گلیسیرین یا گلیسیرول Glycerin و تاریخچه آن

02 What Is Glycerine

گلیسیرین چیست:

گلیسیرین یا گلیسیرول مایع بی بو و شفافی است که در بیشتر چربی های طبیعی گیاهی و حیوانی، از جمله چربی هایی که در پوست شما هستند وجود دارد.

در حال حاضر گلیسیرین بیش از 2000 کاربرد مختلف به خصوص در صنعت دارو سازی ، بهداشت و مراقبت شخصی ، مواد آرایشی و صنایع غذایی را دارا می باشد.

این ماده که یک شوگر الکل( الکل قند) به حساب می آید. به صورت طبیعی (گیاهی و حیوانی) و همچنین سنتزی ( در صنایع پتروشیمی ) وجود دارد. بیش از دو قرن پیش، این ماده از واکنش اتفاقی و طی گرم نمودن روغن زیتون و سرب مونوکسید کشف گردید. گلیسیرین تجاری از محصولات طبیعی مانند روغن های گیاهی یا از طریق الکل پروپیلن ساخته شده است که در بسیاری از صابون ها و محصولات مراقبت از پوست استفاده می شود. الکل سه عاملی است که به هر نسبتی در آب حل می شود ولی در اتانول و دیگر حلال های آلی به خوبی حل نمی شود. گلیسیرین در حضور گرما و مواد آبگیر آب خود را از دست داده به آلئید دود کننده با بوی بد که مخاط را به شدت آزار می دهد تبدیل می شود. ایجاد آکرولئین با این مشخصات راهی برای تشخیص گلیسیرین می باشد. گلیسیرین 3 گروه هیدروکسیل دارد که مسئول حلالیت در آب می باشد. گلیسیرین در طبیعت بیشتر به صورت ترکیب با اسیدهای چرب است که چربی را می سازد.برای نمونه یک مولکول گلیسیرین با 1 یا 3 اسید چرب مونوگلیسرید یا تری گلیسرید را می سازد.

تاریخچه گلیسیرین

بیش از دو قرن پیش در سال ۱۷۷۹ کارل ویلهم شیل شیمیست سوئدی با حرارت‌دهی به روغن زیتون و مونو اکسید سرب برای اولین بار گلیسیرین را تهیه کرد. او از این کشف تصادفی خود بسیار خوشحال بود و آن را “اصل شیرین چربی” نامید. شیل به آزمایش و مقایسه گلیسیرین با سایر شکرهای کشف شده در آن دوران پرداخته و متوجه تفاوت آن با دیگر شیرین‌کننده‌ها شد. طبق آزمایشات او گلیسیرین مانند بقیه شکرها تشکیل کریستال نداده، تخمیر نشده و مقاومت گرمایی بالاتری را نسبت به آن‌ها از خود نشان می‌داد.

او فرق بین گلیسیرین و قند نیشکر را به خصوص در نسبت‌های اکسیژن مورد بررسی قرار داده و نشان داد که مقدار بیشتری اسید نیتریک برای اکسیده کردن گلیسیرین نسبت به نیشکر مورد نیاز است و همچنین گلیسرول در واکنش با اتانول، بر عکس قند نیشکر باز تولید نخواهد کرد. او نشان داد که گلیسیرین با اینکه کریستالیزه نمی‌شود امکان تقطیر آن وجود دارد و در دماهای بالاتر تجزیه خواهد شد.

میشل اوژن شورول شیمی‎دان فرانسوی نام گلیسیرین را برای آن از لغت یونانی Glykys به معنای شیرین در سال ۱۸۱۱ انتخاب نمود. او همچنین در سال ۱۸۲۳ راه جدیدی برای تولید پنجاه اسید چرب از چربی‌ها به وسیله یک باز(آلکالی) را اختراع کرد، که شامل بازیافت گلیسیرین آزاد شده در طول پروسه می‌شد.

سیزده سال پس از آن در سال ۱۸۳۶ فرمول شیمیایی گلیسیرین توسط دانشمندی فرانسوی به نام تئوفیل جولز پلوئز به صورت تجربی C۳H۸O۳ پیشنهاد شد و پنجاه سال بعد فرمول ساختاری آن C۳H۵(OH)۳ توسط دو دانشمند فرانسوی مارسلین بارتلت و لوکئا ارائه شده و مورد قبول همگان قرار گرفت.

