ماده‌های شیمیایی در واقع حالتی از ماده هستند که ترکیب و ویژگی‌های ثابتی دارند و نمی‌توان آن‌ها را با روش‌های فیزیکی و بدون شکستن پیوندهای شیمیایی به اجزای دیگری تجزیه کرد. ماده‌های شیمیایی می‌توانند یک ماده ساده، ترکیبی یا آلیاژ باشند. به طور کلی مواد شیمیایی مختلف امروزه در زندگی ما کاربردهای بسیار زیادی دارند و از آن‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شود. یکی از مواد شیمیایی که امروزه کاربردهای بسیار زیادی دارد، اسید استئاریک است. برای اینکه بدانید اسید استئاریک چیست و چه کاربردی دارد، ادامه این مقاله را مطالعه کنید. در این مقاله در مورد اسید استئاریک و نکات مرتبط با آن توضیح داده شده است.

اسید استئاریک چیست؟

اسید استئاریک یک اسید چرب اشباع با زنجیره کربنی 18 است. شکل این ماده به صورت مومی است و با فرمول CH₃(CH₂)₁₆CO₂H شناخته می‌شود. ریشه نام این ماده شیمیایی یونانی است. اسید استئاریک در دسته رایج‌ترین اسیدهای چرب اشباع شده قرار می‌گیرد. اسید استئاریک (Stearic acid) به عنوان یک ماده‌ای که در ساخت شمع، پلاستیک، مکمل‌های غذایی، پاستیل‌های روغنی و مواد آرایشی، و همچنین برای نرم کردن لاستیک، بسیار نافع و سود بخش است.

نحوه تولید اسید استئاریک

 اسید استئاریک را می‌توان هم به صورت طبیعی استخراج کرد و هم آن را به صورت شیمیایی تولید کرد. اسید استئاریک در واقع در چربی حیوانی و چربی‌های گیاهی وجود دارد. همچنین برخی از خوراکی‌ها مانند کره کاکائو و شی‌باتر به طور طبیعی 28 تا 45 درصد اسید استئاریک دارند. اسید استئاریک توسط هیدرولیز تولید می‌شود که شامل حل کردن چربی در محلول قلیایی می‌باشد و معمولا دارای مقادیر جزئی اسیدهای چرب مانند اسیدهای لوری و پالمیتیک می‌باشد. ناخالصی‌ها موجود در اسید، می‌توانند وزن مولکولی، حلالیت، نقطه ذوب، رنگ، بویایی و دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی محصول را تغییر دهند. همچنین توزیع زنجیره کربن، میزان خنثی‌سازی یا مقدار اسید آزاد موجود و خواص اسیدی را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد.

اسید استئاریک را می‌توان از کربوهیدرات‌ها و از طریق دستگاه سنتز اسیدهای چرب تولید کرد که در آن استیل کوآ (acetyl-CoA) بلوک‌های ساختمانی دو کربنه را تشکیل می‌دهند و اسید استئاریک تولید می‌کنند.

اسید استئاریک‌ها را می‌توان با صابون‌سازی چربی‌ها و روغن‌ها به همراه تری گلیسیریدها و با استفاده از آب داغ ( حدود 100 درجه سانتی‌گراد) به دست آورد. بعد از انجام این مراحل مخلوط حاصل را تقطیر می‌کنند. اسید استئاریک‌هایی که به صورت صنعتی مورد استفاده می‌گیرند معمولا با پالمیتیک ترکیب می‌شوند. اما این ماده را می توان به صورت خالص نیز تهیه کرد. از لحاظ تجاری می‌توان اسید اولئیک را که در نخل و سویا یافت می‌شود، هیدروژنه کرد تا از طریق آن اسید استئاریک به دست بیاید.

دسته‌بندی گریدهای اسید استئاریک

این ماده به گرید‌های مختلفی تقسیم می‌شود که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند. سه گرید اصلی اسید استئاریک عبارتند از رابر گرید، کازمتیک گرید و پی‌وی سی گرید. در ادامه ویژگی‌ها و کاربردهای این گریدها را توضیح می‌دهیم:

• اسید استئاریک رابر گرید
  

اسید استئاریک رابر گرید 1810 با کیفیت و مقرون به صرفه است. این ماده رنگ سفیدی دارد و ظاهر آن نیز جامد و کریستالی است. این گرید بی‌بوست و در آب نیز حل نمی‌شود. اسید استئاریک رابر گرید با نام ایوپاک octadecanoic acid، یک اسید چرب اشباع و رایج می‌باشد. اسید استئاریک به طور طبیعی هم در گیاهان و هم در حیوانات به صورت گلیسرول متصل به زنجیره اسید چرب وجود دارد. تا 30 درصد چربی حیوانی از اسید استئاریک تشکیل شده است در حالی که کمتر از 5 درصد روغن گیاهی را اسید استئاریک تشکیل می‌دهد. استئاریک اسید درجه لاستیک به عنوان یک کمک فرآیند و روان کننده به ترکیبات لاستیکی اضافه می‌شود. این ماده بهبود قابلیت فرآیند پذیری، پخش مواد پرکننده و خواص جریان ترکیبات لاستیکی در طول فرآیند تولید را تسهیل می‌کند. همچنین در فرآیند ولکانیزاسیون، عملکرد فعال کننده برای اکسیلراتورهای مختلف استفاده شده در لاستیک را افزایش می‌دهد و باعث ایجاد پیوندهای متقاطع و تقویت مقاومت لاستیک می‌شود.

اسید استئاریک از آنجایی که در چربی‌های حیوانی وجود دارد، بیشتر محصولات حیوانی از شیر و پنیر گرفته تا مرغ حاوی اسید استئاریک می‌باشند. همچنین در غلات نیز وجود دارد، بنابراین محصولات پخته شده و آجیل نیز حاوی مقدار کمی اسید استئاریک طبیعی هستند. اسید استئاریک رابر گرید می‌تواند به عنوان فعال کننده، عامل پخش کننده و روان کننده در پردازش ترکیبات لاستیک استفاده شود. از این ماده در صنعت لاستیک علاوه بر استفاده به عنوان فعال کننده، به عنوان پخش کننده و نرم کننده نیز استفاده می‌شود و از آن برای جدایی از قالب نیز بهره می‌برند. این ماده یک اسید چرب طبیعی و متداول است که به طور گسترده به عنوان عامل امولسیون کننده اولیه و ارزان قیمت استفاده می‌شود. حلالیت این ماده در آب کم است، ولی در الکل و استون حل می‌شود و همچنین به راحتی در بنزن، کلروفرم، اتر، تتراکلرید کربن، دی‌سولفید کربن، آمیل استات و تولوئن حل می‌شود.

• اسید استئاریک کازمتیک گرید

 درمورد اینکه گرید کازمتیک اسید استئاریک چیست باید گفت که گرید کازمتیک 1801 نیز مانند مدل 1810 یک اسید چرب اشباع است که از آن برای افزایش سختی موم‌ها استفاده می‌کنند. به همین دلیل از آن در تولید مواد شوینده، صابون و لوازم آرایشی مانند شامپوها و کرم‌ها استفاده می‌شود. این ماده در صابون‌ها، کرم‌ها، لوسیون‌ها، کرم‌های مایع، کرم‌های محافظ و دیگر محصولات آرایشی و بهداشتی نقش نرم کننده و غلیظ کننده را ایفا می‌کند.

 یکی از دلایل استفاده از این ماده در فرمولاسیون محصولات، دستیابی به بافتی نرم و منسجم در محصولاتی مانند کرم‌ها و لوسیون‌ها است. اسید استئاریک به دلیل ساختار ویژه و منحصربه‌فردش قادر است به خوبی با انواع لیپیدها ترکیب شده و به محصول نهایی بافتی نرم و روان دهد. همچنین استفاده از استئاریک اسید 1801 به همراه موادی مانند اتیلن گلیکول، گلیکول استارات وگلیکول دی استارات موجب مرواریدی شدن محصولاتی مانند شامپوها می‌گردد. علاوه بر موارد ذکر شده، اسید استئاریک ماده‌ای مفید برای پوست است که استفاده از آن در محصولات آرایشی و بهداشتی موجب طراوت و سلامت پوست می‌گردد. در ادامه به برخی از فواید استفاده از این ماده در محصولات آرایشی و بهداشتی اشاره خواهیم کرد.

فواید استفاده از اسید استئاریک 1801 (اسید استئاریک کازمتیک گرید) در محصولات آرایشی و بهداشتی

اسید استئاریک ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد که به واسطه همین ویژگی‌ها برای پوست مفید است. اولین  ویژگی مهم و اصلی این ماده خاصیت نرم کنندگی و مرطوب کنندگی آن است.همانطور که می‌دانیم یکی از دلایل خشکی بیش از اندازه پوست و بروز زودهنگام علائم پیری و چروک ها منافذ باز پوستی است.  ترکیبات استئاریک اسید به گونه‌ای است که به خوبی به مسدود شدن منافذ باز پوست کمک می‌کند. به این ترتیب آب کمتری از طریق این منافذ و از سطح پوست تبخیر شده و رطوبت پوست حفظ می‌گردد.

یکی دیگر از فواید اسید استئاریک 1801 برای پوست ویژگی پاک کنندگی قوی این ماده است. در حقیقت استئاریک اسید یک سورفکتانت قوی است. سورفکتانت‌ها موادی هستند که با کاهش کشش سطحی آب موجب اتصال آب، روغن و آلودگی‌ها شده و آن‌ها را به خوبی از سطح پوست پاک می‌کنند. از این رو یکی دیگر از موارد خرید استئاریک 1801 جهت تولید انواع پاک کننده‌های پوستی است. پاک کننده‌های حاوی این ماده سطح پوست را به خوبی از مواد آرایشی و آلودگی پاک کرده و در عین حال پوست را مرطوب و نرم نگه می‌دارند.

• اسید استئاریک پی‌وی‌سی گرید

آخرین گرید از اسید استئاریک گرید پی‌وی‌سی 1802 است. گرید پی‌وی‌سی نوعی اسید چرب با زنجیره بلند طبیعی است که با نام اسید اکتادکانوئیک نیز آن را می‌شناسند. کاربرد اصلی این محصول برای نرم کردن پلیمر پلی وینیل کلراید است تا بتوان این پلیمر را در اشکال مختلف تولید کرد.

گرید پی‌وی‌سی به دلیل داشتن مقاومت حرارتی بسیار خوب و استحکام بالا در لوله‌های PVC و سایر سازه‌ها به کار برده می‌شود. ظاهر این ماده به صورت مومی جامد و سفید رنگ است که در آلکیل استات‌ها و الکل‌ها قابل حل است. دلیل محبوبیت گرید پی‌وی‌سی به این خاطر است که قیمت بسیار مناسبی دارد و معمولا در مقادیر عمده نیز قابل تهیه است.

دیگر کاربردهای اسید استئاریک

• استفاده صنعتی برای تولید صابون (نمک سدیم یا پتاسیم اسید استریک، جزء صابون‌ها هستند)
• برای تولید استات‌ها از جمله استات سدیم، استات منیزیم، استات سرب کلسیم، استات سرب، استات سرب آلومینیوم، استات سرب، استات آهن و استریت پتاسیم
• به عنوان حلال‌های رنگ محلول در روغن
• عامل روانکاری مداد رنگی
• عامل روشنایی استنسیل
• امولسیفایر گریسیرید اسید استاریک
• تثبیت کننده‌های حرارتی PVC با روانکاری خوب و ثبات عالی در برابر نور و گرما 
• تثبیت کننده گرمادهی موثر در طول پردازش فیلم‌های PVC
• جلوگیری از تغییر رنگ
• به عنوان عامل امولسیفایر در ضخیم شدن بسیاری از چربی‌های گیاهی
• در آتش بازی برای پوشاندن پودرهای فلزی آلومینیوم و آهن
• ساخت دارو
• روان کننده‌ها
• پلاستیسایزرهای پلاستیکی
• عوامل آزاد کننده قالب
• تثبیت کننده‌ها
• شتاب دهنده ولکانیزه لاستیکی
• عامل ضد آب
• عامل پرداخت کننده
• عوامل فلوتاسيون فلزی
• مواد شیمیایی آلی
• غذا و آشامیدنی
• کشاورزی
• خوراک دام و طیور
• در روغن کرچک برای تولید انواع نرم کننده‌ها در صنایع نساجی
• از اسید استئاریک رابر گرید در صنایع لاستیک سازی به منظور نرم شدن بیشتر لاستیک

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. 

MSDS و شرایط نگهداری اسید استئاریک

هنگام کار با مواد شیمیایی مختلف از جمله اسید استئاریک، می‌بایست موارد ایمنی را رعایت کنید که عبارتند از:

• از تجهیزات ایمنی همچون دستکش لاتکس، عینک مخصوص آزمایشگاه و روپوش استفاده نمایید.
• تماس این ماده با پوست یا چشم‌ها می‌تواند تحریک کننده باشد و موجب سوزش، خارش و یا آسیب به آن‌ها شود. در این صورت سریعا نواحی آلوده شده را با مقادیر فراوان آب و حداقل به مدت 15 دقیقه شستشو دهید.
• در صورت استنشاق، می‌تواند موجب تحریک مجاری تنفسی و بروز علائمی همچون سرفه، خس‌خس سینه و تنگی نفس شود. فرد مصدوم را به هوای آزاد ببرید و در صورت لزوم از کمک‌های پزشکی بهره بگیرید.
• در صورت بلعیدن می‌تواند منجر به آسیب‌های گوارشی همچون حالت تهوع، استفراغ و اسهال شود. در این صورت هرگز القای استفراغ نکنید، دهان خود را آب بکشید و شیر بنوشید. در صورت هوشیار نبودن فرد مصدوم، به هیچ عنوان چیزی را به او نخورانید و کمک‌های پزشکی دریافت کنید.
• استئاریک اسید ترکیبی اشتعال پذیر بوده، بنابراین آن را در محیط خشک، خنک، دارای تهویه مناسب و به دور از نور خورشید نگهداری کنید.
• این ترکیب را به دور از مواد ناسازگار همچون مواد آتش‌زا، مواد اکسید کننده، مواد احیا کننده یا بازها انبار کنید.
• در اثر تجزیه شدن اسید استئاریک محصولاتی خطرناکی از جمله مونوکسید کربن را تولید می‌کند.

سوالات متداول

• آیا استئاریک اسید امولسیفایر است؟

نمی‌توان پاسخ این سوال را با یک بله یا خیر داد. در واقع این ترکیب امولسیفایر نیست اما می‌تواند امولسیون را تثبیت و تغلیظ کند. با این حال، اگر همراه با هیدروکسید سدیم (یا در شرایط قلیایی) استفاده شود، می‌توان آن را به عنوان یک امولسیفایر در نظر گرفت زیرا استئارات سدیم تولید می‌کند که به عنوان یک امولسیفایر عمل می‌کند و به مخلوط شدن فازهای روغن و آب کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری

یکی از مواد شیمیایی که کاربردهای بسیار زیادی دارد، اسید استئاریک است. این ماده معمولا از چربی‌ها و روغن‌های حیوانی و نباتی به دست می‌آید. اما به طور کلی مهمترین منبع تهیه آن از چربی‌های حیوانی است. این ماده در ساخت شمع، پلاستیک، مکمل‌های غذایی، پاستیل‌های روغنی، مواد آرایشی به کار برده می‌شود. برای اینکه بهتر بدانید اسید استئاریک چیست، در این مقاله درمورد ویژگی‌ها و کاربردهای این ماده توضیح داده شد.

مواد شیمیایی در تمام زندگی ما حضور دارند و در صنایع بزرگ و کوچک گرفته تا در زندگی روزمره ما مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر ماده شیمیایی خواص مخصوص به خود را دارد که باعث تولید یا تغییر ماده‌ای دیگر می‌شود. یکی از مواد شیمیایی پرکاربرد تری‌کلرو استیک اسید است. کاربرد اصلی این ماده در حوزه پزشکی است و اکثر اوقات از آن به عنوان یک لایه بردار شیمیایی استفاده می‌شود. برای اینکه بهتر بدانید تری‌کلرو استیک اسید چیست و چه کاربردی دارد، ادامه این مقاله را مطالعه کنید. در این مقاله درمورد تری‌کلرو استیک اسید و نکات مرتبط با آن توضیح داده شده است.

تری‌کلرو استیک اسید چیست؟

تری‌کلرو استیک اسید در واقع یک ترکیب آلی است که در آن سه اتم هیدروژن از گروه متیل اسید استیک با اتم‌های کلر جایگزین شده‌اند. ظاهر این ماده کریستالی و به رنگ سفید است. همچنین تری‌کلرو استیک اسید را با نام‌های TCAA و TCA یا تری‌کلرو اتانوئیک اسید نیز می‌شناسند. اما به طور کلی نام سیستماتیک آن تری‌کلرو استیک اسید است. این ماده خاصیت اسیدی قوی‌ای دارد. به همین دلیل از آن به طور گسترده در شیمی بالینی و بیوشیمی استفاده می‌کنند. از این ماده به دلیل وجود نمک‌ها و استرهای به خصوص معمولا در لوازم آرایشی و حوزه پزشکی استفاده می‌کنند.

این ماده را اولین بار شیمیدان فرانسوی به نام ژان باپتیست دوما کشف کرد. کشف این ماده باعث شد تا مثال قابل توجهی برای تئوری رادیکال (Radical theory) ارائه شود. در واقع این تئوری مبتنی بر حقایقی بود که بر خلاف عقاید بسیاری از شیمیدان‌های بزرگ آن دوره از جمله شیمیدان سوئدی یونس یاکوب برزلیوس بود. با کشف تری‌کلرو استیک اسید نظریه دانشمندان مختلف از جمله برزلیوس زیر سوال رفت.

مشخصات شیمیایی و فیزیکی تری‌کلرو استیک 

نحوه تولید تری‌کلرو استیک اسید

تری‌کلرو استیک اسید را می‌توان از واکنش گاز کلرو با اسید استیک در حضور کاتالیزور مناسب مثل فسفر قرمز تولید کرد. واکنش این فرآیند شیمیایی به صورت زیر است:

CH₃COOH + 3Cl₂ = CCl₃COOH + 3HCl

البته به غیر از این راه یک روش نه چندان رایج دیگر نیز برای تولید تری‌کلرو استیک اسید نیز داریم که در آن می‌توان از واکنش تری‌کلرو استالدهید با اکسیژن یا با اکسیداسیون تری کلرواستالدهید ماده را تولید کرد.

