پلاستیکی و پلیمریرنگ و رزینصنایع شیمیاییغذایی و دارویی

تیتان یا تیتانیوم دی اکساید چیست و چه کاربردهایی دارد؟

تیتان یک ترکیب معدنی سفید رنگ است که به دلیل ویژگی های غیر سمی ، غیر فعال بودن از نظر شیمیایی و درخشان بودن کاربرد گسترده ای دارد و می تواند سفیدی و درخشندگی بسیاری از مواد را افزایش دهد. تیتان سفیدترین و درخشان‌ترین رنگ‌دانه شناخته شده با خصوصیات بازتابشی است که همچنین می تواند اشعه UV را دفع کند.

تیتان نام دیگر دی اکسید تیتانیوم (TiO2) است که حدود ۱۰۰ سال است در طیف گسترده ای از صنایع و کالاهای مصرفی مانند رنگ ، روکش ، چسب ، کاغذ و مقوا ، منسوجات ، سرامیک ، رنگ غذا ، لوازم آرایش ، داروها و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در برابر حرارت پایدار و غیرقابل اشتعال است و حلالیت کمی دارد . تیتان از تیتانیوم به دست می آید که از نظر فراوانی نهمین عنصر موجود در پوسته زمین است.

تیتان یک افزودنی غذایی رایج است که در سایر محصولات مصرفی و مراقبت بهداشتی به عنوان فیلتر ضد آفتاب مورد استفاده قرار می گیرد . این ماده اغلب اوقات به عنوان ماده سفید کننده و گاهی اوقات به عنوان آنتی کیک مورد استفاده قرار می گیرد. تیتان برای حجم دهی و جذابیت ظاهری به پیراشکی ها ، کیک ها و بسیاری از محصولات غذایی دیگر اضافه می شود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

کاربرد تیتانیوم دی اکساید در صنایع غذایی

تیتان در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد تا مواد غذایی عالی به نظر برسند. این ماده می تواند در بسته بندی مواد غذایی نیز مورد استفاده قرار بگیرد تا از فساد خوراکی ها جلوگیری کند. تیتان در طیف وسیعی از مواد غذایی از شیرینی ها تا پنیرهای فراوری شده استفاده می شود و از آنجاییکه مواد غذایی با رنگ روشن، تازه تر به نظر می رسند تولید کنندگان، این ماده را به بافت مواد غذایی استفاده می کنند تا مشتری بیشتری جذب کنند.

بیش از ۵۰ سال است که تولید کنندگان مواد غذایی برای زیباسازی و جلب مشتری بیشتر از تیتان در مواد غذایی مختلف و اسنک‌های پر زرق و برق استفاده می کنند. تیتان در مواد غذایی به عنوان آنتی کیک عمل می کند و با ایجاد رنگ سفید طبیعی در انواع بستنی و روکش های کیک، کمک می کند تا این خوراکیها عالی و جذاب تر به نظر برسند.

استفاده از تیتان در بسته بندی های مواد غذایی نیز می تواند به عنوان یک حفاظ در برابر نور و خصوصا پرتو UV یا فرابنفش باشد که مواد غذایی ، نوشیدنی ها ، مکمل ها و داروها را از تخریب زودرس محافظت می کند و باعث افزایش ماندگاری محصول می شود. کلاس های خاصی از تیتان با درجه خلوص بالا نیز در قرص های دارویی ، روکش های کپسول و همچنین به عنوان تزئین در بعضی از غذاها استفاده می شود.

تیتانیوم دی اکساید در برخی از محصولات دیگر مانند خمیردندان نیز به عنوان عامل ساینده جهت تمیزکردن دندان ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در شیرینی ها ، آب نبات ها و آدامس ها یافت می شود. روکش صاف و درخشان برخی از شکلات ها نیز حاوی تیتان است.

تیتان یا تیتانیوم دی اکساید چیست و چه کاربردهایی دارد؟
تیتان یا تیتانیوم دی اکساید چیست و چه کاربردهایی دارد؟

روش تولید تیتانیوم دی اکساید

روش تولید تیان به مواد اولیه بستگی دارد. متداول ترین منبع معدنی ایلمنیت است. شن و ماسه معدنی روتیل فراوان همچنین می تواند با فرآیند کلراید یا سایر فرآیند ها برای تولید تیتان خالص سازی شود. ایلمنیت از طریق فرآیند سولفات یا فرآیند کلرید به دی اکسید تیتانیوم گرید رنگدانه تبدیل می شود. هر دو فرآیند سولفات و کلرید رنگدانه دی اکسید تیتانیوم را به شکل بلور روتیل تولید می کنند ، اما فرآیند سولفات را می توان برای تولید فرم آناتاز تنظیم کرد. از آناتاز که نرم تر است در کاربردهای الیاف و کاغذ استفاده می شود. فرآیند سولفات به عنوان یک فرایند دسته ای اجرا می شود. فرآیند کلراید به عنوان یک فرآیند مداوم اجرا می شود.

