گلیسیرین یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع داروسازی، غذایی و کاربردهای صنعتی است که به‌صورت طبیعی و مصنوعی تولید می‌شود. از این ماده بیشتر در محصولات آرایشی و بهداشتی، تولید مواد شیرین‌کننده و حلال، نگهدارنده غذا، صابون‌سازی، تولید نیتروگلیسیرین به‌عنوان ماده اصلی در تولید مواد منفجره و … به کار گرفته می‌شود. در این مقاله با ما همراه شوید تا به معرفی این ماده، کاربردها، ویژگی‌ها، خواص و مزایای آن بپردازیم.
گلیسیرین چیست؟
گلیسرول یا گلیسیرین، یک الکل با ساختار سه‌گانه از جنس پروپان است که در موقعیت‌های 1، 2 و 3 توسط گروه‌های هیدرو کسی (OH) احاطه‌شده است. این ماده به‌عنوان اسمولیت (موادی که محرک آب در سلول هستند)، حلال، شوینده، متابولیت انسانی، متابولیت جلبکی، متابولیت ساکارومایسس سرویزیه، متابولیت اشریشیا کلی استفاده می‌شود.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای این ماده را می‌توان خواص ضد میکروبی آن دانست که به‌طور گسترده از گلیسیرین در پزشکی و درمان زخم‌ها و سوختگی استفاده می‌شود.
ویژگی‌های گلیسیرین چیست؟
در مورد ویژگی‌های گلیسیرین اصل می‌توان گفت:
- این ماده در زبان انگلیسی با نام‌های Glycerol، Glycerine و یا Glycerin شناخته می‌شود.
- فرمول کامل گلیسیرین به صورت C3H5(OH)3 است.
- جرم مولی این ماده 094 گرم بر مول است و غلظت آن 1.261 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
- گلیسیرین به صورت مایعی بی‌رنگ و بدون بو به نظر می‌رسد.
- این ماده قابل احتراق است اما ممکن است برای احتراق نیاز به مقداری محرک داشته باشد.
- یکی دیگر از ویژگی‌های مهم این ماده، قدرت جذب بالای آن در رطوبت هوا هست که این خاصیت، به علت وجود سه گروه هیدروکسیل (OH) در ساختار سه‌گانه این ماده بوده و ماهیت رطوبت آن را ایجاد می‌کند. همین خاصیت سبب استفاده از گلیسیرین اصل در صنایع مختلف استفاده‌شده است.
- این ماده بیشتر از منابع طبیعی ازجمله چربی‌های گیاهی و حیوانی ایجاد می‌شود که در ادامه به مبحث تولید آن نیز می‌پردازیم.
- موادی مانند روغن نباتی و …، از ترکیب گلیسرول با اسیدهای چربی به‌صورت یگانه یا سه‌گانه ایجاد می‌شود.
انواع گلیسیرین
در مورد انواع گلیسیرین لازم است به سه نوع دسته‌بندی اشاره‌کنیم که عبارت‌اند از:
- گلیسیرین مصنوعی: این نوع از گلیسیرین از تقطیر نفت، پروپیلن، کلر و تری کلرو پروپان ایجاد می‌شود که به علت خلوص بالایی که دارد، بیشتر در صنایع دارویی و بیوتکنولوژی از آن استفاده می‌شود.
- گلیسیرین طبیعی: این دسته از گلیسیرین خود به دو نوع تقسیم می‌شود که شامل گلیسیرین طبیعی از صابون و گلیسیرین طبیعی از بیودیزل است. نوع صابونی آن از لیپیدهای حیوانی و گیاهی ساخته می‌شود که در کنار آن از هیدروکسید سدیم صابون اسید چرب و گلیسیرین نیز استفاده می‌گردد. همچنین نوع طبیعی از بیودیزل با ترکیب چربی با متانول ایجاد می‌گردد. امروزه محققان بر استفاده از لیپیدهای جلبک و باکتری‌ها در تولید این نوع ماده تأکید می‌کنند.
تولید گلیسیرین اصل
عمده تولید گلیسیرین، همان‌طور که در قسمت قبل گفتیم، از منابع گیاهی و حیوانی به دست می‌آید. در منابع گیاهی، سویا و نخل و در منابع حیوانی، چربی حیوانی منبع تولید این ماده است. جالب است بدانید، سالانه 950 هزار تن از این ماده در کشور آمریکا و اروپا تولید می‌گردد. این ماده با توجه به سیاست اتحادیه اروپا در جایگزینی سوخت‌های نفتی با منابع سوخت زیستی، با افزایش تقاضا همراه شده است.
برخی از مواردی که می‌توان در رابطه با تولید این ماده بیان کرد، عبارت‌اند از:
- معمولاً حالت خام این ماده را برای حذف ناخالصی‌های قلیایی و آلی، با کربن فعال پالایش می‌کنند.
- گلیسیرین اصل و خالص (با خلوص بیش از 99.5 درصد)، از تقطیر چندمرحله‌ای به دست می‌آید که این کار با کمک یک محفظه خلأ با نقطه‌جوش 290 درجه سانتی‌گراد، حاصل می‌شود.
- این ماده می‌تواند از طریق پروپن نیز تولید شود اما صرفه اقتصادی ندارد.