کاربرد تری‌کلرو استیک اسید

• اصلی‌ترین کاربرد این ماده در حوزه پزشکی است. برای مثال می‌توان از آن برای لایه‌برداری شیمیایی و پاک کردن خالکوبی‌ها استفاده کرد. همچنین تری‌کلرو استیک اسید به طور گسترده در بسیاری از لوازم آرایشی و بهداشتی نیز استفاده می‌شود. عملکرد این ماده به نوعی است که یک لایه از سلول‌های پوست را بر می‌دارد و اگر غلظت بالاتری داشته باشد، به لایه‌های زیرین پوست نفوذ می‌کند. به همین دلیل یک پزشک متخصص باید این دارو را تجویز کند.
• از تری‌کلرو استیک اسید می‌توان به طور عادی یا به صورت رقیق شده برای درمان زگیل روی پوست و زگیل تناسلی استفاده کرد. همچنین امکان استفاده از تری‌کلرو استیک اسید در دوران بارداری برای عفونت پوستی نیز امکان پذیر است.
• این ماده در حوزه پزشکی می‌تواند لکه‌های پوستی فرد را به حداقل برساند. همچنین این ماده باعث کاهش ظاهر چین و چروک و حتی رنگ پوست نیز شود. تری‌کلرو استیک اسید می‌تواند توده‌های پیش سرطانی را از بین ببرد و اسکارهای آکنه را نرم کند. از این ماده برای پیشگیری و کنترل آکنه نیز استفاده می‌شود. این ماده به عنوان لایه بردار در غلظت‌های متوسط تا بالا در دسترس است.
• از دیگر کاربردهای این ماده می‌توان به استفاده از آن در صنایع شیمی برای تهیه فرمولاسیون‌ها اشاره کرد. همچنین در بیوشیمی از تری‌کلرو استیک اسید برای رسوب درشت مولکول‌ها استفاده می‌شود؛ زیرا این ماده می‌تواند پروتئین‌ها، DNA و RNA را رسوب دهد. علاوه بر این‌ها نمک سدیم استخراج شده از این ماده نیز تا دهه 1980 به عنوان علف‌کش استفاده می‌شود.  
• از تری‌کلرواستیک اسید می‌توان به عنوان مواد خام دارویی، علف‌کش‌ها (تری کلرواستات پتاسیم و تری کلرواستات سدیم و غیره)، مواد کمکی رنگرزی منسوجات، عامل تصفیه سطح فلز و کلرید اسید، انیدرید، آمید، پلی استر، نمک آلی فلزی، آب، سالیسیل آلدکارهی، آب، سالیسیل آلدکارهی و دیگر مواد خام سنتز آلی استفاده کرد. 
•  در زمینه بیوشیمی، می‌توان از آن برای تجزیه و تحلیل جداسازی ترکیبات و معرف‌های فسفات بیولوژیکی برای تعیین فلوراید و لیپید و همچنین تثبیت کننده میکروسکوپی، دکلسیفیکاسیون، معرف‌های کروماتوگرافی استفاده کرد.
•  به عنوان یک معرف برای تشخیص آلبومین  
• تری‌کلرواستات (TCA) عمدتاً برای کنترل انتخابی علف‌های هرز یک ساله و چند ساله در زمین‌های زراعی و غیر زراعی استفاده می‌شود.  
• TCA ماهیتی اسیدی دارد و به شدت توسط خاک جذب نمی‌شود. گزارش شده است که به سرعت در خاک و آب توسط فرآیندهای میکروبی تجزیه می‌شود. با این حال، تجزیه TCA زمانی که در دمای 14 تا 15 درجه سانتی‌گراد در خاک‌های اسیدی انکوبه می‌شود بسیار آهسته اتفاق می‌افتد. ایمینگ نه تنها این تخریب را تسریع می‌کند، بلکه تعداد باکتری‌های تجزیه کننده TCA را نیز افزایش می‌دهد. 
• این ماده برای رسوب دادن پروتئین استفاده می‌شود. برای تعیین غلظت پروتئین با رسوب کمی استفاده شده است.  
• برای رسوب IMAC (کروماتوگرافی میل ترکیبی یون فلزی بی حرکت) - فسفوپروتئین ایزوله استفاده می شود.
• برای استخراج اسید اسکوربیک از نمونه‌های گیاهی استفاده می شود.
• برای تهیه استانداردهای آسکوربات برای آزمایش آسکوربات استفاده کنید.
•  به عنوان کلسیفایر و تثبیت کننده، به عنوان یک معرف آزمایشگاهی، یک علف‌کش‌، در پزشکی و در میکروسکوپ استفاده می‌شود.

ویژگی‌های اسید تری‌کلرواستیک

• اسید آلی قوی
• محلول در آب
• سفید
• حساس به رطوبت 
• پودری
• نگهداری در دمای 2 تا 8 درجه سانتی‌گراد
• محصول سیگما

عوارض جانبی تری‌کلرواستیک اسید

تری‌کلرو استیک اسید برای استفاده دارویی معمولا به صورت مایع موضعی از 10 درصد تا 80 درصد تجویز می‌شود. درمورد تداخلات دارویی نیز نباید چندان نگران باشید؛ زیرا تری کلرو استیک اسید با دیگر داروها تداخل دارویی ندارد و در صورت وجود هم پزشک شما از آن مطلع خواهد بود.

در صورتی که ماده تری‌کلرو استیک اسید به عنوان یک لایه بردار مورد استفاده قرار بگیرد، می‌تواند عوارضی مانند تیره شدن موقت پوست، تغییر رنگ پوست، ایجاد جای زخم و عوارض خطرناک‌تری مانند عفونت را به همراه داشته باشد. کمک گرفتن از یک پزشک متخصص و با سابقه به شما کمک می‌‌کند که امکان بروز عوارض جانبی را به حداقل برسانید.

نگهداری تری‌کلرواستیک اسید

این ترکیب آلی به رطوبت حساس است و باید در محلی فاقد آب و رطوبت نگهداری شود. همچنین باید در جایی با دمای پایین و دور از مواد ناسازگار مثل کلرات، نیترات‌ها، پراکسیدها، پرمنگنات‌ها، کلر، برم، فلوئور، نمک‌های نقره، اسیدها و بازهای قوی، آهن، روی و آلمینیوم قرار داده شود.

ایمنی و خطرات تری‌کلرو استیک اسید

تری‌کلرو استیک اسید یک اسید قوی و خورنده است و تماس آن با چشم و پوست موجب سوختگی شیمیایی و آسیب جدی به اعضای مذکور خواهد شد. همچنین استنشاق آن موجب تحریک سیستم تنفسی می‌شود. لازم به ذکر است که این ماده شیمیایی برای محیط زیست از جمله آبزیان خطرناک است و باید جلوی انتشار آن به محیط زیست گرفته شود. به طور کلی این ماده باید به عنوان زباله خطرناک دفع شود.

نتیجه‌گیری

یکی از مواد شیمیایی پر کاربرد امروزه تری‌کلرو استیک اسید است که به عنوان یک ترکیب شیمیایی قدرتمند در بسیاری از صنایع از جمله صنایع شیمیایی و به خصوص پزشکی و داروسازی استفاده می‌شود. این ماده خاصیت لایه‌برداری دارد و به همین دلیل از آن در بسیاری از لوازم آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. حین استفاده از این ماده باید دقت لازم را داشت؛ زیرا در صورت مصرف نادرست ممکن است برای فرد مشکلاتی را پیش بیاورد. برای اینکه بهتر بدانید تری‌کلرو استیک اسید چیست در این مقاله درمورد این ماده شیمیایی و نکات مرتبط با آن توضیح داده شد.

دور ریختن مواد غذایی یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌ها در صنایع غذایی است. متاسفانه سالانه حدود یک سوم مواد غذایی تولید شده، حدودا 1.3 میلیارد تن، دور ریخته می‌شود و نزدیک 940 میلیارد دلار به اقتصاد و صنایع غذایی خسارت وارد می‌شود. فساد مواد غذایی یکی از مهمترین دلایل دور ریختن مواد غذایی است که با استفاده از نگهدارنده‌های مواد غذایی، این مشکل نیز حل می‌شود. نگهدارنده‌های مواد غذایی، مواد شیمیایی هستند که برای نگهداری طولانی مدت مواد غذایی به آن اضافه می‌شوند که وظیفه جلوگیری از فساد، بهبود ظاهر و یا حفظ کیفیت مواد غذایی را بر عهده دارند. هدف کلی این است که از رشد میکروب، کپک و… و در نتیجه فساد غذا در طی مسیر حمل و نقل جلوگیری شود.در دسته‌بندی نگهدارنده‌های طبیعی غذا نمک، شکر، الکل، سرکه و غیره در این دسته قرار می‌گیرند. نگهدارنده‌های شیمیایی مواد غذایی نیز برای مدتی مورد استفاده قرار گرفته شده است. آن‌ها به نظر بهترین و موثرترین برای عمر طولانی‌تر هستند. در ادامه به بررسی نگهدارنده‌های مواد غذایی می‌پردازیم.

انواع مواد نگهدارنده غذایی

از رایج‌ترین نگهدارنده‌های مواد غذایی می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود که در ادامه توضیحات کامل در مورد هریک از آن‌ها آورده شده است.

• اسید اسکوربیک
• اسید لاکتیک
• اسید سیتریک
• اسید اسکوربیک
• استیک اسید خشک
• اسید بنزوئیک
• پتاسیم سوربات
• کلسیم سوربات
• کلسیم بنزوات
• سدیم نیتریت
• پتاسیم نیتریت
• پتاسیم استات
• کلسیم پروپیونات
• ناتامایسین
• سدیم متابی‌سولفیت
• سدیم بنزوات
• نمک سدیم پروپیل 4-هیدروکسی بنزوات
• پروپیل 4-هیدروکسی بنزوات

اسید سوربیک

اسید سوربیک (Sorbic acid) با نام تجاری E200 متداول‌ترین نگهدارنده‌ی طبیعی مواد غذایی در جهان و نوع آن آنتی میکروبیال است. در آب بسته به دما و pH حلالیتش متفاوت است اما به طور کلی به مقدار کم حل می‌شود. در روغن سبزیجات، محلول ساکاروز، محلول کلریدسدیم، پروپیلن گلیکول و استیک اسید منجمد به مقادیر کم محلول است اما در اتانول و استیک اسید منجمد بیشتر حل می‌شود. در مهار رشد کپک، که می‌تواند غذا را خراب کرده و بیماری‌های کشنده را گسترش دهد بسیار موثر است. اسید اسکوربیک اغلب به آبمیوه‌ها، غلات، آبنبات‌های با طعم میوه، میوه‌های خشک، گوشت‌های پخته شده و میوه‌های یخ‌زده برای تقویت یا افزودن طعم مرکبات اضافه می‌شود. اسید اسکوربیک همچنین به عنوان یک نگهدارنده برای جلوگیری از فساد مواد غذایی مانند نان، مرباها و ژله‌ها عمل می‌کند.

اسید لاکتیک

اسید لاکتیک (Lactic acid) با نام تجاری E270 یک نگهدارنده طبیعی است و باکتری‌ها قند را برای استخراج انرژی تجزیه کرده و اسید لاکتیک را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کنند. اسید لاکتیک به تنظیم سطح pH کمک می‌کند و از رشد میکروارگانیسم‌ها جلوگیری و عمر مفید را افزایش می‌دهد.در آب به صورت جزیی حل می‌شود، اما در اتانول محلول است. بیشترین آنتی‌بیوتیک مورد استفاده اسید لاکتیک است. نگهدارنده‌های ضد میکروبی رایجی مانند نیترات و نیتریت نیز  وجود دارند. مکانیزم دقیق این ترکیبات شیمیایی از مهار رشد باکتری‌ها تا مهار آنزیم‌های خاص محسوب می‌شود.

اسید سیتریک

اسید سیتریک (Citric acid) اغلب به مواد غذایی و نوشیدنی‌های بسته‌بندی شده اضافه می‌شود. این به تازه نگه‌داشتن غذاهای کنسرو شده و شیشه‌ای در مدت زمان طولانی کمک می‌کند. اسید سیتریک با هدف قرار دادن آنزیم‌هایی مانند منو و پلی‌‌فنول اکسید از می‌تواند از قهوه‌ای شدن برخی از انواع محصولات تازه برش خورده مانند سیب‌های ورقه شده جلوگیری کند. این اسید همچنین می‌تواند به غلیظ شدن غذاها کمک کند یا به آن‌ها طعم کمی ترش بدهد.

اسید اسکوربیک

اسید اسکوربیک (Ascorbic acid) یک ترکیب آلی طبیعی با خواص آنتی اکسیدانی است. اغلب به آبمیوه‌ها، غلات، آبنبات‌های با طعم میوه، میوه‌های خشک، گوشت‌های پخته شده و میوه‌های یخ‌زده برای تقویت یا افزودن طعم مرکبات اضافه می‌شود. این اسید همچنین به عنوان یک نگهدارنده برای جلوگیری از فساد مواد غذایی مانند نان، گوشت‌های پخته شده، مرباها و ژله‌ها عمل می‌کند. ویتامین C (اسید اسکوربیک) و ویتامین E (توکوفرول) به ترتیب مواد مغذی ضروری محلول در آب و محلول در چربی هستند که در غشای سلولی و پلاسما از طریق مصرف رژیم غذایی میوه‌ها و سبزیجات وجود دارند. این ویتامین‌ها به واسطه گروه‌های هیدروکسیل آزاد خود به عنوان آنتی اکسیدان عمل می‌کنند.

استیک اسید خشک

 (Acetic acid , (glacial  نگهدارنده‌ای معمولی با فرمول مولکولی C₂H₄O₂ بوده و جزء نگهدارنده‌های معمولی بی‌ضرر محسوب می‌شود. این ماده با بازها در تضاد است.

اسید بنزوییک

(Benzoic acid) نگهدارنده‌ای ضد میکروبی و ضد باکتری با فرمول مولکولی C₇H₆O₂ بوده و جزء نگهدارنده‌های آنتی میکروبیال محسوب می‌شود و نام تجاری آن E210 می‌باشد. این ماده با چربی‌ها، نمک‌های فریک و سورفکتانت‌های آنیونی در تضاد است. در آب حلالیت کمی دارد اما با افزایش دما حلالیتش بیشتر می‌شود.

سوربات پتاسیم

سوربات پتاسیم (Potassium sorbate) با نام تجاری E202 می‌تواند از رشد قارچ‌ها، کپک‌ها، مخمرها و سایر پاتوژن‌های غذایی مضر جلوگیری کند این ماده در انواع آنتی میکروبیال تقسیم‌بندی می‌شود. حلالیت در حلال‌های مختلف متفاوت، در آب حلالیت متوسطی دارد و با افزایش دما هم حلالیتش بیشتر می‌شود؛ در پروپیلن گلیکول برعکس است و با افزایش دما حلالیت کاهش می‌یابد و در دمای پایینتر حلالیتش بیشتر است. اما در روغن سبزیجات خیلی کم حل می‌شود. این نگهدارنده طبیعی در برابر باکتری‌ها موثر نیست و باید با سایر مواد نگهدارنده مانند بنزوات سدیم ترکیب شود. به طور گسترده به عنوان نگهدارنده مواد غذایی روی پنیر، گوشت، سس کچاپ، سس مایونز و مارمالاد استفاده می‌شود.

سوربات کلسیم

(Calcium sorbate) نگهدارنده‌ای با نام تجاری E203 با فرمول مولکولی  (CH₃CH=CHCH=CHCOO)₂Caمی‌باشد. و جزء نگهدارنده‌های آنتی میکروبیال محسوب می‌شود و ماندگاری مواد غذایی را افزایش می‌دهد. این ماده با سورفکتانت‌های غیر یونی در تضاد است. در آب به طور متوسط حل می‌شود اما در روغن سبزیجات، اتانول، محلول ساکاروز، کلرید سدیم، پروپیلن گلیکول و استیک اسید منجمد به صورت جزیی حل می‌شود.

بنزوآت کلسیم

(Calcium benzoate) با نام تجاری E213 نگهدارنده‌ای ضد باکتری و ضد مخمر با فرمول C₁₄H₁₀O₄.3H₂O است و جزء نگهدارنده‌های آنتی میکروبیال محسوب می‌شود. این ماده با چربی‌ها، نمک‌های فریک و سورفکتانت‌های آنیونی در تضاد است.

نیتریت سدیم

نیتریت سدیم (Sodium nitrite) با نام تجاری E250، ماده نگهدارنده‌ای که در برخی از گوشت‌های فرآوری شده مانند بیکن و گوشت قرمز برای جلوگیری از بوتولیسم استفاده می‌شود و می‌تواند خطر بیماری قلبی شما را افزایش دهد. خیلی خوب در آب حل می‌شود و در اتانول هم کمی حل می‌شود. تصور می‌شود که نیتریت سدیم ممکن است به رگ‌های خونی شما آسیب برساند و شریان‌های شما را بیشتر در معرض سخت شدن و باریک شدن قرار دهد و منجر به بیماری قلبی شود.

نیتریت پتاسیم

(Potassium nitrite)  با نام تجاری E249 نگهدارنده‌ای ضد میکروب، بهبود دهنده طعم و ثابت کن رنگ غذا با فرمول مولکولی KNO₂ بوده که از نگهدارنده‌های آنتی باکتریال محسوب می‌شود. در آب و الکل در هر دمایی به طور عالی حل می‌شود.

استات پتاسیم

استات پتاسیم (Potassium acetate) با نام تجاری E261 به عنوان یک نگهدارنده و تنظیم کننده اسیدیته مجاز استفاده می‌شود. در آب با افزایش دما حلالیت بالا می‌رود اما در اتانول کاملا حل می‌شود. این نمک پتاسیم اسید استیک است، یک اسید طبیعی که در بیشتر میوه‌ها وجود دارد و از تخمیر باکتریایی تولید می‌شود. استات‌ها به عنوان نگهدارنده و بافر استفاده می‌شوند. استات پتاسیم معمولا در محصولاتی مانند سس‌ها و ترشی‌ها یافت می‌شود. همچنین به عنوان یک عامل حالت دهنده پارچه و در ساخت پنی‌سیلین استفاده می‌شود. برای استفاده به عنوان افزودنی غذا در اتحادیه اروپا و ایالات متحده تایید شده است.

پروپیونات کلسیم

پروپیونات کلسیم با نام تجاری E282 یک نمک آلی است با تداخل در رشد و تولید مثل میکروارگانیسم‌ها مانند کپک‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌ها، به حفظ غذاها، عمدتاً محصولات پخته شده کمک می‌کند. به طور کلی، کلسیم پروپیونات بی خطر است و عوارض جانبی کمی دارد. در شرایط نادر، ممکن است عوارض جانبی مانند سردرد و میگرن ایجاد کند. یک مطالعه انسانی مصرف پروپیونات را با افزایش تولید انسولین و گلوکاگون، هورمونی که ترشح گلوکز (قند) را تحریک می‌کند، مرتبط دانست.

ناتامایسین

ناتامایسین (Natamycin) با فرمول شیمیایی C₃₃H₄₇NO₁₃ و با وزن مولی 665 گرم بر مول، یک ترکیب آنتی‌بیوتیک و ضدقارچ است و نگهدارنده مواد غذایی در صنعت لبنیات است. این ماده از یک باکتری گرفته شده است و از رشد قارچ‌ها جلوگیری می‌کند. ناتامایسین هم به صورت سوسپانسیون هم به صورت پودر موجود است.ناتامایسین با اتصال به مخمر، کپک و قارچ، راه انتقال مواد غذایی را مسدود می‌کند و سلول را از بین می‌برد. کپک‌ها و مخمرها دو نوع مفید و مضر دارند و برخی از این ماده‌ها در فرایند تولید پنیر موثر هستند. در هنگام تولید پنیر، برخی از گونه‌های کپک بر روی پنیر رشد می‌کنند که در هنگام استرس در بدن سم تولید می‌کنند. ناتامایسین این کپک‌ها را از بین می‌برد و در فرایند تخمیر باکتریایی اختلال ایجاد نمی‌کند. کاربرد ناتامایسین در محصولات غذایی مانند پنیر، سوسیس، کالباس و ... است. در برخی کشورها از ناتامایسین در تولید نان، کیک، نوشیدنی و ماست به عنوان نگهدارنده مواد غذایی استفاده می‌شود.