آشکار شدن اهمیت تجاری گلیسیرین به استفاده از دینامیت باز می‌گردد. آلفرد نوبل در سال ۱۸۶۶ با ساخت نیتروگلیسیرین و استفاده از آن در دینامیت که پایدار، قابل حمل و دارای قدرت انفجاری بسیار بالایی بود، گلیسیرین را به ماده‌ای با ارزش در تجارت جهانی به خصوص تجارت تسلیحاتی تبدیل کرد.

دینامیت تبدیل به اولین کاربرد گلیسیرین در دنیا شد و به طبع آن گلیسیرین تاثیر بسیار بزرگی بر توسعه صنعتی گذاشت زیرا دینامیت دسترسی به بسیاری از ذخایر معدنی و نفتی زیر زمین را ممکن کرده و مقدار زیادی از آن در ساخت راه‎های ریلی و دیگر پروژه‌های ساخت و ساز استفاده شد، که مشهورترین آن‌ها ساخت کانال پاناما بود که به ۴۰۰۰ تن گلیسیرین و ۸۰۰۰ هزار تن ماده منفجره نیاز داشت.

جالب است بدانید که گلیسیرین نقش بزرگی در طبیعت بازی کرده و یکی از شگفتی‌های آن محسوب می‌شود. این ماده شیمیایی به فرآیند زندگی گره خورده و قسمتی از بدن تمام سلول‌های زنده است. این ماده شیمیایی به طور طبیعی در شراب‌ها، آبجو‌ها، نان و سایر محصولات تخمیری حاصل از دانه‌ها و شکرها تولید شده و در طبیعت به شکل تری گلیسیرید یافت می‌شود.

خواص گلیسیرین

همانطور که در ابتدای یادداشت نیز ذکر شده است گلیسیرین مایعی شفاف، بی‌رنگ و بو با طعمی شیرین است که با داشتن سه گروه هیدروکسیل، الکلی نوع سوم محسوب می‌شود. این ماده شیمیایی در ۱۸ درجه سانتی‌گراد ذوب شده و در ۲۹۰ درجه سانتی‌گراد خواهد جوشید. ویسکوزیته گلیسیرین بسیار بالاست و برابر با ۱,۵ پاسکال بر ثانیه.(معادل ۱۵ پوآز) است. گلیسرول دانسیته‌ای برابر با ۱.۲۶۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب دارد و نقطه اشتعال آن ۱۶۰ درجه سانتی‌گراد است. این ماده شیمیایی با فرمول C۳H۸O۳ دارای ۶ اتم سنگین و به هر میزانی در آب حل می‌شود، اما در اترها و الکل‌ها خیلی کم حل خواهد شد.

گلیسیرین در بنزن، کربن تتراکلرید، کلروفرم و دی سولفید کربن و غیره حل نخواهد شد. چگالی بخار آن برابر با ۳,۱۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و فشار بخار آن ۰.۰۰۳ میلیمتر جیوه در ۵۰ درجه سانتی‌گراد است. مخلوط گلیسیرین با آب و اتانول و پروپیلن گلیکول به طور شیمیایی پایدار است تا ۲۰ درجه سانتی‌گراد ذوب نخواهد شد، اما این ماده شیمیایی آلی در ۳۹۳ درجه سانتی‌گراد به خودی خود آتش خواهد گرفت و در صورت تجزیه بر اثر گرما ماده سمی آکرولین را تولید خواهد کرد. گلیسیرین دارای pH ۵.۵ تا ۸ است و بهترین شرایط نگهداری این ماده شیمیایی در دمای ۲ تا ۸ درجه سانتی‌گراد است.

مشخصات فنی گلیسیرین

نام شیمیایی :گلیسیرین | Glycerin

فرمول شیمیایی :C3H8O3

دمای ذوب : 17.8 درجه فارنهایت

دمای جوش : 554 درجه فارنهایت

حلالیت در آب : قابل حل است.

شکل ظاهری :مایع شیرین ، شفاف ، بی بو و چسبناک

گرید محصول : صنعتی و خوراکی

نحوه تهیه گلیسیرین

گلیسیرین معمولا از منابع گیاهی و جانوری جایی که تری گلیسیرید‌های استری گلیسرول با زنجیره‌ای طولانی اسید کربکسلیک قرار دارد، تهیه می‌شود. هیدرولیز، صابونی کردن یا استری کردن این تری گلیسریدها تولید گلیسیرین و اسید چرب می‌کند.