کارخانه هایی که از فرآیند سولفات استفاده می کنند به عنوان منبع مناسب تیتانیوم به کنسانتره ایلمنیت (۴۵-۶۰٪ TiO2) یا مواد خوراک پیش تصفیه شده نیاز دارند. در فرآیند سولفات ، ایلمنیت با اسید سولفوریک تیمار می شود تا پنتاهیدرات سولفات آهن (II) استخراج شود. روتیل مصنوعی حاصل با توجه به مشخصات محصول نهایی ، یعنی درجه رنگدانه و غیره  بیشتر پردازش می شود. در روش دیگر برای تولید روتیل مصنوعی از ایلمنیت در فرآیند Becher ، ابتدا ایلمنیت را به عنوان وسیله ای برای جداسازی جزء آهن ، اکسید می کند.

یک فرآیند جایگزین ، معروف به فرآیند کلرید ، ایلمنیت یا سایر منابع تیتانیوم را از طریق واکنش با کلر اولیه به تتراکلرید تیتانیوم تبدیل می کند که سپس با تقطیر خالص می شود و با اکسیژن واکنش نشان می دهد تا کلر را دوباره تولید کند و دی اکسید تیتانیوم را ارائه دهد. رنگدانه دی اکسید تیتانیوم همچنین می تواند از مواد اولیه بالاتر تیتانیوم مانند سرباره ، روتیل و لوکوکسن از طریق فرآیند اسید کلرید تولید شود.

کاربرد گرید رنگدانه تیتانیوم دی اکساید

از دی اکسید تیتانیوم گرید رنگدانه در طیف وسیعی از کاربردها که به ماتی و شفافیت بالایی نیاز دارند ، استفاده می شود. در حقیقت ، اکثر سطوح و موارد سفید و پاستلی  حتی سایه های تیره نیز رنگ حاوی دی اکسید تیتانیوم هستند. دی اکسید تیتانیوم رنگدانه ای در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود ، از جمله:

رنگها و پوشش ها: دی اکسید تیتانیوم شفافیت با دوامی را ایجاد می کند و به اطمینان از دوام رنگ و محافظت از سطح رنگ شده کمک می کند. پلاستیک ، چسب و لاستیک: این ترکیب می تواند به کاهش تردی و شکنندگی ، محو شدن  ترک خوردگی که می تواند در پلاستیک ها و سایر مواد در اثر قرار گرفتن در معرض نور ایجاد شود ، کمک کند.

محصولات آرایشی و بهداشتی: از تیتان گرید رنگدانه در برخی از مواد آرایشی استفاده می شود تا به شما کمک کند لکه ها را پنهان کرده و پوست را روشن کند. این ترکیب امکان استفاده از پوشش های نازک تر از مواد آرایشی را برای همان اثر مطلوب فراهم می کند.

کاربرد تیتان در مقیاس نانو

درجه فوق العاده ریز دی اکسید تیتانیوم معمولاً در کاربردهای ویژه زیر استفاده می شود:

ضد آفتاب: این ترکیب در مقیاس نانو در حالی که به عنوان جاذب نور UV موثر عمل می کند ، در برابر نور مرئی شفاف می شود. از آنجا که اندازه ذرات بسیار کوچک است ، دی اکسید نانو تیتانیوم نور مرئی را منعکس نمی کند ، اما نور ماورا UV بنفش را جذب می کند و مانعی شفاف ایجاد می کند که پوست را در برابر اشعه های مضر خورشید محافظت می کند. طبق گزارش بنیاد سرطان پوست ، استفاده از ضد آفتاب های حاوی دی اکسید تیتانیوم می تواند از بروز سرطان پوست جلوگیری کند.

کاتالیزورها: دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو به عنوان ماده پشتیبانی برای کاربردهای کاتالیزوری استفاده می شود. عمده موارد استفاده آن در صنعت خودرو برای حذف انتشار گازهای مضر و در نیروگاه ها برای حذف اکسیدهای نیتروژن است.