سدیم متا بی‌سولفیت

سدیم متا بی‌سولفیت (Sodium metabisulfite) با فرمول شیمیایی Na2S2O5، از واکنش شیمیایی سدیم کربنات و سولفور دی اکسید به دست می‌آید. جرم مولی این نگهدارنده مواد غذایی 190 گرم بر مول است و نام‌های دیگری مانند دی‌سدیم دی‌سولفیت، سدیم پیرو سولفیت و سدیم دی‌سولفیت دارد. ظاهر این ماده به صورت کریستال یا پودر کریستالی است. سدیم متابی‌سولفیت فرایند اکسیداسیون را در مواد غذایی متوقف می‌کند و از تولید میکروارگانیسم‌ها جلوگیری می‌کند. این ماده در هنگام ترکیب شدن با اسیدها دی اکسید گوگرد تولید می‌کند. به همین دلیل برای محیط زیست خطر دارد و استفاده از آن محدود شده است. سدیم متابی‌سولفیت یک ماده کاهنده بسیار قوی است که با اتم گوگرد خود با عوامل اکسید کننده واکنش نشان می‌دهد. این ماده نگهدارنده بسیار قوی است و از رشد هرگونه کپک و باکتری جلوگیری می‌کند. گوگرد در سدیم متابی‌سولفیت با اکسیژن موجود در مواد غذایی واکنش می‌دهد و اکسیداز را متوقف می‌کند. این ماده از فساد مواد غذایی در اثر اکسیداسیون جلوگیری می‌کند و ویتامین سی موجود در ماده غذایی را حفظ می‌کند. این نگهدارنده مواد غذایی همچنین زمان استراحت خمیر نانوایی را کاهش می‌دهد و به فرایند پخت نان سرعت می‌بخشد. این ماده کلر اضافی آب معدنی را از بین می‌برد و در تولید مشروبات الکلی نیز استفاده می‌شود.

سدیم بنزوات

سدیم بنزوات (Sodium benzoate) با نام تجاری E211 و با فرمول شیمیایی C₇H₅NaO₂ رایج‌ترین نگهدارنده مواد غذایی است و از واکنش میان بنزوئیک اسید و سدیم هیدروکسید به وجود می‌آید. جرم مولی این ماده 144 گرم بر مول است و به صورت پودر کریستالی بدون رنگ و بو و گرانول موجود است. این ماده خاصیت آنتی باکتریال دارد و از رشد باکتری‌ها، مخمر‌ها و کپک‌های مضر جلوگیری می‌کند. این ماده به ترشی، سس‌ها، آبمیوه‌ها، ماست منجمد و دیگر مواد غذایی اضافه می‌شود. سدیم بنزوات با اضافه شدن به ماده غذایی، به اسید بنزوئیک و سدیم کلرید تجزیه می‌شود و این دو ماده رشد باکتری‌ها، قارچ‌ها، مخمرها و کپک‌های مضر را کنترل می‌کنند. اسید بنزوئیک به داخل سلول می‌رود و تخمیر بی‌هوازی گلوکز سلول را متوقف می‌کند و مانع رشد میکروارگانیسم‌ها می‌شود. این نگهدارنده مواد غذایی علاوه بر جلوگیری از رشد مواد فاسد کننده، غذا را تازه نگه می‌دارد و از تغییر طعم، رنگ، بافت و pH جلوگیری می‌کند. این ماده در نوشیدنی‌ها و مواد خوراکی استفاده می‌شود که شامل این موارد می‌شود: ژله، انواع سس، آبمیوه، نوشابه رژیمی، آبلیمو، ترشی، انواع چاشنی، ماست منجمد و ... . حلالیتش در آب66% است و با افزایش دما بیشتر می‌شود. در محلول اتانول 33/1 % محلول است. 

نمک سدیم پروپیل -4-هیدروکسی بنزوآت

Propyl-4-hydroxybenzoate, sodium salt با نام تجاریE217 نگهدارنده‌ای با فرمول مولکولی NaOC₆H₄CO₂C₃H₇ است که به خصوص در برابر باکتری‌ها و قارچ‌ها در حدود pH خنثی موثر بوده که البته pH بهینه در حدود بین  8-3 است؛ و جزء نگهدارنده‌های آنتی میکروبیال محسوب می‌شود. این ماده (پارابن‌ها) به طور عمده در آب، اتانول، پروپیلن گلیکول حل می‌شود . البته آب داغ توصیه می‌شود.

پروپیل-4-هیدروکسی بنزوآت

Propyl-4-hydroxybenzoate با نام تجاری E214 نگهدارنده‌ای با فرمول مولکولی HOC₆H₄CO₂C₃H₇ است که به خصوص در برابر باکتری‌ها و قارچ‌ها در حدود pH خنثی موثر بوده و جزء نگهدارنده‌های آنتی میکروبیال محسوب می‌شود و ماندگاری مواد غذایی را افزایش می‌دهد. در آب به صورت جزیی حل می‌شود و با افزایش دما بیشتر هم می‌شود. در اتانول به صورت 70% محلول است. در روغن سبزیجات در دمای نرمال کم محلول است و در پروپیلن گلیکول 25% حل می‌شود.

آنتی اکسیدان‌هایی که اکسیداسیون را مهار می‌کنند

آنتی اکسیدان ها نیز از نگهدارنده های شیمیایی مواد غذایی هستند که به عنوان جاذب رادیکال آزاد عمل می کند. در این دسته نگهدارنده ها می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: 

• سولفیت‌ها شامل سولفیت سدیم، بی‌سولفیت سدیم، متابی سولفیت سدیم، بی‌سولفیت پتاسیم و متابی سولفیت پتاسیم.
• ویتامین E (توکوفرول)
• ویتامین C (اسید اسکوربیک)
• هیدروکسی آنیزول بوتیله (BHA) – یک جامد مومی شکل که در نگهداری کره، گوشت خوک، گوشت و غیره استفاده می‌شود.
• بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT) – فرم پودر BHA 

عوامل کلاته کننده که یون‌های فلزی را برای جلوگیری از اکسیداسیون به هم متصل می‌کنند:

• دی‌سدیم اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید (ادتا 2 سدیم و ادتا 4 سدیم (EDTA)) – مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی
• پلی فسفات‌ها – در دیپ‌ها و همچنین میوه‌ها و سبزیجات پوست کنده استفاده می‌شود.
• اسید سیتریک – به طور طبیعی در مرکبات یافت می‌شود.

در جدول ذیل انواع مواد نگهدارنده با نام تجاری و خصوصیت حلالیت آن‌ها  آورده شده است:

فواید و مضرات مواد نگهدارنده

فواید

غذاهایی که ما روزانه مصرف می‌کنیم بدون مواد نگهدارنده به سرعت فاسد می‌شوند و طعم خود را از دست می‌دهند. با استفاده از این مواد در مقادیر مجاز، می‌توان ماندگاری مواد غذایی را افزایش داد و به افرادی که دسترسی محدود به یک منبع غذایی ایمن و سالم دارند، کمک نمود.

مضرات

واکنش‌های آلرژیک به افزودنی‌های غذایی معمولاً خفیف هستند بنابراین به ندرت گزارش می‌شوند. تحریک پوست، ناراحتی‌های روده، برخی مشکلات تنفسی می‌توانند از عوارض مصرف این افزودنی‌های غذایی باشند. توجه نمایید که مواد شیمیایی که عموما سبب واکنش‌های آلرژیک یا آسم می‌شوند عبارتند از مونو‌سدیم گلوتامات یا MSG، سولفیت‌ها، رنگ‌های غذایی و شیرین کننده‌های مصنوعی.

سوالات متداول نگهدارنده‌های مواد غذایی

•  مواد نگهدارنده به چه غذاهایی اضافه می‌شود؟

غذاهای فرآوری شده و بسته‌بندی مانند کراکر، غلات، نان، تنقلات، وعده‌های غذایی آماده، پنیر، ماست، گوشت‌های اغذیه فروشی‌ها، سس‌ها و سوپ‌ها، آبمیوه و بسیاری از محصولات بسته‌بندی حاوی میوه و سبزیجات کنسروی، فریز یا پخته شده.

• آیا مواد نگهدارنده و افزودنی‌های غذایی یکسان هستند؟

افزودنی‌ها به عنوان “موادی اضافه شده به غذا برای حفظ یا بهبود طعم و ظاهر” تعریف می‌شوند. نگهدارنده‌ها به عنوان ماده‌ای شیمیایی است که به محصولاتی مانند مواد غذایی، نوشیدنی‌ها، داروها، رنگ‌ها، نمونه‌های بیولوژیکی، لوازم آرایش، چوب و بسیاری از محصولات دیگر اضافه می‌شوند تا از فساد آن جلوگیری کنند.

• افزودنی‌های معروف مواد اولیه غذایی شامل چه موادی می‌شود؟

عوامل ضدجوش که از گلوله شدن مواد جلوگیری می‌کند. آنتی اکسیدان‌ها که از اکسید شدن یا فاسد شدن غذاها جلوگیری می‌کنند. شیرین کننده‌های مصنوعی که شیرینی را افزایش می‌دهند. امولسیفایرها که مانع از لخته شدن چربی‌ها می‌شوند. اسیدهای غذایی که سطح اسیدی مناسب را حفظ می‌کنند. رنگ‌ها که رنگ را تقویت یا اضافه می‌کنند.

• مواد نگهدارنده‌ای که برای ترشک و لواشک استفاده می‌شود چیست؟

نتیجه‌گیری

تفاوت سه ماده غذایی معرفی شده در این مقاله، تنها به فرمول شیمیایی و ساختار مولکولی محدود نمی‌شود. متفاوت بودن خاصیت شیمیایی این سه ماده سبب شده است که مکانیسم عملکرد آن‌ها در نگهداری از مواد غذایی با یکدیگر فرق داشته باشد. همچنین کاربرد هر سه ماده در صنایع غذایی متفاوت است.

سابقه استفاده از این ماده در صنایع مختلف بسیار طولانی و پیچیده است. سدیم نیتریت را برای اولین بار در دهه 1960 به کار می‌بردند؛ اما در سال 1977 وزارت کشاورزی ایالات متحده آن را ممنوع اعلام کرد. در سال 1984 مجددا این ماده را یک افزودنی غذایی در نظر گرفتند و آن را مجاز اعلام کردند؛ اما در سال 1990 برخی از مطالعات صورت گرفته نشان داد که ممکن است استفاده از این ماده در صنایع غذایی اثرات نامطلوبی بر سلامت انسان داشته باشد؛ با این حال NTP در سال 2000 گزارش داد که سدیم نیتریت در صورتی که در سطوح تایید شده استفاده شود، سمی نیست. در نهایت امروزه متخصصان بر این باوراند که سدیم نیتریت از حملات قلبی و بیماری سلول داسی شکل جلوگیری می‌کند و فواید دیگری نیز به همراه دارد. در این مقاله قصد داریم توضیح دهیم که سدیم نیتریت چیست و چه کاربردی دارد.

سدیم نیتریت چیست؟

سدیم نیتریت (Sodium nitrite) نمکی معدنی است و فرمول شیمیایی آن بدین صورت است: NaNO2. این ماده به صورت گرانول کریستالی سفید رو به زرد و یا پودر یافت می‌شود. از ویژگی‌های آن می‌توانیم به بی‌بو و غیر قابل احتراق بودن آن اشاره کنیم. هرچند سدیم نیترات غیر قابل اشتعال است؛ به سوختن مواد قابل احتراق دیگر کمک می‌کند. سدیم نیتریت یک ترکیب یونی است که خاصیت کاهندگی آن کاربردهای فراوانی دارد. این ماده زمانی که در محلول اسید حل شود، به یک اکسید کننده قوی تبدیل می‌شود. مصرف طولانی مدت آن در محصولات گوشتی باعث سرطان می‌شود. این ماده در دو نوع خوراکی و صنعتی موجود می‌باشد.

واکنش شیمیایی تولید سدیم نیتریت و خواص فیزیکی و شیمیایی آن

کاربردهایی که این ماده دارد بیشتر بر اساس خواص اکسید کنندگی و یا توانایی آن در تولید اسید نیتروژن در هنگام اسیدی شدن است. سدیم نیتریت در آب به طور کامل حل می‌شود؛ اما این قابلیت را در برابر بیشتر حلال‌های آلی ندارد. همان‌گونه که پیشتر نیز اشاره شد، سدیم نیتریت یکی از اکسید کننده‌های بسیار قوی شناخته می‌شود و در صورت مصرف، ماده‌ای کاملا سمی است. سدیم نیتریت با برخی از مواد شیمیایی واکنش شیمایی نشان می‌دهد و در هنگام تجزیه سمی به نام NOx تولید می‌کند. این ماده را یا از احیای سدیم نیترات و یا زمانی که اکسیدهای نیتروژن به محلول‌های هیدروکسید سدیم یا کربنات سدیم جذب می‌شوند، به دست می‌آورند. سدیم نیتریت را در حالت‌های خشک یا مایع هم به صورت عمده و هم در انواع بسته‌بندی عرضه می‌کنند.

تولید سدیم نیتریت

تولید صنعتی این محصول، به وسیله‌ی یکی از دو فرایند واکنش کاهش نمک‌های نیترات و یا اکسیداسیون اکسید نیتروژن دارای درجات پایین‌تر انجام می‌شود. معمول‌ترین روش تولید آن استفاده از واکنش اکسید نیتروژن است. آمونیاک مایع در دمای بالا در یک بستر کاتالیستی در حضور هوا اکسید می‌شود و اکسیدهای نیتروژن (NO و NO2) را تولید می‌کند. اکسیدهای نیتروژن به یک برج جذب وارد می‌شوند و در واکنش با محلول کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم، محلول سدیم نیتریت تشکیل می‌شود. اگر از هیدروکسید سدیم استفاده شود، محلول غلیظ و خالص است و می‌تواند برای مصارف مشخص به مشتریان عرضه شود. چنانچه از کربنات سدیم استفاده شود، محلول بسیار رقیق است و باید طی چند مرحله آب آن حذف شود تا غلظت این محصول افزایش یابد. درنهایت در هر دو حالت، محلول باید از مراحل دیگری نیز بگذرد تا به صورت پودر خشک به دست آید. این محصول به هر دو شکل خشک (گرانول یا پرک) و محلول در بازار عرضه می‌شود. 

کاربردهای سدیم نیتریت در صنایع گوناگون

پس از این که دریافتید سدیم نیتریت چیست، بهتر است با کاربردهای آن نیز آشنا شوید. بسیاری از فرایندهای صنعتی به نمک‌های نیتریت نیاز دارند و سدیم نیتریت یکی از مهمترین  آن‌ها شمرده می‌شود. این ماده برای بسیاری از ترکیب‌های آلی ماده‌ای ضروری است. ترکیب‌هایی که در آفت‌کش‌ها، رنگ‌ها و داروها استفاده می‌شوند. این ترکیبات آلی یکی از افزودنی‌های مهم در تولید گوشت‌های فرآوری شده و ماهی هستند. همچنین از آن‌ها در متالوژی و داروسازی نیز استفاده می‌کنند.

اگر بخواهیم کاربردهای عمده این ماده را برشماریم، می‌توانیم به استفاده از آن در تولید صنعتی ترکیبات آلی نیتروژن که معمولا در آفت‌کش‌ها استفاده می‌شوند، اشاره کنیم. کاربرد دیگر آن این است که در تبدیل آمین‌ها به ترکیبات دیازو و ترکیبات آلی دیگر نقش معرف را بازی می‌کند. این ترکیبات در تولید رنگ‌ها، رنگدانه‌ها و جوهر چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه استفاده از سدیم نیتریت در پخت و نگهداری گوشت

مهمترین و چالش برانگیزترین کاربرد سدیم نیتریت در صنایع غذایی است. این ماده در این صنایع یک افزودنی است که فرایند پخت گوشت و ماهی را سریعتر پیش می‌برد. به محض این که سدیم نیتریت به گوشت اضافه می‌شود، با میوگلوبین واکنش می‌دهد و رنگ آن را عوض می‌کند. در ابتدا میوگلوبین به نیتروزومیوگلوبین تبدیل می‌شود و در نتیجه این تبدیل، رنگ قرمز روشنی ایجاد می‌شود. پس از آن زمانی که نیتروزومیوگلوبین به نیتروزوهموکروم تبدیل می‌شود، به رنگ صورتی در می‌آید. زمانی که بخواهیم از سدیم نیتریت برای پخت استفاده کنیم، آن را با نمکی که آن را نمک صورتی نام نهاده‌ایم، مخلوط می‌کنیم. این نمک فقط 0.5 تا 0.9 درصد سدیم نیتریت دارد.

گسترش پراکسیداسیون لیپیدی را عامل اصلی ترشیدگی اکسیداتیو می‌دانند. سدیم نیتریت این گسترش را به تعویق می‌اندازد. از سوی دیگر در این چرخه نقش یک آنتی اکسیدان را ایفا می‌کند. اکسید نیتریک موجب ایجاد رادیکال‌های آزاد می‌شود و سدیم نیتریت با پروتئین‌های هِم و یون‌های فلزی واکنش می‌دهد تا این رادیکال‌های آزاد را خنثی کند. خنثی‌سازی رادیکال‌های آزاد چرخه اکسیداسیون لیپید را متوقف می‌کند و از این راه ماندگاری گوشت‌های پخته شده را افزایش می‌دهد.

کاربرد سدیم نیتریت در کود شیمیایی

این ماده یکی از مواد مهم در ساخت پیروتکنیک‌ها و کودهای شیمیایی است. نیترات سدیم به عنوان یک منبع تهیه کننده‌‌ی ازت برای گیاهان عمل می‌کند و می‌توان از آن به عنوان کود استفاده کرد. نیتروژن رشد کلی گیاه را بهبود می‌بخشد و موجب رشد بیشتر برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌های آن می‌شود. کمبود نیتروژن مانع رشد گیاه می‌شود در حالی که با برطرف نمودن این کمبود می‌توان ازت مورد نیاز گیاهان را فراهم نمود و باعث رشد گل و میوه‌ی گیاه شد.

کاربرد سدیم نیتریت در مصارف دارویی

سدیم نیتریت به عنوان وازودیلاتور می‌تواند موجب گشادی رگ‌های خونی شود و در نتیجه‌ی آن باعث افزایش جریان خون و گشادی رگ‌ها می‌شود. در نتیجه از این ماده در بیماران قلبی وسیله‌ای مؤثر برای کاهش فشارخون به حساب می‌آید. 

کاربردهای دیگر نیتریت سدیم

• در تولید اسید نیتروژن
• به تاخیر انداختن توسعه خشکی اکسیداتیو
• ماده پیشرو برای تولید رنگ و پیگمنت رنگی
• تولید حشره‌کش و علف‌کش‌ها
• مهارکننده‌ی خوردگی
• در تصفیه آب
• در مایعات ضد انجماد
• پاک‌کننده‌های صنعتی و روان‌کننده‌ها 
• برای از بین بردن آزید سدیم اضافی
• رنگ‌های دیازو
• در رنگ‌آمیزی و چاپ پارچه و الیاف سفیدکننده
• در عکاسی
• به عنوان معرف آزمایشگاهی
• در پوشش‌های فلزی برای فسفات
• به منظور ریز کردن در ساخت مواد شیمیایی لاستیکی

شرایط ایمنی و نگهداری از سدیم نیتریت

اکنون که درمورد این که سدیم نیتریت چیست اطلاعاتی کسب کردید، ما به شما پیشنهاد می‌دهیم از خطرات این ماده و شرایط نگهداری از آن نیز آگاهی یابید؛ زیرا بسیار حائز اهمیت هستند. در صورتی که سدیم نیتریت با چشم‌هایتان برخورد کرد، آن را فورا با آب زیاد بشویید و این شستشو را حداقل تا 15 دقیقه ادامه دهید. در صورتی که پوستتان به این ماده آلوده شد، در ابتدا لباس‌های آلوده را از تنتان به کلی خارج کنید، سپس پوستتان را با آب شستشو دهید. انجام دادن این مراحل اهمیت فراوانی دارد؛ زیرا این ماده از راه پوست جذب می‌شود و سلامتیتان را به خطر می‌اندازد. از نظر شرایط نگهداری نیز تاکنون محدودیت‌های خاصی اعلام نشده است.