تری گلیسیرید در حضور سود سوزآور با گرمادهی تبدیل به گلیسیریل و نمک چرب سدیم(صابون) خواهد شد. یک منبع معمول برای تهیه گلیسیرین شامل دانه‌های سویا یا پالم است، پیه حیوانی نیز به عنوان منبع دیگری برای تهیه گلیسیرین محسوب می‌شود. گلیسرول از تری‌ گلیسیریدها در مقیاسی وسیع تولید شده، اما محصول خام به دست آمده بر اساس منبع دارای کیفیت‌های متفاوتی است که به طبع دارای قیمت‌های متفاوتی هم خواهد بود. البته تمام محصولات قابلیت خالص‌سازی را دارند ولی فرآیند آن گران قیمت خواهد بود. بعضی از گلیسیرین‌ها برای به دست آوردن انرژی سوزانده می‌شود و اما ارزش گرمایی آن پایین است.

گلیسرول خام حاصل از هیدرولیز تری گلیسیریدها را می‌توان با استفاده از کربن فعال، خالص‌سازی و ناخالصی‌های آلی آن را پاک کرد. همچنین با استفاده از باز، استرهای گلیسرول که وارد واکنش نشده‌اند نیز حذف شده و با فرآیند تبادل یونی نمک‌های موجود حذف خواهند شد. گلیسیرین با خلوص بالا (بیشتر از ۹۹,۵ درصد) توسط تقطیر چند مرحله‌ای به دست آمده و همچنین روش جوشاندن در خلاء با دمای ۲۹۰ درجه سانتی‌گراد نیز موثر خواهد بود.

روش دیگر برای تهیه گلیسیرین استفاده از پروپیلن است. در این روش مصنوعی تهیه گلیسیرین، از فرآیند اپی‌کلروهیدرین استفاده می‌شود. این فرآیند شامل کلرینه کردن پروپیلن برای تهیه آلیل کلرید است، که با اکسید کردن هیپوکلریت به دی کلروهیدرین تبدیل می‌شود. دی کلروهیدرین با بازی قوی واکنش داده و اپی‌ کلروهیدرین به دست خواهد آمد. این ماده شیمیایی برای به دست آوردن گلیسیرین هیدرولیز خواهد شد. همچنین فرآیند مصنوعی دیگری نیز بدون حضور کلر با سنتز گلیسرول از آکرولین و اکسید پروپیلن وجود دارد. اما این فرآیندها به علت کم شدن تقاضای گلیسیرین و تولید بالا دیگر اقتصادی نیست.

انواع گلیسیرین

  1. گلیسیرین گیاهی: این ماده از گیاهان سرشار از چربی های تری گلیسیرید به دست می آید از روغن سبزی‌ها و گیاهانی مانند روغن نخل، روغن هسته خرما و روغن نارگیل، تحت فشار و یا در طی واکنش با باز های قوی مانند سدیم هیدروکسید تولید می‌گردد.

این عملیات موجب می شود تا گلیسیرین موجود، از اسیدهای چرب جدا شود و با آب مخلوط گردد.

در نتیجه محصول نهایی که یک مایع بی بو و دارای طعم شیرین است حاصل می گردد.

  1. گلیسیرین حیوانی: به‌ وسیله چربی‌ های حیوانی طی فرآیند تولید صابون تولید می‌شود. هیدرولیز چربی های گیاهی و یا حیوانی با کمک سدیم هیدروکسید می تواند بیشترین حجم تولیدی گلیسرول به روش طبیعی را تولید نماید.
  1. گلیسیرین سنتزی: توسط قند عصاره نیشکر یا ذرت و همین‌طور پروپیلن به دست می‌آید. از تقطیر نفت، پروپیلن به دست می آید. در نهایت گلیسیرین نیز با اضافه کردن کلر به مولکول و سپس هیدرولیز کردن تری کلروپروپان تولید می گردد. محصول تولید شده از روش سنتزی یا مصنوعی به دلیل خلوص 99.7 درصد در کاربردهای دقیق تری به خصوص در بیوتکنولوژی و ساخت داروها استفاده می شود.

کاربرد های گلیسیرین

کاربرد گلیسیرین در محصولات آرایشی و بهداشتی:

در فرمولاسیون محصولات مراقبت شخصی برای روان کنندگی و به عنوان نرم کننده در بسیاری از محصولات مراقبتی پوست ومو که رطوبت باید در حد مطلوبی باشد استفاده می شود.

به عنوان ماده اصلی برای جلوگیری از سختی و خشکی خمیر دندان در تیوب ها استفاده می شود و تقریبا یک سوم استفاده این ماده در محصولات مراقبت شخصی در خمیر دندان ها است.