تیتان یا تیتانیوم دی اکساید چیست و چه کاربردهایی دارد؟
تیتان یا تیتانیوم دی اکساید چیست و چه کاربردهایی دارد؟

خطرات زیست محیطی تیتانیوم دی اکساید

دی اکسید تیتانیوم (TiO₂) بیشتر از طریق کارخانه های تصفیه فاضلاب به شکل نانوذرات وارد محیط می شود. رنگدانه های آرایشی – بهداشتی از جمله دی اکسید تیتانیوم هنگام شستشو پس از استفاده از مواد آرایشی وارد فاضلاب می شوند. پس از ورود به تاسیسات تصفیه فاضلاب ، رنگدانه ها به صورت لجن فاضلاب جدا شده و با تزریق داخل خاک در سطح خاک پخش می شوند. ۹۹٪ از این نانوذرات به دلیل احتباس در لجن فاضلاب به خاک تزریق شده و وارد خاک می شود.

در محیط زیست نانوذرات دی اکسید تیتانیوم قابلیت حلالیت کمی دارد و پس از تشکیل سنگدانه ها در محیط خاک و آب  پایدار هستند. در فرآیند انحلال ، یونهای محلول در آب وقتی از نظر ترمودینامیکی ناپایدار هستند ، معمولاً از محلول جدا می شوند. وقتی سطح بالاتری از مواد آلی محلول و ذرات رس در خاک وجود داشته باشد ، انحلال TiO2 افزایش می یابد.

سمیت احتمالی دی اکسید تیتانیوم برای انسان

تحقیقات روی موش ها ، تجمع دی اکسید تیتانیوم در کبد ، طحال و کلیه ها را نشان داده است اما بیشتر این مطالعات از دوزهای بالاتر از آنچه معمولاً مصرف می شود ، استفاده کرده اند بنابراین مشخص نیست این اثرات در انسان اتفاق می افتد یا خیر.

در بررسی اداره ایمنی غذا در اروپا نشان داده است که جذب دی اکسید تیتانیوم بسیار کم است و هر ذره جذب شده عمدتا از طریق مدفوع دفع می شود . با این حال مشخص شده که سطح جزئی ۰.۰۱٪ توسط سلولهای ایمنی بدن جذب می شود و ممکن است به سایر اندام ها برسد.

اگرچه بیشتر مطالعات تا به امروز اثرات سوئی در رابطه با مصرف تیتان را نشان نداده اند ، اما مطالعات طولانی مدت روی انسان در دسترس نیست بنابراین ، برای درک بهتر نقش آن در سلامت انسان ، تحقیقات بیشتری لازم است .

ایمنی تیتان برای مصارف انسانی

تیتانیوم دی اکساید به دلیل انحلال پذیری ضعیف به راحتی جذب بدن نمی شود به همین دلیل به نظر نمی رسد مصرف آن در مواد غذایی تاثیر منفی بر سلامتی انسان ها داشته باشد.

تیتانیوم دی اکساید در مواد غذایی به عنوان رنگ غذا E171 مورد استفاده قرار می گیرد و طبق قوانین فعلی اروپا یک افزودنی غذایی ایمن در نظر گرفته می شود. این ماده وقتی که از طریق مواد غذایی مصرف می شود وارد خون نشده و بدون هیچ تغییر یا جذبی از سیستم گوارش دفع می شود. تیتان تمام مراحلی آزمایشی برای تائید یک افزودنی غذایی را طبق مقررات اروپا پشت سر گذاشته و مشخص شده است که این ماده در بدن یا محیط زیست انباشته نمی شود و بی خطر است و تاکنون هیچ رابطه ای بین آن و بیماریزایی در انسان گزارش نشده است.

تیتان موثرترین رنگ سفید موجود در مواد غذایی است و طبق تحقیقات ۵ برابر کارآمدتر از گزینه های دیگر مانند سیلیس یا کربنات کلسیم برای تولید رنگ سفید در مواد غذایی است. از طرفی جایگزین کردن این ماده با ترکیبات دیگر می تواند خطرات جدیدی برای سلامتی انسان ایجاد کند. البته تولیدکنندگان مواد غذایی می توانند برای ایمنی بیشتر مقدار مصرف این ماده را کاهش دهند تا خوراکی هایی جذاب و در عین حال ایمن تولید کنند.

برچسب ها

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا
بستن