سوالات متداول

• نیتریت سدیم چگونه باکتری‌ها را از بین می‌برد؟

از گذشته تا الان برای حفظ مواد غذایی از نمک‌ها استفاده می‌شود. زیرا نمک‌ها در طی فرایند اسمز آب بدن باکتری‌ها را خارج می‌نمایند و باعث مرگ آن‌ها می‌شوند. در نتیجه با رشد نکردن باکتری‌ها، مواد غذایی طول عمر بیشتری پیدا می‌کنند و در برابر فساد مقاوم می‌شوند. نیترات سدیم نیز نوعی نمک است که به عنوان یک نگهدارنده‌ی مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• آیا سدیم نیتریت باعث حساسیت و آلرژی می‌شود؟

تزریق این ماده برای مقابله سریع با مسمویمت سیانور انجام می‌شود، همچنین می‌تواند در درمان کم‌خونی سلولی داسی شکل موثر باشد. در برخی از افراد تزریق سدیم نیتریت می‌تواند موجب واکنش‌های آلرژیک مانند کهیر، آبریزش بینی یا آسم شود. علائم واکنش می‌توانند شامل بثورات پوستی و کهیر، مشکل در تنفس و تورم در صورت، اطراف چشم و گلو باشند. بالا رفتن ضربان قلب، سرگیجه، حالت تهوع، درد در ناحیه شکم و کبود شدن اندام ها در اثر کمبود اکسیژن نیز می‌توانند از علائم حساسیت به این دارو باشند. در صورت مشاهده علائم شدید پس از تزریق حتما به دنبال فوریت‌های پزشکی بروید.

• آیا سدیم نیتریت از خوردگی جلوگیری می‌کند؟

سدیم نیتریت به عنوان عاملی برای جلوگیری از خوردگی فلزات در صنایع مختلف استفاده می‌شود، این ماده به عنوان یک مهارکننده آندی، از طریق کاهش پتانسیل خوردگی، سرعت جریان خوردگی را کاهش می‌دهد. همچنین به عنوان یک ماده افزودنی در گریس‌های صنعتی، به عنوان یک محلول آبی در سیستم‌های خنک کننده حلقه بسته و در حالت مذاب به عنوان یک وسیله انتقال حرارت استفاده می‌شود. میزان تاثیر سدیم نیتریت به عنوان عامل ضدخوردگی به PH محیط بستگی دارد، طبق نتایج آزمایشگاهی بیشترین تاثیر این ماده در محیط‌هایی با PH= 9 بوده و با کاهش PH میزان اثر ضدخوردگی کاهش میابد.

• آیا منبع اصلی نیتریت دریافت شده توسط بدن، گوشت‌هایی است که مصرف می‌نماییم؟

خیر- سبزیجاتی مانند اسفناج حاوی 500 تا 1900 ppm نیترات سدیم می‌باشند و هنگام مصرف این محصولات از طریق دستگاه گوارش به نیتریت تبدیل می‌گردند. جالب است بدانید تنها کمتر از 5 درصد از نیتریتی که روزانه مصرف می‌نماییم از گوشت‌ها تامین می‌شود.

• آیا نیتریت سدیم پادزهر سیانور است؟

سیانید یکی از مواد شیمیایی خطرناک به حساب می‌آید که مصرف آن می‌تواند مسمومیت‌های جدی‌ای را پدید آورد و مرگ فرد را در پی داشته باشد. جالب است بدانید NaNO2 پادزهر سیانور می‌باشد. پادزهرهای سیانید هیدروکسوکوبولامین، سدیم نیتریت و تیوسولفات سدیم می‌باشند. تیوسولفات سدیم ممکن است در ترکیب با نیتریت سدیم یا هیدروکسوکوبولامین تجویز شود، یا ممکن است به تنهایی نیز به صورت داخل وریدی مورد استفاده قرار بگیرد. در صورت استفاده از این ماده به صورت وریدی در مدت زمان 12 دقیقه حدود 40 درصد متهموگلوبین آزاد می‌شود و می‌تواند سیانید را مهار نماید.

• آیا مصرف ترکیبات نیتریت‌دار می‌تواند موجب مسمومیت شود؟

مقدار مصرف 2 الی 9 گرم (2000-9000mg) می‌تواند موجب مسمومیت و تغییراتی در هموگلوبین و در نتیجه کبودی لب و پوست شود. مسمومیت با این ترکیب خیلی به ندرت از طریق مصرف غذا امکان پذیر خواهد بود. مسمومیت با این ترکیب می‌تواند بیشتر از مصرف آب‌های آلوده به کودهای نیتریت سدیم صورت پذیرد. در نتیجه میزان آب مصرفی حتما باید از نظر میزان نیتریت‌ها و نیترات‌ها مورد سنجش قرار بگیرد.

• آیا نیتریت سدیم سرطان‌زاست؟

ترکیب فوق می تواند سم بوتولیسم را از بین ببرد. با اینکه در سال 2006 خبرهایی مبنی بر سرطانزا بودن این ترکیب به گوش رسید اما مطالعات بعدی این دستاورد را مردود دانستند. با این حال همواره سازمان‌های بهداشتی افراد را به دوری از رژیم‌های سرشار از غذا‌های فراوری شده به دلیل وجود این ماده تشویق می‌نمایند.

نتیجه‌گیری

سدیم نیتریت در اصل یک نمک معدنی است که در حالت‌های کریستالی سفید رو به زرد و پودری به خود می‌گیرد. کاربرد‌های این ماده بی‌شماراند که بیشتر از خاصیت اکسید کنندگی آن ناشی می‌شوند. برای مثال از آن در تولید آفت‌کش‌ها، تولید رنگ و رنگدانه‌های جوهر و ... استفاده می‌شود. اما خاصیت عمده سدیم نیتریت در پخت و نگهداری گوشت و ماهی است. در این مقاله پس از این که توضیح دادیم سدیم نیتریت چیست و چه کاربردی دارد ، شرایط ایمنی و نگهداری از آن را نیز بررسی نمودیم.

احتمالا کلمات ساکارز، فروکتوز، گلوکز و لاکتوز به گوشتان خورده است و اصطلاحات آشنایی برایتان هستند. حتی ممکن است بدانید که تمام این مواد، نوعی قند هستند. اما این قندها با هم تفاوت‌هایی دارند. تفاوت آن‌ها چیست؟ و کدام یک برای بدن شما مفیدتر است؟ اثر هر یک بر روی بدن چیست؟ و... با ما همراه باشید تا به معرفی انواع قندها بپردازیم تا شما بدانید که تفاوت ساکارز، فروکتوز، گلوکز و لاکتوز چیست؟

گلوکز، تامین کننده انرژی

گلوکزها با فرمول شیمیایی C₆H₁₂O₆ منبع اصلی تامین انرژی بدن هستند. به عبارتی، سلول‌های بدن برای انجام عملکرد خود به این ماده نیاز دارند. گلوکز همان ماده‌ای است که هنگام صحبت کردن از قند خون به آن اشاره می‌کنیم. کربوهیدرات‌ها یکی از منابع اصلی تامین این ماده در بدن هستند. بدن ما کربوهیدرات را به واحدهای گلوکز تجزیه می‌کند. وقتی سطح گلوکز خون بالا می‌رود، سلول‌های لوزالمعده انسولین آزاد می‌کنند و به سلول‌ها سیگنال می‌دهند که گلوکز را از خون جذب کنند. عسل، غذاهای فرآوری شده، سس‌ها و... معمولا سبب افزایش گلوکز می‌شوند. این ماده، فراوان‌ترین مونوساکارید و یک کربوهیدرات است. گلوکز عمدتاً توسط گیاهان و بیشتر جلبک‌ها، در فرآیند فتوسنتز از آب و دی‌اکسید کربن، با استفاده از انرژی نور خورشید ساخته می‌شود و از آن برای ساخت سلولز در دیواره سلولی، فراوان‌ترین کربوهیدرات در جهان استفاده می‌شود. مونوساکاریدها از یک واحد قند تشکیل شده و بنابراین نمی‌تواند به ترکیبات ساده شکسته شوند. آن‌ها بلوک‌های ساخت کربوهیدرات هستند.

• نحوه اثرگذاری

گلوکز علاوه بر تحریک ترشح انسولین در لوزالمعده، منجر به ترشح دو هورمون لپتین و گرلین نیز می‌شود. لپتین سرکوب کننده اشتها و گرلین افزایش دهنده اشتهاست. مواد غذایی‌ای با شاخص قندخون پایین، مانند غلات و پروتئین‌ها و مواد غذایی با گلوکز کم، گرلین را کاهش می‌دهند و در نتیجه اشتها را تنظیم و حس سیری را متعادل می‌کنند.

• جذب و مصرف گلوکز

گلوکز در داخل پوشش روده کوچک جذب جریان خون شما می‌شود و سپس آن را به سلول‌های شما منتقل می‌کند. گلوکز قندخون را سریعتر از سایر قندها افزایش می‌دهد که باعث تحریک ترشح انسولین می‌شود. انسولین برای ورود گلوکز به سلول‌ها مورد نیاز است. هنگامی که گلوکز درون سلول‌های شما قرار می‌گیرد، بلافاصله برای ایجاد انرژی یا تبدیل به گلیکوژن برای ذخیره در عضلات یا کبد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدن میزان قندخون را کنترل می‌کند. وقتی قندخون کم می‌شود گلیکوژن به گلوکز تقسیم می‌شود و برای استفاده انرژی در خون شما آزاد می‌شود.

فروکتوز، قند میوه

فروکتوز با فرمول شیمیایی C₆H₁₂O₆ اما ساختار متفاوت با گلوکز، قند ساده‌ای است که به طور طبیعی در میوه، عسل، شربت و... وجود دارد. فروکتوز بسیار شیرین است و تقریبا 1.5 برابر از ساکارز یا همان شکر سفید شیرین‌تر است. فروکتوز در طول هضم مستقیما جذب جریان خون می‌شود و بر تولید انسولین یا سطح گلوکز خون تاثیری ندارد؛ در نتیجه، شاخص قندخون آن بسیار پایین است. از این چهار قند، فروکتوز دارای شیرین‌ترین طعم است اما حداقل تاثیر را بر قندخون شما می‌گذارد. در صنایع مختلف غذایی و دارویی به عنوان بهترین جایگزین ساکارز کاربرد دارد. 

• نحوه اثرگذاری

فروکتوز در کبد متابولیزه می‌شود و سطح قندخون پس از مصرف آن به سرعت بالا نمی‌رود. اگر بیش از حد فروکتوز بخورید، کبد نمی‌تواند آن را با سرعت کافی پردازش کند و در نتیجه، چربی‌هایی می‌سازد که به عنوان تری‌گلیسیرید ذخیره می‌شوند. مصرف زیاد فروکتوز ممکن است در استفاده بدن از انسولین و سرکوب گرلین اختلال ایجاد کند و منجر به افزایش اشتها شود. پیش از ادامه معرفی انواع قندها خوب است بدانید که بیماران دیابتی می‌توانند مقادیر متوسط ​​میوه و فروکتوز را استفاده کنند. پژوهش‌ها اثرات مضری را در نتیجه استفاده از فروکتوز اثبات نکرده‌اند.

• جذب و استفاده از فروکتوز

جذب فروکتوز مانند گلوکز است.سطوح قندخون را بطور تدریجی نسبت به گلوکز افزایش می‌دهد و به‌نظر نمی‌رسد که بلافاصله بر میزان انسولین تأثیر بگذارد. کبد شما باید فروکتوز را به گلوکز تبدیل کند تا بدن شما بتواند آن را برای انرژی استفاده کند پس در طولانی مدت ممکن است اثرات منفی داشته باشد. اگر فروکتوز بیشتر مصرف شود سپس کبد می‌تواند اضافه‌ی آن را به کلسترول و تری‌گلیسیرید تبدیل می‌کند. این ممکن است اثرات منفی بر سلامتی مانند چاقی، بیماری کبد چرب و کلسترول بالا داشته باشد.

ساکارز، قند نیشکر

در ادامه معرفی انواع قندها ساکارز با فرمول شیمیایی C12H22O11 همان قند متبلور شده از گیاه نیشکر است که در تمام آشپزخانه‌ها پیدا می‌شود. این نوع قند از 50 درصد گلوکز و 50 درصد فروکتوز تشکیل شده است. به دلیل اینکه این ماده حاوی گلوکز است، برای افراد دیابتی می‌تواند خطرناک باشد؛ پس بهتر است هنگام استفاده از آن دقت کنند. در صورتی که قصد خرید ساکارز را دارید حتما از فروشگاه سی سی ایراد با بهترین قیمت تهیه کنید.

• نحوه اثرگذاری

گوارش ساکارز در بدن با فعالیت آنزیم‌‌های موجود در بزاق دهان و آنزیم ساکاراز ترشح شده از سلول‌‌های پوششی روده باریک آغاز می ‌شود. خوب است بدانید که مصرف ساکارز که ترکیب دو قند گلوکز و فروکتوز است از مصرف گلوکز و فرکتوز به طور جداگانه، ضرر بیشتری دارد.

• جذب و استفاده از ساکارز

ساکاروز یک دی ساکارید است قبل از اینکه بدن شما بتواند از آن استفاده کند باید از بین برود. آنزیم‌ها در دهان شما بخشی از ساکاروز را به گلوکز و فروکتوز می‌شکنند و اسید در معده شما آن را کمی بیشتر می‌شکند. با این حال، اکثر هضم قند در روده کوچک اتفاق می‌افتد. آنزیم ساکاراز که توسط پوشش روده کوچک شما ساخته شده، ساکاروز را به گلوکز و فروکتوز تقسیم می‌کند. سپس آن‌ها به جریان خون شما وارد می‌شوند.
حضور گلوکز باعث افزایش مقدار فروکتوزی که جذب می‌شود و همچنین باعث آزاد شدن انسولین می‌شود. این به این معنی است که در مقایسه با زمانی که این نوع شکر به تنهایی خورده می‌شود فروکتوز بیشتری برای تولید چربی استفاده می‌شود.
بنابراین، خوردن فروکتوز و گلوکز هم ممکن است به سلامت شما بیشتر از خوردن آن‌ها به تنهایی آسیب برساند این ممکن است توضیح دهد که چرا قند اضافه شده مانند شربت ذرت با فروکتوز با مشکلات سلامتی مختلف مرتبط است.

لاکتوز، قند شیر

لاکتوز با فرمول شیمیایی C12H22O11 قند موجود در شیر است. لاکتوز یک دی‌ساکارید متشکل از واحدهای گلوکز و گالاکتوز است. این قند پس از تجزیه توسط آنزیمی به نام لاکتاز می‌تواند جذب خون شود. این قند، شاخص قند خون پایینی دارد. تجزیه آن بسیار آرام اتفاق می‌افتد و به جذب مواد معدنی‌ای مانند کلسیم، منیزیم و روی کمک می‌کند. شاید شنیده‌اید که برخی نسبت به شیر حساسیت دارند. بدن این افراد لاکتوز را نمی‌تواند تحمل کند. عدم تحمل لاکتوز منجر به اسهال، نفخ و علائم گوارشی دیگری می‌شود. در صورتی که قصد خرید لاکتوز را دارید، حتما از فروشگاه سی سی ایران تهیه کنید.

با توجه به توضیحاتی که درباره هر یک از انواع قند گفتیم،  یک نکته اساسی مهم درباره قندها میزان اثرگذاری آن‌ها بر سلامت بدن است. قندهایی که به طور طبیعی در مواد غذایی‌ای مانند میوه، سبزی و لبنیات وجود دارند از نظر نقششان بر سلامت بدن، با قند‌های اضافه شده که در طول تولید، فرآوری یا آماده‌سازی به غذاها و نوشیدنی‌ها اضافه می‌شوند بسیار متفاوت هستند.

نوشیدنی‌های قندی بزرگ‌ترین منبع قند مضر در رژیم غذایی هستند و پس از آن‌ها شیرینی‌ها و غلات در رده‌های بعدی قرار می‌گیرند. افرادی که از قندهای غیر طبیعی و مضر بیش از اندازه استفاده می‌کنند، در خطر ابتلا به دیابت نوع 2 و بیماری‌های قلبی عروقی هستند.

سوالات متداول

• آیا فروکتوز برای سلامتی مضر است؟

بدن شما فروکتوز را در کبد به گلوکز تبدیل می‌کند تا از انرژی آن استفاده کند. فروکتوز بار بیش از حد را روی کبد شما قرار می‌دهد که ممکن است به یک سری مشکلات متابولیکی منجر شود. از مضررات مصرف فروکتوز می‌توان به مقاومت به انسولین، دیابت نوع‌ 2، چاقی، بیماری کبد چرب و سندرم متابولیک اشاره کرد در یک مطالعه، افرادی که نوشیدنی‌های فروکتوز را نوشیدند افزایش 8.6٪ چربی شکم را داشتند و افرادی که نوشیدنی‌های شیرین گلوکز را مصرف کردند که این افزایش 4.8٪ بود. اگرچه تمام قند اضافه شده می‌تواند خطر ابتلا به دیابت نوع 2 و چاقی را افزایش دهد فروکتوز ممکن است بیشتر مضر باشد. علاوه بر این، فروکتوز هورمون گرسنگی گرلین را افزایش می‌دهد و ممکن است پس از خوردن غذا احساس سیری، کمتر شود.
از آنجا که فروکتوز در کبد شما مانند الکل متابولیزه می‌شود برخی شواهد نشان می‌دهد که ممکن است به طور مشابه اعتیادآور باشد چون مسیر پاداش در مغز شما فعال می‌شود که ممکن است منجر به افزایش ذخیره قند شود.

جمع‌بندی

ساکارز، فروکتوز، گلوکز و لاکتوز انواع قندها هستند که هر کدام در منابع خاص خود یافت می‌شوند. نحوه اثرگذاری این قندها بر روی بدن متفاوت است و هر یک از آن‌ها اثر منحصر به فردی دارد. ما در این مقاله سعی کردیم تا به معرفی انواع قندها بپردازیم و درباره ضرر آن‌ها و اینکه کدام یک برای بدن مفیدتر است توضیح دهیم. در پایان امیدواریم که با حذف قندهای مضر مانند قندهای افزوده موجود در نوشیدنی‌ها از جمله نوشابه به سلامت خود بیشتر اهمیت دهید.

یکی از عباراتی که احتمالا خیلی به گوشتان خورده است، نانو تکنولوژی است. نانو تکنولوژی به استفاده از مواد در ابعاد اتمی، مولکولی و فرامولکولی در حوزه‌های صنعتی گفته می‌شود. نانو تکنولوژی امروزه تاثیر بسیار زیادی روی صنایع گذاشته است و حتی برخی از صنایع به خصوص صنایع شیمی به لطف نانو تکنولوژی دچار تغییر و تحولات بسیار بزرگی شده‌اند. برای آشنایی بیشتر با نانو تکنولوژی در این مقاله درمورد اینکه تکنولوژی نانو چیست و چه کاربرهایی دارد، توضیح داده شده است.