- یکی از روش‌های تولید گلیسیرین اصل، فرآیند اپی کلر هیدرین می‌باشد که از طریق کلراسیون پروپیلن در مرحله اول و اکسید آن با هیدرین انجام می‌شود که در نهایت ماده حاصل (اپلی کلرو هیدرین) هیدرولیزه شده و گلیسیرین را تولید می‌کند.
کاربردهای گلیسیرین اصل
گلیسرول در چندین مورد صنعتی، در صنعت داروسازی، در محصولات آرایشی و بهداشتی و شخصی، در تولید رزین، مواد شوینده، پلاستیک و تنباکو و به عنوان یک ماده مرطوب‌کننده در مواد غذایی استفاده می‌شود. جالب است بدانید، استفاده از آن به‌عنوان یک ماده شیمیایی مهم تجاری با به‌کارگیری این ماده در تولید دینامیت آغاز شد. دینامیت در کشف و استخراج مواد معدنی زیرزمینی و در ساخت زیرساخت‌ها لازم بود؛ بنابراین توانست اولین بار خود را در کاربردهای صنعتی جلو ببرد.
کاربردهای گلیسیرین را می‌توان در چند دسته تقسیم‌بندی کرد که عبارت‌اند از:
- استفاده در مواد آرایشی و غذایی
- کاربردهای صنعتی
- استفاده از این ماده در داروسازی
- تولید تریاسین
در ادامه با ما همراه باشید تا به بررسی این کاربردها بپردازیم.
کاربرد گلیسیرین در مواد آرایشی و صنایع غذایی
استفاده از این ماده در حوزه آرایشی، بهداشتی و غذا عبارت‌اند از:
- آرایشی و غذایی: گلیسرول در صنایع آرایشی بهداشتی به‌عنوان کنترل‌کننده رطوبت و برای تقویت بافت لوسیون‌ها و کرم‌ها استفاده می‌شود. توانایی گلیسرول در حفظ رطوبت و خاصیت نرم‌کنندگی آن، این ماده را به یک ماده جذاب در بسیاری از فرمولاسیون‌های مرطوب‌کننده تبدیل می‌کند. گلیسرول همچنین می‌تواند از خشک شدن یا یخ‌زدگی مواد آرایشی جلوگیری کند.
گلیسیرین خوراکی در غذا، توانایی آن در ایجاد پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی، به ویژه با مولکول‌های آب ناشی می‌شود. این میزان محتوای آب موجود در غذا، قابلیت نگهداری آن را افزایش می‌دهد (بدون اینکه در ماندگاری خدشه‌ای ایجاد کند) و همچنین ویسکوزیته و بافت آن را بهبود می‌دهد. خاصیت سمی بودن کم و فاقد بو یا طعم نامطبوع، باعث استفاده از گلیسرول به‌عنوان امولسیون کننده می‌شود.
کاربرد گلیسیرین اصل در صنایع، داروسازی و تولید تریاسین
در ادامه بررسی کاربردهای گلیسیرین اصل، همچنین می‌توان گفت:
استفاده در صنایع:
گلیسیرین خام محصول جانبی تولید سوخت‌های زیستی از روغن سویا و سایر روغن‌های گیاهی است. این ماده حاوی بیش از 60٪ ناخالصی به شکل متانول، صابون و نمک است که استخراج گلیسیرین خالص را دشوار می‌کند.
پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی اجازه می‌دهد تا از گلیسیرین خام برای تولید فوم‌های یورتان استفاده شود. فوم‌های پلی اورتان در صنایع ساخت‌و‌ساز و خودرو کاربردهای متنوعی دارند.
همچنین معمولاً به عنوان عایق استفاده می‌شوند. همچنین باید گفت، گلیسرول خالص بخش مهمی در تولید صنعتی ضد یخ، منسوجات و واکس دارد. به مقدار زیاد برای تولید رزین، رنگ و موم، برای ایجاد مواد تمیز کننده و تصفیه لحیم‌کاری و در ساخت بسیاری از منسوجات و مواد آرایشی استفاده می‌شود.
استفاده داروسازی:
ممکن است گلیسیرین داروخانه را شنیده باشید. استفاده از گلیسرول در صنعت داروسازی برای بهبود لطافت و قوه چشایی است. از این ماده در ایجاد قرص‌هایی استفاده می‌شود تا بلع آن‌ها آسان باشد.
این مواد می‌توانند در داخل بدن متلاشی شوند. پاستیل‌های سرفه اغلب از گلیسرول استفاده می‌کنند تا طعم شیرینی به آن‌ها بدهد. شیاف‌های گلیسرول اصل می‌توانند به‌عنوان ملین عمل کنند زیرا باعث تحریک مخاط مقعد می‌شوند.
تولید تریاسین:
تریاسین یک استر با 3 گلیسرول است که از طریق واکنش استریزه‌سازی با اسید استیک تشکیل می‌شود. این ماده کاربردهای مختلفی در صنایع غذایی و یا به‌عنوان یک عامل پلاستیک‌سازی، برای افزایش ویسکوزیته یک محصول دارد.
همچنین می‌تواند به‌عنوان یک تثبیت‌کننده برای محصولات غذایی که باید برای مدت‌زمان طولانی نگهداری شوند، استفاده شود. همچنین از تریاسین به‌عنوان یک واکنش ضدضربه در سوخت‌های موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شود. این ماده همچنین یک ماده افزودنی در سیگار است.