتوزان و مشتقات چیتوزان به عنوان چیتولیگوساکارید به راحتی به اشکال مختلف از جمله محلول‌ها، ژل‌ها / هیدروژل‌ها، اسفنج‌ها، ریز ذرات / نانوذرات، غشاها و فیلم‌ها و الیاف / نانوالیاف قابل استفاده است. خواص باکتریواستاتیک و ضدقارچ چیتوزان به ویژه برای درمان زخم مفید است.

برای خرید و فروش مواد شیمیایی از شرکت معتبر و بزرگ مواد شیمیایی دکتر کمیکال می‌توانید با کارشناسان بخش فروش در ارتباط باشید و از مشاوره حرفه‌ای برخوردار شوید.