نانو تکنولوژی چیست؟

تکنولوژی نانو در واقع یک شاخه از علم مهندسی و فناوری است که در مقیاس نانو انجام می‌شود که اندازه آن چیزی در حدود 1 تا 100 نانومتر است. ایده نانو تکنولوژی به شکل امروزی اولین بار با سخنرانی معروف ریچارد فاینمن با موضوع "آن پایین فضای بسیاری هست" شکل گرفت. ریچارد فاینمن در سخنرانی خود در نشست انجمن فیزیک آمریکا در موسسه فناوری کالیفرنیا در تاریخ 29 دسامبر 1959 برای اولین بار از واژه نانو تکنولوژی استفاده کرد. فاینمن در سخنرانی‌های خود توضیح داد که تغییر و کنترل مواد در سطح اتم و مولکول امکان دارد. 

فناوری نانو فرایند دستکاری مواد در مقیاس اتمی و تولید مواد و ابزار، به وسیله کنترل آن‌ها در سطح اتم‌ها و مولکول‌هاست. در واقع اگر همه مواد و سیستم‌ها ساختار زیربنایی خود را در مقیاس نانو ترتیب دهند؛ آنگاه تمام واکنش‌ها سریع‌تر و بهینه‌تر صورت می‌گیرد و توسعه پایدار پیش گرفته می‌شود. 

درمورد اینکه تکنولوژی نانو چیست باید گفت که این سخنرانی ریچارد فاینمن مقدمه‌ای برای آغاز پژوهش‌ها در این زمینه شد. حدود یک دهه بعد از این سخنرانی پروفسور نوریو تانیگوچی در کاوش‌های خود در حوزه نانو تکنولوژی توانست به ماشین کاری فوق دقیق (ultraprecision machining) دست یابد. بعد از آن نیز با گذشت سال‌ها با توسعه میکروسوپ‌های تونلی روبشی (scanning tunneling microscope)، امکان مشاهده اتم‌های منفرد فراهم شد که باعث شد تکنولوژی نانو به صورت امروزی پیشرفت کند.

درک نانومتر

برای اینکه بهتر متوجه شوید تکنولوژی نانو چیست ابتدا باید با مفهوم نانومتر آشنا شوید. تصور اینکه یک نانومتر چقدر می‌تواند کوچک باشد سخت است. یک نانومتر در واقع یک میلیاردیم متر است. برای اینکه بهتر یک نانومتر را درک کنید، به مثال‌های زیر توجه کنید:

• در هر یک اینچ 25 میلیون و 400 هزار نانومتر وجود دارد.
• یک ورق روزنامه حدود صد هزار نانومتر ضخامت دارد.

داشتن رفتاری متفاوت یا غیرمنتظره نانوتکنولوژی

• کاهش قابل توجه مقاومت ذرات در برابر الکتریسیته
• نقطه ذوب پایین‌تر
• واکنش شیمیایی سریع‌تر

کاربردهای نانو تکنولوژی

• وسایل و فرایندهای روزمره

لایه‌های شفاف نانو مقیاس روی عینک‌ها، نمایشگرهای کامپیوتر و دوربین‌ها، پنجره‌ها و دیگر سطوح می‌تواند به آن‌ها قابلیت‌هایی مختلفی از جمله ضد آب بودن، ضد انعکاس بودن، خود تمیز شوندگی، مقاومت در برابر اشعه‌های ماوراء بنفش و مادون قرمز، ضد بخار، ضد میکروبی، ضد خش و رسانای الکتریکی بودن اضافه کند.

 نانو تکنولوژی می‌تواند منجر به کاهش وزن خودرو‌ها، کامیون‌ها، هواپیماها، قایق‌ها و فضاپیماها شود. کاهش وزن می‌تواند منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در میزان سوخت مصرفی شود. همچنین استفاده از فناوری نانو در وسایل مختلف از چوب‌های بیسبال و راکت‌های تنیس گرفته تا قطعات خودرو و محفظه‌های برقی باعث می‌شود که ویژگی‌هایی همچون سبکی، مقاومت بالا و انعطاف پذیری به آن‌ها اضافه شود. برای مثال امروزه صفحاتی با ابعاد نانو از جنس کربن تولید می‌شوند که در وسایل نقلیه هوایی به کار برده می‌شوند.

مواد مهندسی شده نانو در محصولات خودرو باعث تولید محصولاتی با کیفیت بالا و ویژگی‌های منحصربه‌فرد شده است. برای مثال لاستیک‌هایی با مقاومت غلتشی کمتر، سنسورها و لوازم الکترونیکی با راندمان بالا، پنل‌های خورشیدی هوشمند در ابعاد بسیار کوچک با بازدهی بالا و اگزوزهای تمیزتر برخی از مزایای به کارگیری نانو تکنولوژی در صنعت خودرو هستند.

• صنعت تراشه

یکی از مهمترین کاربرد‌های تکنولوژی نانو در حوزه ساخت تراشه و ترازیستورهاست. ترانزیستور‌ها و تراشه‌هایی که تمامی محاسبات را انجام می‌دهند، از طریق فناوری نانو کوچک و کوچک‌تر می‌شوند. در آغاز این صنعت ترانزیستورهای معمولی ابعادی حدود 130 تا 250 نانومتر داشتند. بعد از آن با گذشت سال‌ها اینتل موفق به ساخت ترانزیستور 14 نانومتر شد. در سال بعد IBM اولین ترانزیستور 7 نانومتر دنیا و دوباره سال بعد نیز آزمایشگاه ملی لارنس برکلی نیز موفق به ساخت یک مدل از ترانزیستور یک نانومتری شد. هر چه اندازه ترانزیستور کوچک‌تر باشد، سریع‌تر و بهتر عمل می‌کند.

• صنعت شیمی

درباره اینکه تکنولوژی نانو چیست و چه ارتباطی با صنعت شیمی دارد باید گفت که نانو تکنولوژی و صنعت شیمی به یکدیگر بسیار وابسته هستند. صنایع شیمیایی طیف گسترده‌ای از نانو ذرات کاربردی را تولید می‌کنند. کاربرد نانو ذرات کاربردی را می‌توان در هر حوزه‌ای مشاهده کرد. از رنگ‌ها گرفته تا وسایل و موادی که در زندگی روزمره خود از آن‌ها استفاده می‌کنیم.

یکی دیگر از کاربردهای تکنولوژی نانو در کاتالیزورهای شیمیایی است. کاتالیزورها در علم شیمی برای سرعت بخشیدن به مدت زمان مورد نیاز برای انجام یک واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از تکنولوژی نانو در ساخت کاتالیزورها باعث تولید کاتالیزورهای با کیفیت و همچنین کاتالیزورهای ناهمگن جدیدی شده است.

علاوه بر این‌ها نانو تکنولوژی در صنایع شیمی کاربردهای دیگری نیز دارد که ما اثر آن‌ها را به صورت مستقیم نمی‌توانیم مشاهده کنیم. برای مثال غشاهایی که در فرآیند نانو مقیاس تولید می‌شوند، می‌توانند در فناوری‌های جذب کربن، نمک‌زدایی و تصفیه آب به کار برده شوند.

• پزشکی 

از نانو ذرات در پزشکی استفاده‌های زیادی می‌شود. مثلا از نانو ذرات طلا به عنوان درمان بالقوه سلول‌های سرطانی و یا ساخت واکسن‌هایی که بدون سوزن ماده مؤثره را به داخل بدن تزریق می‌کنند. یا تولید دستگاه ضربان سازی شده است که می‌تواند به جلوگیری از نارسایی‌های قلبی و افزایش طول عمر بیمارهای قلبی عروقی کمک کند. در مطالعاتی نشان داده شده که ضربان قلب و ریه‌ها، باعث ایجاد یک الگوی ریتمیک می‌شود. به این معنی که سرعت تنفس ما بر ضربان قلب ما تأثیر می‌گذارد. دستگاه‌های ضربان ساز سنتی ضربان قلب را در یک سرعت مشخص نگه می‌دارند؛ در حالی که قلب به صورت طبیعی این گونه کار نمی‌کند. دستگاه جدیدی که توسط دانشمندان ساخته شده است با ریه‌ها هماهنگ‌تر عمل می‌کند؛ خون را به صورت مؤثر پمپاژ و در مصرف انرژی عضله قلب صرفه‌جویی می‌کند.

• کشاورزی 

در کشاورزی با قرار دادن نانو ذرات نقره در مواد غذایی به عنوان یک عامل ضدباکتریایی می‌توان باعث افزایش طول عمر میوه‌ها و سبزیجات شد. این نانو ذرات بسیار کوچک‌تر از آن هستند که اثر مضری داشته باشند و یا طعم غذاها را تغییر دهند.

کاربردهای دیگر نانو تکنولوژی

• در پزشکی در زمینه‌های مختلفی مانند تولید نمونه داروهای معالج انواع بیماری‌ها و همچنین آسان کردن تشخیص بیماری‌های گوناگون توسط پزشکان حوزه‌های مختلف 
• بهبود فرایند مصرفیِ صنایع و منابع گوناگون طبیعی نظیر آب، خاک، باد، انواع انرژی‌ها و …
• صنایع تولید انواع محصولات ساختمانی
• صنعت نساجی و بافت انواع پارچه‌های با کیفیت
• صنعت ساخت و تولید انواع محصولات و تجهیزات ساختمانی
• صنعت تولید انواع شوینده‌ها
• صنعت نظام و حفظ امنیت ملی در راستای تولید انواع تجهیزات دفاعی و تهاجمی

وجود نانو در تمام صنایع فوق منجر به تولید محصولات و کالاهایی نظیر موارد زیر شده است:

• انواع لباس‌های آنتی باکتریال 
• تولید انواع سیمان و بتن با کیفیت عالی
• انواع عایق‌های ضد آب
• شیشه‌هایی با خاصیت‌های منحصر به فردی نظیر تمیز شوندگی سر خود، عایق آتش و حرارت، کنترل کننده‌ی انرژی و غیره 
• تولید آسفالت‌ با کیفیت‌ و با دوام بسیار طولانی‌
• لوله‌های با قابلیت مانع شدن از عبور انواع آلودگی‌ها
• انواع ربات حسگر که قادر به تشخیص حمله‌ی قلبی پیش از بروز آن می‌باشند.
• انواع روکش‌ها، کامپوزیت‌ها، سیم‌ها، سیالات، لیتوگرافی، ترانزیستورها، تصفیه کننده‌های آب و فاضلاب، انواع مواد نرم کننده، انواع پودرهای شست و شو، انواع مایع‌های شوینده و .... .

انواع نانو ذرات از لحاظ اندازه و ابعاد

نانو ذرات به بعدهای زیر تقسیم می‌شوند:

• نانوذره‌های صفر بعدی

نانوذره‌های صفر بعدی فاقد هیچ‌گونه بعد آزادی هستند. این ذره‌ها دارای ابعاد گوناگونی در شکل‌هایی مثل مکعبی، منشوری، کروی، بیضوی، ستونی و غیره هستند. این نوع از نانو در دو نوع خالص و یا ترکیبی تولید و بهره‌برداری می‌شود. از کاربردهای آن می‌توان به ضد خش کردن بدنه‌ی انواع اتومبیل‌، تولید لاستیک‌ با مقاومت به نسبت بالا، ساخت و تولید انواع داروها، تولید انواع محصولات الکترونیکی، نظامی و ... اشاره کرد.

• نانوذره‌های تک بعدی

این نانوذره از دو بعد در مقیاس نانو و یک بعد آزاد برخوردار است. کاربرد این نانو ذره بر اساس جنس و نسبت طول به قطر ذره‌ی مورد نظر طبقه‌بندی می‌شود. به عنوان مثال به علت داشتن خاصیت رسانش و هدایت جریان الکتریکی در ساخت و تولید انواع تجهیزات برقی بسیار کوچک مثل رایانه‌های پیشرفته‌ی کوچک، انواع لیزرهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• نانو ذرات دو بعدی

این نانو ذره دارای دو بعد آزاد و یک بعد در مقیاس نانو هستند. این نوع از نانو برای بهبود روند تولید انواع محصولات پوشش دهنده، نظیر انواع سلفون‌های بسته‌بندی مواد خوراکی، غذایی و … مناسب است. از این نانو ذرات هم به طور خالص هم به طور ترکیبی استفاده می‌شود.

• نانو ذرات سه بعدی

نانوذره‌های سه بعدی دارای سه بعد در مقیاس آزاد هستند. این گروه از نانو ذرات را می‌توان نانو کامپوزیت‌ها و مواد حجیم نانو ساختار نام برد که در موارد و زمینه‌های گوناگونی مورد استفاده‌ی انواع و اقسام صنعت‌ها قرار می‌گیرند.

محصول کلی فناوری نانو

به‌طور کلی کالای فناوری نانو شامل یکی از موارد زیر می‌شود:

1. نانوماده تولیدشده یا نانوماده مهندسی شده.
2. محصول میانی بهبود یافته با نانو یا پدیدار شده با نانو.
3. محصول نهایی بهبود یافته با نانو یا پدیدار شده با نانو.

نتیجه‌گیری

نانومتر در واقع یک میلیاردم یک متر است که ابعاد بسیار کوچکی دارد. نانو تکنولوژی نیز درست به همین موضوع اشاره دارد. تکنولوژی نانو در واقع به استفاده و ایجاد تغییر در مواد در ابعاد اتمی و مولکولی گفته می‌شود. امروزه نانو تکنولوژی به تمامی صنایع به خصوص صنایع شیمی و تراشه‌ها نفوذ کرده است و باعث ایجاد تحولات عظیمی شده است. به همین دلیل برای اینکه بهتر بدانید تکنولوژی نانو چیست، در این مقاله درمورد نانو تکنولوژی و کاربردهای آن در صنایع مختلف توضیح داده شد.

استفاده از طرح توجیهی برای مدیریت پروژه بسیار حائز اهمیت است. این طرح در اصل پایه‌ای است که طرح پروژه شما بر روی آن استوار می‌گردد؛ زیرا تجزیه و تحلیل امکان‌سنجی نشان می‌دهد که آن پروژه تا کجا ادامه دارد و تا کی دوام می‌آورد. در این مقاله پس از ذکر نکاتی درمورد این طرح، اهدافی را که در پی می‌گیرد و محاسباتی را که در آن صورت می‌پذیرد، بررسی می‌کنیم و سپس روش‌های برآورد اقتصادی را در طرح توجیهی توضیح می‌دهیم. در آخر نیز طرح‌های توجیهی تولید مواد شیمیایی را معرفی خواهیم کرد.

طرح توجیهی (امکان‌سنجی) به چه معناست؟

امکان‌سنجی، همان‌گونه که از نام آن مشخص است، در حقیقت به مجموعه مطالعات و محاسباتی گفته می‌شود که برای یک ایده انجام می‌شود تا در ابتدا آن ایده را شرح دهد و در مرحله بعد به بررسی عملی بودن آن طرح یا روش پروژه پیشنهادی اشاره دارد. در این طرح عوامل فنی، اقتصادی، قانونی، عملیاتی و حتی زمانی تجزیه و تحلیل می‌شوند. در طرح توجیهی شما با پرسیدن این پرسش کلی که :«آیا این پروژه امکان‌پذیر است؟» آینده طرح خود را پیش‌بینی می‌نمایید. برای مثال از خود می‌پرسید که آیا فناوری لازم را برای آن چه که پیشنهاد داده‌اید، در اختیار دارید؟ آیا افراد، ابزار و منابع شما برای این پروژه کافی هستند؟ آیا این پروژه ROI مورد انتظار شما را به دست می‌آورد؟

زمانی که یک ایده در ذهن ما می‌آید، خام است و قابلیت اجرا ندارد مگر این که بررسی شود و از قابل انجام بودن آن مطمئن شویم. پس طرح توجیهی را تهیه می‌کنیم تا با دید درست‌تری به سراغ انجام کاری که می‌خواهیم رویم و تمام جوانب کار را در نظر بگیریم و همچنین افراد دیگر همانند بانک‌ها، سرمایه‌گذاران، سازمان‌های نظارتی همانند محیط‌زیست و … را با ایده خود به شکل کامل آشنا کنیم.

در طرح توجیهی چه اهدافی دنبال می‌شوند؟

هدف اصلی طرح توجیهی این است که پروژه‌ها بررسی شوند تا اطلاعات کافی درمورد این که پروژه برای ادامه یا لغو به چه میزان قابلیت‌های فنی و مالی مجهز است، گردآوری شود و در اختیار کارفرما قرار گیرد. این طرح باید جامع باشد و هرچیزی که در پیش برد پروژه موثر است باید مورد مطالعه قرار گرفته تا نقاط قوت و ضعف آن‌ها مشخص شود.

با روش‌های مختلفی می‌توان این بررسی‌ها را انجام داد. مثلا می‌توان آزمون پیاپی انجام داد یعنی بکارگیری یک دور از اطلاعات و مقایسه آن با استانداردهای روز. ابزار این روش استفاده از راه‌حل‌های جایگزین برنامه‌های مربوط به ساخت، طراحی و تولید، احداث، تشکیلات سازمانی متناسب با سرمایه در دسترس می باشد تا هماهنگی‌های پروژه صورت گیرد. داده‌هایی که از این مطالعات بدست می‌آید، به ما برای این که بتوانیم روش‌های درست فعالیتمان را دریابیم و در همان راستا پیش رویم بسیار مفید است.

در امکان‌سنجی نیازهای مختلف پروژه را شناسایی و تاثیرات بالقوه آن نیازها را بر روند پروژه مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. اهداف طرح توجیهی این موارد را شامل می‌شود:

• محدوده پروژه
• زمان‌بندی اولیه پروژه
• بودجه اولیه پروژه
• معیارهای کیفی ویژه‌ای که با ویژگی‌های محصولات قابل تحویل مطابقت دارند
• الزامات طراحی
• الزامات نظارتی
• خطرات بالقوه پروژه
• ملاحظات زیست محیطی
• الزامات لجستیکی

به‌طور کلی فواید یک طرح توجیهی عبارتند از:

• داشتن یک دیدگاه و چشم‌اندازه قابل اتکا در مورد ایده و سرمایه پروژه
• ارزیابی تمامی جنبه‌های تصمیمات اقتصادی
• گرفتن وام
• گرفتن مجوزهای مختلف
• تهیه زمین مورد نیاز از منابع طبیعی
• مطالعه مالی جامع یک پروژه
• مشخص کردن تعداد سال بازگشت سرمایه و میزان سود پروژه
• آشنایی با ابزارها و وسایل و ساختمان‌ها
• قیمت دقیق تجهیزات
• حرکت در راستای توسعه طرح‌های سرمایه‌گذاری
•  استفاده از دانش فنی کارآمد و تکنولوژی سطح بالا
•  کمک به ایجاد اشتغال و جذب نیروهای کار متعهد
•  بهره گیری بهتر از امکانات و ظرفیت‌های موجود، انجام پروژه‌ها با بهترین کیفیت و در کوتاه‌ترین زمان

هر طرح توجیهی شامل سه بخش اصلی بازار، فنی و مالی است که در هر بخش آن اطلاعات پروژه جمع‌آوری، محاسبه و نوشته می‌شود.

بخش بازار: بخش بازار محصول را از نظر شرایط موجود در بازار بررسی کرده و آمار تولید محصول تا چند سال آخر و پیش‌بینی میزان ظرفیت بازار را در شهر، کشور یا منطقه مورد نظر مشخص می‌کند.

بخش فنی: این بخش مربوط به روش تولید محصول، ماشین‌آلات و تجهیزات مورد نیاز، فضای مورد نیاز، نیروی کار و موارد مشابه می‌باشد.

بخش مالی: بخش مالی یک طرح توجیهی شامل کل هزینه‌ها و درآمدها و توجیه‌پذیری و سود و زیان یک پروژه در یک چارچوب خاص است که معمولا مد نظر سرمایه‌گذاران حقیقی و حقوقی می‌باشد.

طرح توجیهی در چه حوزه‌هایی کاربرد دارد؟

در پروژه‌هایی مانند:

• راه‌اندازی کارخانه‌های صنعتی
• راه‌اندازی کسب و کار‌های خدماتی
• انجام پروژ‌های کوتاه مدت مانند پروژه‌های عمرانی
• تصمیم‌گیری و انتخاب بین گزینه‌های مختلف سرمایه‌گذاری

 منابع مورد نیاز برای طرح

1. منابع مورد نیاز برای اجرای طرح: سرمایه ثابت
2. منابع مورد نیاز برای دورۀ بهره‌برداری: سرمایه در گردش
3. منابع متفرقه: هزینه‌های پیش‌بینی‌ نشده

در طرح توجیهی چه محاسباتی انجام می‌شود؟

در طرح‌های توجیهی انجام برخی از محاسبات الزامی هستند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم. برخی از این محاسبات عبارت‌اند از:

• هزینه‌ها

طرحی دقیق است که تمام هزینه‌های به دست آمده را اعم از هزینه‌های قانونی، هزینه‌های حمل و نقل، حق تمبر، هزینه‌های خرید زمین و ...، در نظر بگیرد. در واقع شما باید تمام بودجه و منابعی را که برای ایجاد و توسعه پروژه جدید نیاز دارید، تخمین بزنید.

• هزینه‌های تامین مالی

تمام کسانی که پروژه جدیدی را آغاز کرده‌اند و می‌خواهند پیشرفت کنند، طبیعی است که پول زیادی در اختیار نداشته باشند. هزینه‌های تامین مالی چه از راه وام تامین شوند و چه از راه‌های دیگر لازم است به طور واضح در طرح‌های توجیهی قید شوند. همچنین شما باید هزینه‌های کارگزاری و قانونی را در نظر گرفته بگیرید. همچنین نرخ‌های بهره را محاسبه و اعداد آن را به طور کامل و دقیق در طرح خود وارد کنید.

• هزینه‌های ساخت و ساز

برای برآورد هزینه‌های ساخت و ساز، پیمانکاران هستند که نظرات خود را مطرح می‌کنند. برخی از پیمانکاران بر اساس هر منطقه و به صورت کاملا جزئی این کار را انجام می‌دهند؛ در حالی که برخی دیگر هزینه‌های کل پروژه را تخمین می‌زنند. ما به شما پیشنهاد می‌کنیم که هزینه‌های هر متر مربع را به طور مجزا حساب کنید؛ زیرا ارقامی که به دست می‌آید به ارقام واقعی نزدیکتراند.

• محاسبه دوره بازگشت سرمایه

دوره بازگشت سرمایه، زمان لازم برای جبران هزینه‌های سرمایه‌گذاری با جریان نقدی ورودی و تعداد سال‌های لازم برای دریافت هزینه سرمایه‌گذاری است. برای مثال، اگر پنج سال برای جبران هزینه سرمایه‌گذاری طول بکشد، دوره بازگشت سرمایه پنج سال است. مطلوبیت یک سرمایه‌گزاری به دوره بازگشت سرمایه آن بستگی دارد. دوره‌های کوتاه‌تر به معنای سرمایه‌گذاری‌های جذابتر است. به عنوان مثال، یک سرمایه‌گذاری 2000 دلاری در ابتدای سال اول که 1500 دلار پس از سال اول و 500 دلار در پایان سال دوم به دست می‌آورد، یک دوره بازپرداخت دو ساله است.

فرمول محاسبه دوره بازگشت سرمایه: جریان نقدی هرسال/سرمایه‌گذاری اولیه =دوره بازگشت سرمایه

• تجزیه و تحلیل مالی طرح توجيهی

هدف از تجزیه و تحلیل مالی طرح در گزارشات توجیهی، دست‌یابی به شاخص‌های مالی و اقتصادی جهت حصول تصمیم مقتضی است. در این بخش از گزارش با استفاده از هزینه‌های سرمایه‌گذاری، هزینه‌های تولید، درآمد سالیانه پیش‌بینی شده برای طرح و سایر مبانی و مفروضات مورد نیاز جهت انجام محاسبات، صورت حساب سود و زیان، صورت گردش وجوه نقد، ترازنامه پیش‌بینی شده و سایر جداول مالی و اقتصادی که جهت محاسبه شاخص‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد تهیه و تنظیم می‌گردد. در این مرحله لازم است وضعیت درآمد و هزینه در هر سال و ترکیب سرمایۀ موردنیاز تعیین گردد و درصورتی‌که مشکلی وجود نداشت، جریان نقدینگی طی سال‌های مختلف بررسی شود. اقداماتی که در خصوص تخمین سرمایه و هزینه در تجزیه‌ و تحلیل فنی انجام گرفت، در این مرحله به‌دقت بررسی قرار می‌گیرد. تحلیل طرح در شرایط عملیاتی، انجام تحلیل حساسیت و تحلیل ریسک همگی در این مرحله مالی انجام می‌گیرد.

برآورد اقتصادی در این طرح‌ها با چه روش‌هایی صورت می‌گیرد؟

برآورد اقتصادی در طرح توجیهی اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا بدون در نظر گرفتن آن احتمال شکست پروژه بالا می‌رود و می‌توان محاسبات مربوط به طرح‌های توجیهی را با استفاده از نرم .افزار کامفار انجام داد. در ادامه روش‌هایی را ذکر می‌کنیم که به کمک آن‌ها می‌توانید برآورد اقتصادی طرح‌های توجیهی را به بهترین شیوه انجام دهید

• پیش‌بینی درآمد

اولین قدم برای پیش‌بینی میزان بازده این است که دریابید پروژه برای سازمان مفید و سودآور خواهد بود یا خیر. برای این کار باید هزینه‌های مورد نیاز را به طور کامل برآورد کنید. در این حالت بهتر است که بازاری را که در آن فعالیت می‌کنید، دقیق و عمیق ارزیابی کنید.

• پیش‌بینی هزینه و سرمایه‌گذاری‌ها

پس از این که پروژه از نظر سوددهی تایید شد، نوبت به این می‌رسد که بررسی کنید به چه سرمایه‌گذاری‌هایی نیاز دارید. این نکته را نیز به خاطر داشته باشید که برای شروع هر فعالیت تازه‌ای باید هزینه‌های نیروی کار، خرید تجهیزات، ابزارهای تکنولوژی و ... را به خوبی برآورد کنید.

• پیش‌بینی جریان نقدی

یکی‌دیگر از روش‌های برآورد اقتصادی در امکان‌سنجی پیش‌بینی جریان نقدی است که ورودی و خروجی روزانه پول را در کسب و کار در بر می‌گیرد. بنابراین پیش‌بینی جریان نقدی را ابزاری مهم و اساسی برای انجام مدیریت مالی می‌دانند.

• نرم‌افزار کامفار (comfar) در محاسبات طرح‌های توجیهی فنی اقتصادی

نرم‌افزار کامفار، نرم‌افزار محاسباتی طرح‌های توجیهی است. این نرم‌افزار توسط سازمان توسعه صنعتي سازمان ملل متحد يونيدو برای محاسبات طرح تهیه شده است. از خصوصیات مهم این نرم‌افزار وجود فرم‌ها و جداولی است که اطلاعات آن باید تکمیل شود. محاسبات و جداول به صورت ریز و دقیق با فرمول‌های اقتصادی و مهندسی تعریف شده است.

طرح‌های توجیهی در زمینه تولید مواد اولیه شیمیایی

امکان‌سنجی تولید مواد اولیه شیمیایی به سه بخش عمده تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:

1. مطالعات بازار
2. مطالعات فنی
3. مطالعات اقتصادی

در بخش نخست طرح توجیهی تولید مواد اولیه شیمیایی، منطقه‌ای که قرار است پروژه در آن راه‌اندازی شود با دقت مورد بررسی قرار می‌گیرد. تعیین ظرفیت قابل کسب از بازار هدف تعیین شده به منظور تعیین برنامه تولید محصول که از طریق مطالعه عرضه و تقاضای محصول در بازار هدف و پیش‌بینی آن در سال‌های آتی انجام خواهد شد. در بخش دوم توجیه‌پذیر بودن پروژه از نظر فنی تجزیه و تحلیل می‌شود. مطالعات اقتصادی نیز بیان می‌کند که در هر پروژه ضروری است که سودآوری آن را با توجه به هزینه‌های ثابت و متغیر بررسی نمایید.

مواردی که باید برای این کار انجام شود:

• معرفی محصول طرح توجیهی
• معرفي كاربردهاي محصول طرح توجیهی
• بررسي سابقه مصرف محصول طرح توجیهی
• بازار هدف طرح توجیهی

جمع‌بندی

زمانی که شما پرونده تجاری یک پروژه را می‌بندید، زمان آن فرا می‌رسد که به انجام طرح توجیهی بپردازید. انجام این طرح باعث می‌شود که بتوانید پیش‌بینی بهتری از روند پروژه و میزان بازدهی آن داشته باشید. به وسیله آن می‌توانید اهدافی را دنبال کنید که در نهایت موفقیت در آن پروژه را برای شما به ارمغان می‌آورند. در این مقاله درمورد تمام نکات مرتبط با طرح توجیهی توضیحاتی ارائه شده است.

ذغال سنگ، سنگی رسوبی و قابل احتراق است و یکی از منابع انرژی‌زا و از مهمترین سوخت‌های فسیلی است که از مواد آلی در نبود هوا و در دمای بالای 300 درجه سانتی‌گراد تولید می‌شود. رنگ آن معمولا سیاه و قهوه‌ای است و حاوی مقادیر زیادی کربن و هیدروکربن است. ذغال سنگ را در دسته سوخت‌های تجدیدناپذیر قرار می‌دهند. زیرا تشکیل آن میلیون‌ها سال طول می‌کشد. این سنگ حاوی انرژی ذخیره شده توسط گیاهانی است که صدها میلیون سال پیش در جنگل‌های باتلاقی زندگی می‌کرده‌اند. شکل‌گیری ذغال سنگ حدود 300 میلیون سال پیش آغاز شده است. حدود 40 درصد از برق در سراسر دنیا از طریق سوختن آن تولید می‌شود و در تولید فولاد، سیمان و سایر فعالیت‌های صنعتی نیز نقش مهمی دارد. تولید ذغال با روش‌های گوناگونی صورت می‌گیرد. برخی از این روش‌ها خام هستند و عملکرد و کیفیت ذغال چوب تولیدییِشان بسیار پایین است. ذغال سنگ خوب دارای ویژه‌گی‌هایی همچون: درصد کالری بالا، خاکستر باقیمانده کم و میزان گوگرد حداقل می‌باشد. در این مقاله قصد داریم نحوه تولید ذغال و مواد اولیه مورد نیاز را با شیوه‌های گوناگون تولید آن بررسی نماییم و انواع ذغال را از جهات گوناگون معرفی کنیم.

انواع ذغال

ذغال‌ها را از نظر رتبه به چهار دسته کلی تقسیم می‌کنند. منظور از رتبه در اینجا مراحل فرایند آهسته و طبیعی است که به آن ذغال‌سازی گفته می‌شود و بر اساس نوع و مقدار کربن و انرژی حرارتی که بر اثر سوختن آزاد می‌شود انجام گرفته است. درجه سختی نیز به میزان فشار  و درجه حرارتی بستگی دارد که در طول سال‌ها به گیاهان اعمال شده است. ذغال‌سازی طبیعی به این صورت است که با گذشت زمان و بر اثر سیل گیاهانی مثل خزه‌ها و جلبک در درون گل و لای دفن و فشرده شدند و هرچه این گیاه‌ها بیشتر دفن می‌شدند، تحت دما و فشار بیشتری قرار می‌گرفتند و این باعث می‌شد گل و آب اسیدی مانع از تماس گیاه با اکسیژن شوند، در نتیجه گیاه با سرعت کمتری تجزیه شده و می‌تواند بیشتر کربن خود را حفظ کند. در طی سال‌ها باتلاقی از این گیاهان دفن شده درست شد که به آن ذغال‌سنگ نارس گفته می‌شود. ذغال‌سنگ نارس منبعی غنی از ترکیبات کربنی است که می‌تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.

در این فرایند مواد گیاهی مدفون به موادی متراکم‌تر، خشک‌تر، غنی‌تر و سخت‌تر از کربن تبدیل می‌شوند. این چهار رتبه عبارت‌اند از:

1. آنتراسیت

آنتراسیت بالاترین رتبه ذغال‌سنگ است و در بین انواع ذغال‌سنگ بیشترین مقدار ارزش حرارتی را دارد. بسیار سخت، شکننده و به رنگ سیاه براق است و آن را با نام ذغال‌سنگ سخت می‌شناسند. در این نوع ذغال سنگ درصد کربن ثابت بسیار بالا و حدودا 86% تا 97% است و درصد مواد فرار آن پایین است.

کاربرد آنتراسیت معمولا در صنایع مربوط به فلزات می‌باشد. میزان ذخایر این ماده در سطح جهان کمتر از 1% کل ذخایر ذغال سنگ است.

یکی از دلایل ارجحیت آنتراسیت بر سایر ذغال‌سنگ‌ها این است که این نوع، تمیزترین آن‌ها در نظر گرفته می‌شود. به‌عنوان مثال، با سوزاندن آن گازهای سمی کمتری در مقایسه با سایر انواع ذغال‌سنگ ها آزاد می‌گردد. آنتراسیت بسیار دشوار شروع به مشتعل شدن می‌کند و آتش آن آبی رنگ است و دود ناچیزی تولید می‌کند.

کاربردهای آنتراسیت:

• سیستم‌های گرمایشی
• ذوب کردن فولاد
• لوکوموتیو
• سیستم‌های تصفیه آب

2. قیری

ذغال سنگ قیری از ذغال‌سنگ فشرده تشکیل شده است و سنگی متراکم و رسوبی است.

این ذغال‌سنگ به عنوان بزرگترین گروه شناخته می‌شود و طیف وسیعی از ذغال‌ها را که دارای 46 تا 86 درصد جرمی کربن ثابت و 20 تا 40 درصد ماده‌ی فرار است، شامل می‌شود. در میان رتبه‌های انواع ذغال، ذغال قیری بین ذغال‌های آنتراسیت و زیرقیری قرار می‌گیرد. نام آن از کلمه‌ی قیر گرفته می‌شود که همان ماده‌ی آسفالتی است که در تقطیر برخی از سوخت‌ها بدست می‌آید. ارزش گرمایی آن در محدوده‌ی kj.kg-125600 تا بیش ازkj.kg-1 32600 قرار دارد. این ذغال‌سنگ اگر به صورت پودر باشد به آسانی می‌سوزد. رنگ آن معمولاً سیاه  و یا گاهی قهوه‌ای تیره است. ارزش حرارتی (Btu) این نوع ذغال سنگ بسیار بالاست و در ایالات متحده در صنایعی مانند برق و فولاد کاربرد دارد. همچنین در ساخت بریکت‌ها نیز کاربرد زیادی دارد. قیمت این ذغال مقرون به صرفه است و به عنوان سوخت صنعتی به کار برده می‌شود. این ذغال‌سنگ هنگام سوختن از خود دود و بوی نامطبوع زیادی اتشاع می‌کند. به همین دلیل برای مصارف خانگی توصیه نمی‌شود.ذغال سنگ قیری در اصل بلوکی است که در وهله اول ممکن است براق و صاف به نظر برسد؛ اما پس از لحظاتی متوجه خواهید شد که لایه لایه است و لایه‌های آن نازک، تو در تو، براق و کدر هستند. این ذغال‌سنگ در طی زمان تغییر شکل یافته و به ذغال سخت تغییر شکل می‌دهد.

3. زیرقیری

ذغال‌سنگ زیرقیری معمولاً حاوی ۳۵٪ تا ۴۵٪ کربن است و ارزش گرمایشی کمتری نسبت به ذغال‌سنگ قیر دارد. این ذغال‌سنگ در ایالات متحده حداقل ۱۰۰ میلیون سال قدمت دارد. رنگ این ذغال سنگ، سیاه و برخلاف ذغال آنتراسیت مات است. مقدار گرما در آن کم تا متوسط است و از آن اغلب برای تولید برق استفاده می‌شود.

4. قهوه‌ای (لیگنیت)

در رتبه‌بندی ذغال، ذغال قهوه‌ای در پایین‌ترین رتبه قرار می‌گیرد؛ زیرا کمترین غلظت کربن در آن مشاهده می‌شود. ارزش گرمایی ذغال قهوه‌ای کم و رطوبت آن بالاست. رنگ آن همانطور که از نامش پیداست، قهوه‌ای یا قهوه‌ای مایل به سیاه است. درصد ذغال شدگی این ذغال سنگ، چیزی بین ذغال نارس و ذغال بیتومینه است. این ذغال‌سنگ ذخیره ته‌نشینی از سنگواره‌های جامد، کربنی و سیاه و آتش‌گیر است. قدرت حرارتی آن کمتر از B.T.U 8300 است. این ذغال‌سنگ نسبت به بقیه ذغال‌سنگ‌ها، در دسترس‌تر است. این ذغال، نرم و جوان و نزدیک به سطح زمین است. برای استخراج آن نیاز به حفاری‌های زیرزمینی و زدن تونل نیست و نگرانی از بابت خطر تجمع متان و مونوکسید کربن وجود ندارد. از این ذغال نیز در تولید برق و همچنین در گلخانه‌ها استفاده می‌کنند. البته باید به این نکته توجه داشت که انتشار گازهای گلخانه‌ای به آن لطمه وارد می‌کند.

روش‌های تولید ذغال

در این بخش قصد داریم نحوه تولید ذغال را به همراه سه روش از معمول‌ترین روش‌های آن توضیح دهیم. روش‌های مختلف تولید ذغال از این قبیل‌اند:

• کوره‌های خاکی

ساده‌ترین فناوری تولید ذغال، کوره‌های گودال زمین هستند. این روش یکی از روش‌های سنتی ساخت ذغال در سراسر جهان است و مواد تشکیل دهنده  آن خشت و گل می‌باشد. در این روش چوب را در یک گودال می‎‌‌چینند، از لایه‌ای چمن و خاک برای بستن آن استفاده می‌کنند و چوب را در قسمتی از آن شعله‌ور می‌کنند تا فرایند کربن سازی آغاز شود و پس از گذشت مدتی که چوب‌ها به ذغال تبدیل شدند، ذغال‌ها را جمع‌آوری می‌کنند. این کوره‌ها معمولا اندازه بسیار بزرگی دارند و در این کوره‌های بزرگ می‌توان از چوب‌های بسیار بزرگ استفاده کرد. البته آن‌ها در اندازه‌های کوچک نیز عرضه شده‌اند. این کوره‌های کوچکتر برای خانه‌ها انتخاب مناسبی هستند. برای ساخت این کوره‌ها می‌توان باکس‌های مستطیل یا مربع شکل به جای چاه و گودی نیز ایجاد نمود.

استفاده از این نوع کوره دارای مزایا و معایبی به شرح زیر است.

مزایای کوره‌های خاکی

• کیفیت بالای ذغال‌هایی که از این طریق به دست می‌آیند
• بدون دود بودن
• داشتن بوی بسیار خوب
• عدم به وجود آمدن سردرد در هنگام استفاده از آن
• هزینه‌های بسیار پایین
• نبود نیاز به انرژی برق

معایب کوره‌های خاکی

• آلودگی محیط‌زیست
• سیستم تهویه نامناسب
• میزان ذغالی که از این کوره به دست می‌آید یک چهارم مقدار چوبی است که در داخل آن ریخته شده است و این میزان ذغال به دست آمده در مقایسه با کوره‌های مدرن‌تر کم می‌باشد
• در خطر بودن و یا امکان آسیب رسیدن به افراد
• عدم بهداشتی بودن

• کوره‌های آجرپزی

کوره‌های آجرپزی یکی‌دیگر از روش‌های مفید و موثر برای تولید ذغال است. بازدهی این روش تا 30 درصد نیز می‌رسد. این روش برای تولید ذغال به صورت نیمه صنعتی گزینه مناسبی است. همچنین این کوره‌ها را می‌توان به جای آجر از بتن ساخت. کوره‌های آجرپزی در انواع مختلفی در جهان یافت می‌شوند. معروف‌ترین و بهترین آن‌ها کوره پرتقال_آرژانتینی و کوره کندوی برزیلی است. کوره پرتقال_آرژانتینی تماما از آجر و گل ساخته شده، چرخه کربن‌سازی آن بسیار سریعتر است و 13 تا 14 روز زمان می‌برد. کوره کندوی برزیلی سقف گنبدی دارد و جنس آن آجر معمولی است.

• روش‌های نوین

در این روش‌ها از کوره‌های فولادی بهره می‌برند. تفاوت عمده‌ای که این کوره‌ها با کوره‌های دیگر دارند، در قابلیت کربن کردن چوب‌ها، حتی چوب‌های بی‌کیفیت خلاصه می‌شود. همچنین این کوره‌ها قابل حمل هستند. البته درمورد نحوه تولید ذغال به وسیله کوره‌های فولادی این نکته را نیز در نظر داشته باشید که آن‌ها برای تولید ذغال در حجم بالا مناسب نیستند و خروجی سالانه آن‌ها تنها حدود 100 تا 150 تن ذغال چوب است. بازدهی آن‌ها نیز در بهترین حالت 27 تا 35 درصد است.

کوره ذغال‌های صنعتی انواع مختلفی دارند. برخی از آن‌ها چند منظوره هستند و می‌توانند چندین نوع ذغال را تولید کنند. نحوه کار تقریبا تمام کوره‌های صنعتی به شکل تمام اتوماتیک است و در مدت زمان کوتاهی حجم بالایی ذغال تولید می‌کنند. آن‌ها بر اساس منبع انرژی یا همان منبع سوخت دسته‌بندی می‌شوند. کوره‌های صنعتی انرژی خود را از منابع برق، گاز و یا نفت تامین می‌کنند. کوره ذغال‌های صنعتی بر اساس نوع و ساختار دستگاه نیز طبقه‌بندی می‌شوند. این طبقه‌بندی نیز بر سه دسته است که شامل کوره‌های جداره‌ای، کوره‌های ذغال چند منظوره و کوره‌های ذغال کومپیند می‌شوند.

•  کوره جداره‌ای

دستگاه کوره جداره ‌ای (Reverberatory Furnace) یا همچنین به عنوان کوره دارای جداره شناخته می‌شود. این نوع کوره‌ها، در طراحی و ساخت خود از مواد جداره (معمولاً آجر آتش ‌سنگ) برای حفظ و محافظت از دیواره داخلی کوره استفاده می‌کنند. دستگاه کوره جداره‌ای از مواد با خصوصیات حرارتی بالا تشکیل شده است که قادر به تحمل درجه حرارت‌های بسیار بالا تا چند هزار درجه سانتی‌گراد می‌باشند. اصلی‌ترین وظیفه جداره کوره، محافظت از دیواره داخلی کوره در مقابل حرارت، فشار، خوردگی و سایر آسیب‌های ناشی از فرایند سوختن و احتراق مواد درون کوره است.

• کوره ذغال چند منظوره

یکی از مهمترین انواع آن، کوره جی پلاس است که نحوه کار در این کوره به این گونه است که گرما در یک اتاقک که برای این نوع کوره در نظر گرفته شده است جمع شده و انرژی و دمای بالایی که در آن جمع شده است بیرون نمی‌رود. در اثر این فشار ذغال‌ها در بهترین شکل ممکن و بدون شکستگی در قالب تعیین شده آماده می‌شوند و آماده فروش می‌شوند. چون در این کوره‌ها اتاقک‌های مخصوص وجود دارد، در شکل ذغال‌ها مشکلی به وجود نمی‌آید.

• کوره کومپیند

نحوه کار در این کوره ذغال به این صورت است که برای ساخت ذغال از خاک اره استفاده می‌شود. هنگامی که فرآیند تولید زغال شروع می‌شود، با گذشت زمان و افزایش دمای داخل کوره کومپیند شاهد این موضوع خواهیم بود که در داخل کوره و در نقاط مختلف آن به هیچ عنوان اختلاف دما وجود ندارد. در فرآیند تولید ذغال در کوره کومپیند گازگیری به صورت کامل انجام می‌شود و این مورد از ایجاد سردرد جلوگیری می‌کند.

مواد اولیه شیمیایی و ارگانیک مورد نیاز در تولید ذغال

خاک اره، پوسته برنج، پوسته بذر، پوسته نارگیل، بامبو، پوست گردو، شاخه‌ها، پوست، تنه، بقایای شراب، بقایای سرکه، پوسته بادام زمینی ، پسماندهای زباله انگور، بادام، پسته، ضایعات چوب کارخانه‌های مبل سازی و سایر وسایل چوبی و انواع چوب‌های سخت دیگر از مواد اولیه در ذغال‌سنگ‌هایی که به روش مدرن ساخته می‌شوند، محسوب می‌شوند. ذغال سنتی نیز بیشتر از مواد چوبی مانند کاج اروپایی و توس تشکیل می‌شود. در حال حاضر ذغال‌های مدرن با استقبال بیشتر مردم رو به رو شده‌اند؛ زیرا مواد اولیه بیشتری دارند و نرخ کربن در آن‌ها بسیار بالاست.

جمع‌بندی

ذغال یکی از مواد آلی است که در صنایع گوناگون کاربرد دارد؛ برای مثال از آن برای تولید برق و یا فولاد بهره می‌برند. ذغال‌ها انواع مختلفی دارند که بر اساس رتبه‌هایشان به چهار نوع آنتراسیت، قیری، زیرقیری و قهوه‌ای تقسیم می‌شوند. در این مقاله پس از توضیح درمورد هر یک از آن‌ها، سعی کردیم نحوه تولید ذغال را با روش‌های مختلفی که صورت می‌گیرد، بررسی نماییم. در انتهای مقاله نیز مواد اولیه ارگانیک و شیمیایی استفاده شده در هر یک از این روش‌ها را نیز نام بردیم.

ماشین آلات صنعتی و تجاری نیاز به سرویس و تعمیر مداوم دارند تا بتوانند بهترین بازدهی را داشته باشند و در دراز مدت نیز برای آن‌ها مشکلی پیش نیاید. به همین دلیل، دیگ‌های بخاری که به صورت تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند نیز نیاز به سرویس و تعمیر مداوم از جمله رسوب‌زدایی دارند. رسوب‌زدایی در دیگ‌های بخار می‌تواند کارایی آن‌ها را بهبود ببخشد و آسیب‌های ناشی از حرارت بالا را کاهش دهد و طول عمر دیگ بخار را افزایش دهد. در این مقاله در مورد تمامی نکات مهم درباره رسوب‌زدایی از دیگ بخار توضیح داده شده است.

دیگ بخار چیست؟

دیگ بخار یا بویلر یک مخزن بسته استوانه‌ای شکل به صورت عمودی یا افقی و مجموعه‌ای از لوله‌هاست که گرما را به بخار یا آب منتقل می‌کند و پس از آن، بخار یا آب داغ تولید شده در دیگ بخار فشرده می‌شود و برای کاربردهایی مانند گرمایش از آن استفاده می‌شود. این فرایند به انرژی و حرارت نیاز دارد. به جز انتقال گرما به آب یا بخار، برای استفاده‌های مختلفی مانند استریل کردن و انرژی بخشی هم از دیگ بخار می‌توان بهره گرفت. بیشتر دیگ بخارهایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، از نفت یا گاز به عنوان منبع سوخت استفاده می‌کنند. دیگ بخار از سه بخش سیستم آب تغذیه، سیستم بخار و سیستم سوخت تشکیل شده است.

 به صورت جزئی‌تر، اجزای اصلی سیستم دیگ بخار به قسمت‌های زیر تقسیم می‌شود:

• دستگاه گرم‌ کننده تغذیه آب
• دی اریتور
• پمپ تغذیه آب
• اکونومایزر
• سوپرهیتر
• کندانسور

مدل‌های مختلف دیگ بخار

• دیگ بخار فایر تیوب

بویلر فایر تیوب با عنوان بویلر پوسته‌ای شناخته می‌شود. بویلرهای فایر تیوب حداکثر سطح انتقال حرارتی را به آب ارائه می‌دهند. در این بویلرها، تعدادی لوله وجود دارد که حرارت از طریق این لوله‌‌ها هدایت می‌شود و آب درون لوله‌ها را گرم می‌کند. از طرفی آب این لوله‌ها را احاطه کرده است. به عبارت دیگر، بویلر فایر تیوب دارای یک محفظه در بسته‌ است که در آن لوله‌های داغ وجود دارد. این یا لوله‌های گاز داغ، آب را گرم و به بخار تبدیل می‌کند و بخار در محفظه مشابه باقی می‌ماند.

 این بویلرها به طور کلی 750 اسب بخار یا 25،000 پوند بخار در ساعت تولید می‌کنند. تقریباً 80٪ بویلرهای استفاده شده در محیط تجاری بویلرهای فایر تیوب هستند. اغلب برای ظرفیت 100 کیلو تا 30 تن بخار در ساعت از این نوع بویلرها استفاده می‌شود. بویلرهای صنعتی فایرتیوب معمولا بدون جوشکاری اتصال پیدا می‌کنند. اتصالات لوله‌ها یا صفحات به صورت پرچی انجام می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار فایرتیوپ شامل: فشارسنج، شل، سوییچ فشار، بدنه، محفظه برگشت، پاس دوم و سوم لوله‌های آتش خوار، عایق، دودکش، تابلو برق، بلودان، کوره، لول کنترل، مشعل، پمپ آب تغذیه می‌باشد.

انواع بویلرهای فایرتیوب: فایرتیوب وت‌بک (wetback)و فایرتیوب درای‌بک (dryback)

• دیگ بخار واتر تیوب

این نوع بویلرها مستطیل شکل هستند و دو یا چند درام دارند. معمولاً از ورق فلزی ساخته می‌شوند و دارای یک محفظه احتراق هستند و در بالای آن یک محفظه بخار قرار دارد. در این بویلرها حرارت خارج از لوله‌‌ها هدایت می‌شود و آب درون لوله‌ها گرم می‌شود. به دلیل استفاده از تعداد بالاتر لوله‌های آبی، این بویلر سطح گرمای وسیعی دارد. همینطور با توجه به جریان حرارتی، به دلیل این که حرکت آب در این بویلرها نسبت به بویلر فایر تیوب سریعتر است، پس میزان انتقال حرارت بیشتر است و در نتیجه دارای بازده بالاتری می‌باشد. این بویلر برای فشار کارهای بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بویلرهای واتر تیوب می‌توان به تدریج، فشار بسیار بالا تا kg/cm2140 را به دست آورد. این بویلرها پیچیده هستند و نیاز به نگهداری و تعمیر منظم دارد. با این حال، این بویلرها بخار با کیفیت بالایی را تولید می‌کنند و کاربردهای گسترده‌ای همچون استفاده برای گرمایش ساختمان‌ها، تولید بخار، تولید آب گرم بهداشتی و خشک کردن دارند.

مواد شیمیایی مورد استفاده برای تنظیم سختی آب بویلر

برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار لازم است که چند وقت یک بار این فرآیند را تکرار کنید. اما اگر می‌خواهید که کمتر به رسوب‌زدایی نیاز داشته باشید، باید از مواد شیمیایی‌ای استفاده کنید که سختی آب را تنظیم می‌کنند. برخی از این مواد شیمیایی عبارت هستند از:

• جاذب‌های اکسیژن

یکی از راه‌های تنظیم سختی آب، استفاده از جاذب‌های اکسیژن است. جاذب‌های اکسیژن به طور خاص برای کاهش میزان اکسیژن و اکسیدهای محلول در آب طراحی شده‌اند. اگر متوجه شده‌اید که اکسیژن در آب دیگ بخار شما زیاد است، می‌توانید برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار کمی جاذب اکسیژن به آب دیگ بخار خود اضافه کنید.

در استفاده از جاذب‌های اکسیژن باید دقت داشته باشید. برای مقاصد آزمایشی لازم است که همیشه 20 ppm از یک جاذب اکسیژن را در دیگ بخار خود نگه دارید. اگر می‌خواهید که مطمئن شوید دیگ بخار شما خورده نمی‌شود، حتما باید از مواد اکسیژن‌گیر استفاده کنید.

• سازنده‌های قلیاییت

در رسوب‌زدایی از دیگ بخار می‌توان از سازنده‌های قلیاییت نیز استفاده کرد. سازنده‌های قلیاییت به طور خاص طراحی شده‌اند تا سطح pH آبی که در آن قرار می‌گیرند را بالا ببرند. برای ماشین‌های صنعتی به خصوص دیگ‌های بخار لازم است که برای جلوگیری از خوردگی، سطح pH آب بالا باقی بماند.

رایج‌ترین محلول‌های قلیایی که برای آب دیگ بخار به کار برده می‌شود، هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم است. این مواد معمولا با غلظت 25 یا 50 درصد فروخته می‌شوند. در صورتی که می‌خواهید میزان قلیاییت آب را خود سریع افزایش دهید، بهتر است مدل‌های با غلظت 50 درصد را خریداری کنید.

• آمین‌ها

آمین‌ها مواد شیمیایی خنثی کننده‌ای هستند که می‌توانند از خوردگی در اثر آب در دیگ بخار جلوگیری کنند. سه نوع آمین وجود دارد که شما می‌توانید با اضافه کردن آن‌ها سختی آب خود را تنظیم کنید تا کمتر به رسوب‌زدایی از دیگ بخار نیاز داشته باشید. این سه نوع آمین شامل مورفولین، دی اتیل آمینو اتانو و سیکلو هگزیل آمین می‌شود. هنگامی که آمین‌ها را در دیگ بخار خود قرار می‌دهید، pH  میعانات در دیگ افزایش می‌یابد که امکان خوردگی دیگ را به شدت کاهش می‌دهد.

مزایای استفاده از مواد شیمیایی در دیگ بخار

• بیشتر شدن راندمان دیگ بخار
• کم شدن مصرف و هزینه سوخت در بویلر
• کم شدن هزینه‌های تعمیر و نگهداری
• محافظت شدن تجهیزات مختلف در مقابل خوردگی
• بیشتر شدن طول عمر تجهیزات و دستگاه‌ها

متداول‌ترین فرایندهای پیش تصفیه برای بویلرهای صنعتی

• فرایند سختی‌گیری داغ
• سیکل تبادل کاتیون سدیمی
• قلیائیت‌زدایی
• دو بخش کردن جریان به سیکل‌های تبادل کاتیون سدیمی - هیدروژنی
• تبخیر
• یون‌زدایی- بستر چند لایه به همراه بستر مخلوط  

دیگ بخار هر چند وقت یکبار به رسوب‌زدایی نیاز خواهد داشت؟

برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار لازم است که این کار را هر چند وقت یک بار انجام دهید. اینکه هر چند وقت یک بار باید دیگ بخار را رسوب‌زدایی کنید، به نوع استفاده شما و شرکت سازنده دیگ بخار بستگی دارد و بهتر است که از شرکت سازنده دیگ بخار، شرکت‌های نظافت صنعتی و یا سازمان های صنعتی که در این حوزه تخصص دارند و استاندارد‌هایی را منتشر کرده‌اند، کمک بگیرید؛ زیرا فرآیند رسوب‌زدایی بر هر دیگ بخار متفاوت است. اما به طور کلی برای تعیین زمانی رسوب‌زدایی، معمولا از چگالی وزن رسوب استفاده می‌کنند.

 انواع روش‌های رسوب‌زدایی دیگ بخار صنعتی

• رسوب‌زدایی دیگ بخار با دیسکلر
• رسوب‌زدایی دیگ بخار صنعتی با DM
• اسید شویی دیگ بخار صنعتی

بازه زمانی که لازم است اسید شویی یا استفاده از DM و اسید دیسکلر برای دیگ بخار استفاده شود، به درجه سختی‌ آب و همچنین درجه حرارت و شریط محیطی بستگی دارد. یعنی هر چقدر میزان سختی آب بالاتر باشد، رسوب‌زدایی باید خیلی زود به زود انجام شود. همچنین می‌توان از لوله نمونه برای شناسایی مقدار رسوب ایجاد شده در داخل دیگ بخار استفاده نمود.

 علت اهمیت رسوب‌زدایی دیگ بخار

بسیار مهم است که دیگ بخار خود را رسوب‌زدایی کنید؛ زیرا اگر برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار اقدام نکنید، ناخالصی‌های موجود در آب باعث ایجاد رسوب در دیگ و افزایش مقاومت حرارتی دیگ بخار می‌شود که همین اتفاق باعث کارایی کمتر دیگ بخار خواهد شد. علاوه بر این‌ها، رسوب باعث خوردگی قطعات دیگ بخار می‌شود. خوردگی دیگ بخار نیز باعث می‌شود تا سریعتر نیاز به تعویض داشته باشید.

به طور خلاصه از مهمترین دلایل اهمیت رسوب‌زدایی می‌توان به دلایل زیر اشاره نمود:

• جلوگیری از مسدود شدن مسیر شیرهای ورودی و خروجی دیگ بخار به دلیل تجمع زیاد رسوب
• ممانعت از کاهش طول عمر لوله‌ها و سایر تجهیزات دیگ‌های بخار
• جلوگیری از ایجاد سوراخ و ترک در جداره لوله و دیگ به دلیل قدرت خورندگی بسیار بالای اکسیژن موجود در آب
• کاهش مصرف انرژی به دلیل حرارت‌دهی کمتر برای افزایش دمای سیال موجود در لوله و دیگ
• با حذف لایه‌های رسوب، حرارت و گرما خیلی راحت‌تر به آب منتقل می‌شود و هزینه‌های مصرف انرژی کاهش پیدا می‌کند

نحوه فرآیند رسوب‌زدایی

• بویلر را خاموش کنید.
• واحد را هنگامی که فشار هنوز روی آن است، خالی کنید.
• واحد را خالی کنید و شستشو دهید.
• شیر بخار را ببندید.
• مقداری دیسکیلر اضافه کنید و هر مرحله‌ای که توسط سازنده دیسکیلر ارائه شده است را دنبال کنید.
• حدود 4 تا 8 ساعت دستگاه را در حالت چرخش قرار دهید.
• شیر بخار را باز کنید.
• خالی کنید، شستشو دهید، تزریق مجدد و راه‌اندازی کنید.

 مواد مورد استفاده در رسوب‌زدایی

مواد رسوب‌زدا در دیگ بخار را می‌توان در چند گروه به شرح زیر جای داد:

• مواد جذب کننده اکسیژن موجود در آب به منظور کاهش اثر خوردگی در بویلر و دیگ بخار
• مواد ضد رسوب که منجر به تغییر شکل کریستال‌ها شده و از به هم چسبیدن آن‌ها و ایجاد رسوب جلوگیری می‌کنند
• مواد حل کننده و جدا کننده رسوب‌های شکل گرفته بر روی لوله‌ها و جداره دیگ بخار
• مواد رسوب‌زدا و تنظیم کننده سطح PH دیگ بخار و بویلر

موادی که در رسوب‌زدایی از دیگ بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توانند بسیار متفاوت باشند. رایج‌ترین ماده برای رسوب‌زدایی در حال حاضر اسید کلریدریک است. به غیر از اسید کلریدریک امکان استفاده از تمیز کننده‌های قلیایی، محلول‌های تمیز کننده اسید سیتریک، آمین‌ها، اسید سولفوریک، اسید هیدروکسی استیک و غیره نیز وجود دارد. اسید دیسکلر مورد استفاده برای دیگ‌های بخار دارای پایه اسیدهای معدنی و مواد حفاظت کننده می‌باشد و بدون نیاز به انرژی حرارتی رسوب‌گیری را انجام می‌دهند. با توجه به نوع رسوب و ضخامت لایه‌های آن‌ها ممکن است از مواد خیس کننده نیز در کنار اسید دیسکلر برای رفع رسوب‌ها استفاده شود. علاوه براین، برای کاهش رسوب‌های سولفاتی و سیلسی در کنار اسید از آمونیوم بای فلوراید نیز استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری

درست مانند تمامی ماشین آلات صنعتی، دیگ‌های بخار نیز نیاز به توجه و سرویس مرتب دارند و در صورتی که به خوبی از آن‌ها نگهداری نشود، بعد از گذشت مدتی کارایی خود را از دست می‌دهند و دیگر قابل استفاده نمی‌مانند. یکی از مهمترین نیازهای تمامی دیگ‌های بخار، رسوب‌زدایی است. رسوب می‌تواند باعث خوردگی و کاهش عملکرد دیگ‌های بخار شود. برای آشنایی بیشتر با رسوب‌زدایی از دیگ بخار، در این مقاله در مورد تمامی نکاتی که لازم است در رابطه با رسوب‌زدایی بدانید توضیح داده شد.

در علم شیمی اصطلاحات و فرآیندهای بسیار زیادی هست که هر کدام از آن‌ها معنی مخصوص به خود را دارند. یکی از فرآیندهای رایج و پرکاربرد در علم شیمی به خصوص در شیمی تجزیه، تیتراسیون (تیتر کردن یا تیترامتری) است که برای تعیین میزان غلظت مایعات مجهول (آنالیت) و تعیین درصد خلوص به کار گرفته می‌شود. از این روش ابتدا در قرن ۱۸ در فرانسه استفاده شد. روش‌های متفاوتی برای انجام تیتراسیون وجود دارد که از رایج‌ترین انواع آن‌ها، می‌توان تیتراسیون حجم‌سنجی اسید و باز و ردوکس را نام برد. هر چند که امروزه اکثر کارهای مرتبط با شیمی را از صفر تا صد با استفاده از دستگاه‌های مخصوص انجام می‌دهند؛ اما یادگیری و آشنا شدن با فرآیندهایی مانند تیتراسیون برای افرادی که در این حوزه مشغول به کار یا مطالعه هستند، ضروری است.

برای مثال روش‌های کلاسیک برای محدوده غلظت‌های پایین مناسب نیستند، و برای این غلظت‌ها اندازه‌گیری با روش‌های مدرن مانند آنالیز دستگاهی پیشنهاد می‌شود. اما در محدوده غلظت‌های بالاتر، روش‌های مدرن از نظر دقت دارای محدودیت هستند و استفاده از روش‌های کلاسیک همچون تیتراسیون ارجحیت دارد. در این مقاله درمورد اینکه تیتراسیون چیست به طور کامل توضیح داده شده است.

نحوه انجام تیتراسیون

تیتراسیون در واقع یک تکنیک تجزیه و تحلیل کیفی شیمیایی است که از آن برای محاسبه غلظت یک آنالیت معین در یک مخلوط استفاده می‌کنند. تیتراسیون یکی از مهمترین فرآیندها در حوزه شیمی تجزیه است و به دلیل اهمیت زیاد اندازه‌گیری حجم در تیتراسیون، گاهی اوقات از آن با نام آنالیز حجمی نیز یاد می‌کنند.

برای تیتراسیون باید یک تیترانت یا تیتراتور (معرف) که یک محلول استاندارد با حجم و غلظت استاندارد و از پیش تعیین شده و به صورت مایع، آماده کرد. تیترانت را می‌توان به وسیله بورت به صورت قطره‌ای به آنالیت با غلظت نامعلوم اضافه کرد. درمورد اینکه تیتراسیون چیست باید گفت که تیترانت با آنالیت واکنش نشان خواهد داد تا زمانی که به نقطه پایانی یا هم ارزی با آن برسد. بعد از انجام این واکنش می‌توان با اندازه‌گیری میزان تیترانت مصرفی برای رسیدن به نقطه پایانی میزان غلظت یک ماده را تعیین کرد.

در این روش معمولا میزان بسیار دقیقی از آنالیت مورد نظر را در یک فنجان یا ارلن مایر می‌ریزند. بعد از آن مقدار بسیار کمی نشانگر مانند فنل فتالئین را در زیر یک بورت کالیبره شده یا سرنگ پیپت شیمی که از تیترانت تشکیل شده است، قرار می‌دهند. البته بعضی مواقع  به جای استفاده از نشانگر، از pHسنج استفاده می‌‌شود.

برای اینکه بهتر متوجه شوید که تیتراسیون چیست و چگونه انجام می‌شود، باید گفت در تیتراسیون حجم کمی از تیترانت را به آنالیت و نشانگر اضافه می‌کنند. این کار را تا زمانی که نشانگر در واکنش به رسیدن آستانه اشباع تیترانت تغییر رنگ دهد، ادامه می‌دهند. باید حجم اضافه شده را به دقت اندازه‌گیری نمود و پس مشاهده اولین نشانه‌های واکنش، هنگامی که ماده مورد نظر تغییر رنگ می‌دهد، می‌توان گفت که به نقطه پایانی تیتراسیون رسیده‌ایم. در این آزمایش میزان تیترانت مقدار آنالیت موجود در طول واکنش را متعادل می‌کند.

شرایط لازم برای تیتراسیون

1- تیترکننده و آنالیت حتما باید محلول باشند و اگر در ابتدا جامد هستند باید در محلول آبی حل شوند. برای حل کردن مواد جامد از حلال‌هایی مانند اسید استیک یا اتانول می‌توان استفاده نمود. همچنین آنالیت باید حتما رقیق باشد تا دقت بیشتری داشته باشد.

2- مشخص بودن استوکیومتری واکنش‌ها زیرا در صورت نا مشخص بودن استوکیومتری، نمی‌توان از تعداد مول‌های تیترانت مصرف شده در نقطه پایانی استفاده نمود و مقدار آنالیت نمونه را محاسبه کرد.

3- واکنش تیتراسیون باید با سرعت انجام شود و  نباید سرعت اضافه کردن تیترانت از سرعت واکنش بین تیتر کننده و آنالیت سریعتر باشد، زیرا در این صورت نقطه پایانی از نقطه هم‌ارزی به مقدار قابل توجهی فراتر رفته و سبب خطا می‌شود.

4- برای تیتراسیون‌‌های غیر اسید و باز، از یک محلول بافر در ظرف تیترانت استفاده می‌‌کنند زیرا به PH ثابت در طول واکنش تیترکردن نیاز است.

5- اگر در محلول موردنظر، علاوه بر آنالیت، واکنش ‌دهنده‌ دیگری نیز وجود داشته باشد، باید از محلول پوشاننده استفاده نمود تا به صورت یک پوشش برای واکنش یون ناخواسته عمل نماید.

 لوازم مورد استفاده در تیتراسیون

حال که تا حدی می‌دانید تیتراسیون چیست، باید گفت که تجهیزات مورد نیاز بسته به نوع تیتراسیون می‌تواند متفاوت باشد. برای مثال برخی از تیتراسیون‌ها ممکن است که به لوازمی مانند بورت‌ها و پیپت‌ها نیاز داشته باشند. در حالی که مدل‌های دیگر تیتراسیون ممکن است که به تجهیزاتی مانند فلاسک‌های حجمی و همزن نیاز داشته باشند. برخی از تیتراسیون‌های خاص نیز هستند که تنها با تجهیزات مخصوص آزمایشگاهی قابل انجامند. به طور کلی برخی از وسایلی متداولی که برای تیتراسیون نیاز خواهد داشت، شامل وسایل زیر است:

• ارلن مایر
• بالن ژوژه
• بشر
• پوآر
• بالن
• ترازو
• استوانه مدرج
• قیف
• تیتراتور خودکار
• کارل فیشر تیتراتور
• تیتراتور پتانسیومتری
• تیتراتور دماسنج

حال که متوجه شدید تیتراسیون چیست، باید این را هم بدانید که برای خرید تجهیزات مرتبط با این فرآیند باید دقت زیادی داشته باشید؛ چرا که تیتراسیون‌های مختلف به وسایل متفاوت نیاز دارند.

انواع تیتراسیون

تیتراسیون انواع مختلفی دارد که باتوجه به نوع آنالیت مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند تیتراسیون اسید/بازی، معکوس یا برگشتی، ردوکس، بارش، مستقیم، غیرمستقیم یا جایگزینی، وزنی، رسوبی، تیتراسیون سنجش، یدومتری، کارل فیشر، پتانسیومتری، کمپلکسومتری و غیره دارد که هر کدام به وسایل مخصوص نیاز دارند.

تیتراسیون اسید/بازی: دراین روش یک تیترانت از جنس باز یا اسید با آنالیتی که  آن هم باز یا اسید است درگیر واکنش می‌شود و در واقع این واکنش، واکنش خنثی شدن اسید و باز است.

تیتراسیون برگشتی: از این روش در مواردی که نمی‌توان از تیتراسیون مستقیم استفاده کرد و نقطه اکی‌والان یا هم‌ارزی نامشخص است، استفاده می‌شود. در این روش غلظت آنالیت به صورت غیر مستقیم تعیین می‌شود.

تیتراسیون ردوکس: این روش بر مبنای واکنش‌های اکسایش-کاهش می‌باشد و در آن تیترانت یک ماده اکسید کننده یا کاهش دهنده است. معمولا در این فرایند نیازی به استفاده از نشانگر نیست زیرا واکنش دهنده‌ها رنگی هستند.

تیتراسیون بارش:  این روش با تشکیل یک رسوب نامحلول هنگامی‌ که دو ماده واکنش دهنده باهم تماس پیدا می‌کنند، اتفاق می‌افتد. مثلا وقتی که محلول نیترات نقره با محلول تیوسیانات آمونیوم یا محلول کلرید سدیم واکنش می‌دهد، رسوب سفیدی از کلرید نقره یا تیوسیانات نقره را تشکیل می‌دهد.

تیتراسیون کمپلکسومتری: این تیتراسیون به واکنش کمپلکس شدن یک فلز با یک لیگاند گفته می‌شود. و معمولا از معرف دی‌سدیم اتیلن دی‌آمین تترا استات در این واکنش استفاده می‌شود.

تیتراسیون رسوبی: از این روش برای تعیین غلظت عناصر استفاده می‌شود و در نهایت محصول این واکنش رسوب خواهد کرد. در این تیتراسیون از تیترانت‌های غیرآلی و تیتراسیون‌های سورفكتنت‌ها استفاده می‌شود.

تیتراسیون یدومتری: در این واکنش ید نقش نشانگر را دارد و اکسید می‌شود و تیترانت آن معمولا تیوسولفات است.

تیتراسیون مستقیم: این روش تیترسنجی  یک روش پایه است که در آن بین ترکیب ناشناخته و ترکیب با غلظت مشخص واکنش رخ می‌دهد. در این روش ترکیب ناشناخته با ترکیب شناخته شده مستقیما واکنش می‌دهد و از معرف‌های اضافه استفاده نمی‌شود.

تیتراسیون غیرمستقیم یا جایگزینی: در این روش نمونه مورد بررسی نامحلول و ناپایدار است، و به همین دلیل آنالیت با ماده‌ای دیگر واکنش می‌دهد. به این معنی که آنالیت به طور مستقیم در فرآیند تیتراسیون شرکت نخواهد کرد و یا رسوب می‌کند یا از محلول خارج می‌شود. در اینجا، مقدار مول‌های ماده جایگزین محاسبه و به مقدار انالیت مورد نظر ربط داده می‌شود.

 یکی‌دیگر از انواع تیتراسیون تیتراسیون فاز گاز است. این دسته از تیتراسیون‌هایی هستند که در فاز گاز انجام می‌شوند. از این تیتراسیون برای تعیین گونه‌های فعال از طریق واکنش با مقداری گاز دیگر به عنوان تیترانت استفاده می‌شود.

اصطلاحات رایج در تیتراسیون

 آنالیت: به محلولی با غلظت  یا درصد خلوص نامشخص گفته می‌شود.

تیترانت: نام‌های دیگری مثل معرف، تیتراتور دارد و به محلولی استاندارد با حجم و غلظت و فرمول شیمیایی مشخص و استاندارد گفته می‌شود که برای تعیین غلظت یا درصد خلوص آنالیت استفاده می‌شود.

نشانگر (شناساگر): ماده‌ای رنگی است که هنگامی که واکنش پایان می‌یابد تغییر رنگ می‌دهد و  معمولا از جنس اسید یا باز ضعیف است.

• تیتراسیون آنالیز وزنی

این اصطلاح برای عناصری به کار برده می‌شود که می‌توانند نمک‌های نامحلول را در محلول آبی تشکیل دهند. در این فرآیند جداسازی یون‌ها از ترکیب به شکل رسوب انجام می‌شود. برای انجام این فرآیند کافی است که طبق مراحل زیر پیش بروید:

• نمونه را به مقدار مشخصی آماده کنید.
• جزء مورد نیاز در نمونه را،  به رسوب تبدیل کنید.
• رسوب را خالص کنید و مورد آزمایش قرار دهید که به کمک آن غلظت یا خلوص نمونه به دست می‌آید.
• نقطه هم‌ارزی یا نقطه اکی‌والان را مشخص کنید.

اگر در قسمت‌های قبلی مقاله برایتان سوال پیش آمده است که نقطه هم ارزی تیتراسیون چیست، در اینجا به سوال شما جواب داده شده است. نقطه هم ارزی در واقع نقطه‌ای در واکنش است که در آن تعداد معادل‌های تیترانت و آنالیت برابر می‌شوند و در این نقطه مقدار کافی از نیترات مصرف شده است.

نقطه پایانی: نقطه پایانی، نشان دهنده پایان تیتراسیون است. در این نقطه تیترانت به قدری اضافه شده است که تعداد مول تیترانت با تعداد مول آنالیت برابر شده است. برای اینکه بهتر درک کنید تیتراسیون چیست و نقطه پایانی در آن چه نقشی دارد، به این مثال توجه کنید. فنل فتالئین یا متیل اورانژ را می‌توان برای تیتراسیون اسیدها و بازها استفاده کرد. اندیکاتورها با تغییر رنگ خود می‌توانند نقطه پایانی را نشان دهند. گاهی اوقات یکی از واکنش دهنده‌ها نیز می‌تواند به عنوان یک نشانگر عمل کند.

تفاوت نقطه هم‌ارزی با نقطه پایانی: نقطه هم‌ارزی از روی نمودار سنجش حجمی تعیین می‌شود. در حین آزمایش، با مشاهده اولین تغییر رنگ در محلول، می‌توان به نقطه هم‌ارزی پی برد. نقطه پایانی و نقطه هم‌ارزی فاصله کمی از هم دارند. رسیدن به نقطه پایانی زمانی مشخص می‌شود که تغییر رنگ در محلول ثابت بماند.

منحنی تیتراسیون: این منحنی یک محور افقی (x ) دارد که نشان دهنده حجم نیترانتی است که از ابتدای واکنش اضافه شده و یک محور عمود (y) نیز دارد که نشان دهنده غلظت آنالیت در آن حجم است. اگر در فرآیند تیترکردن از اسید و باز قوی استفاده شود، تغییرات pH بر روی محور y قرار می‌گیرد. در این حالت، یک شیب تند در نقطه هم‌ارزی مشاهده می‌شود و تغییرات کم در طول نمودار ایجاد می‌گردد.

محاسبات تیتراسیون

 برای محاسبات تیتراسیون یک فرمول و قانون کلی هست که به شرح زیر است:

Ca = CtVt M / Va

در این فرمول Ca غلظت آنالیت، Ct غلظت تیترانت، Vt حجم تیترانت، M نسبت مولار واکنش دهندگان تیتراسیون و Va حجم آنالیت است. این رابطه بر اساس استیوکیومتری واکنش بین تیترانت و آنالیت به دست می‌آید و می‌توان به کمک آن غلظت ماده‌های مورد نظر را به دست آورد. همچنین تمامی جدول‌های در واکنش تیتراسیون بر اساس این فرمول رسم می‌شوند.

همچنین در هنگام انجام تیتراسیون ممکن است خطایی رخ دهد. مهمترین منشا خطا در تیتراسیون اسید-باز، تعیین کردن نقطه پایانی است. ممکن است یک قطره تیترانت کم یا زیاد ریخته شود و محاسبات را دچار مشکل کند. برای محاسبه خطای تیتراسیون از معادله هاندرسون هاسلباخ استفاده می‌شود. اگر غلظت به دست آمده در واقعیت، با غلظت به دست آمده از فرمول یکی نباشد، خطای تیتراسیون مشخص می‌شود. در هنگام رسم نمودار تیتراسیون، pH محلول آنالیت در مقابل حجم تیترانت قرار داده می‌شود.

کاربردهای تیتراسیون

جالب است بدانیم فرایند تیتراسیون علاوه بر تعیین غلظت، کاربردهای دیگری نیز دارد که در زیر به شرح چند نمونه از این کاربردها خواهیم پرداخت: 

1- تعیین اسیدیته و قلیائیت نمونه آب

2- تعیین سختی آب

3- تعیین نیتروژن کل به روش کجلدال

4- استفاده به عنوان روش‌های حجم‌سنجی در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، آب و فاضلاب، معدن، داروسازی و …

5- تهیه سوخت‌های زیستی با استفاده از تیتراسیون اسید و باز

6- تعیین اکسیژن در آب با استفاده از تیتراسیون ردوکس

7- معرف بندیگ و تعیین گلوکز اضافه در ادرار

8- استفاده در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی، آزمایشگاه‌های شیمی

9-  تعیین غلظت ویروس‌ها و باکتری‌ها در علم زیست شناسی 

نتیجه‌گیری

در شیمی اصطلاحات و فرآیندهای زیادی وجود دارند که برای برخی از افراد ممکن است نامفهوم باشند. یکی از فرآیندهایی که در شیمی تجزیه اهمیت بسیار زیادی دارد، تیتراسیون است. تیتراسیون یک روش آزمایشگاهی معمول کمی در شیمی تجزیه است که برای تعیین غلظت یک محلول مجهول با روش‌های مختلف به کار می ‌رود. برای اینکه بهتر بدانید تیتراسیون چیست، در این مقاله درمورد تیتراسیون، تجهیزات مورد نیاز آن، اصطلاحات رایج در آن، نحوه انجام تیتراسیون و محاسبات مرتبط با آن توضیح داده شد.