کرم های حاوی این ماده می توانند رطوبت بیشتری را نسبت به کرم های ساخته شده از هیالورونیک اسید و یا روغن های سیلیکونی جذب نمایند و مانع از، از دست دادن آب شود.

گلیسرول به‌ طور گسترده در تولید محصولات مراقبت از مو، شامپوها، صابون‌ها و کرم‌های آرایشی برای ایجاد نرمی، صافی و یکدستی مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده به دلیل رایحه دار کردن ، دوئدورانت، نرم کنندگی مو، کاهش ویسکوزیته و… نیز در این صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

در صابون های شفاف این ماده معمولا تا حدود 15 الی 20 درصد مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند موجب مرطوب سازی پوست شوند.

کاربرد گلیسیرین در صنایع دارویی

برای حل کردن دارو ها ، رطوبت بخشی به قرص ها و افزایش ویسکوزیته داروهای مایع استفاده می شود.

این ماده در شربت سرفه ، داروهای درمان عفونت گوش، به عنوان حامل برای آنتی بیوتیک ها و ضد عفونی کننده و پلاستی سایزر در کپسول های پزشکی استفاده می شود.

در داروهای قلبی، شیاف‌ها و ضد سرفه‌ها کاربرد دارد.

برای کاهش فشار داخل جمجمه به‌صورت وریدی برای جلوگیری از تورم مغز به کار می‌رود.

مکمل‌های خوراکی گلیسرول ممکن است به کاهش فشار بیش‌ازحد چشم، ناشی از اختلالات چشم مانند گلوکوم (glaucoma) کمک کند.

محصول فوق می تواند به صورت خوراکی ، با رساندن آب کافی به روده ها سبب جلوگیری از یبوست شود.

این ماده به‌عنوان یک مرطوب‌کننده برای درمان و پیشگیری از خشکی، زبری پوستی، خارش و تحریکات جزئی پوست استفاده می‌گردد.

کاربرد گلیسیرین در صنایع غذایی

گلیسیرین یک شوگر الکل به حساب می آید و در لیست ترکیبات موجود در مواد غذایی در دسته ی کربوهیدرات ها قرار می گیرد.

اتحادیه ی اروپا این محصول را در گرید خوراکی با شماره ی E422 معرفی نموده است.

مقدار کالری این ماده در هر گرم 4.3 می باشد و شیرینی آن نسبت به ساکارز حدود 75 درصد است.

به‌عنوان یک روان کننده (عامل مرطوب‌کننده)، ضخیم کننده و حجم دهنده در شیرینی‌پزی استفاده شود

به عنوان حلال یا شیرین‌کننده برای محصولات لبنی (کرم) استفاده شود

نگه‌دارنده در کنسروها، میوه‌های فرآوری شده، تولید مربا و سایر مواد غذایی اضافه شود.

به عنوان عامل نرم کننده در نان، کیک، گوشت ، پنیر و شکلات استفاده می شود.

برای جلوگیری از تشکیل کریستال‌های یخ در غذاهای یخ‌زده مانند ماست، بستنی و سایر دسرها استفاده می‌شود.

اغلب میوه های خشک برای حفظ رطوبت به آن ها گلیسیرین افزوده می شود. این ماده در میوه های خشک مانع می شود تا این میوه ها رطوبت خود را از دست بدهند و خشک و شکننده شوند.

برای ورزشکاران نیز این ماده برای حفط آب بدن مورد استفاده قرار می گیرد.

پایه این درجه محصول الزاماً گیاهی نیست و ممکن است طبق روش‌های ذکرشده به‌ دست‌ آمده باشد.

منبع گلیسیرین (روغن حیوانی یا سبزی‌ها، نفتی) که در یک محصول غذایی استفاده می‌شود معمولاً بر روی برچسب غذایی ذکر نمی‌شود.

کاربرد گلیسیرین در ساخت مواد منفجره

گلیسرول یکی از مواد اولیه ی مورد استفاده در تولید نیتروگلیسیرین و در نتیجه تولید مواد منفجره ای مانند دینامیت می باشد.

این ماده از مخلوط نمودن و واکنش بین گلیسرول، اسید نیتریک و اسید سولفوریک به وجود می آید.این ماده ی روغنی به وجود آمده وقتی در برابر حرارت قرار می گیرد منفجر می شود.

کاربرد گلیسیرین صنعتی در ساخت ضد یخ

به دلیل نقطه ی انجماد پایین این ترکیب، glycerol اولین ضد یخ مورد استفاده در رادیاتور ماشین ها به حساب می آید. اگر چه امروزه اتیلن گلیکول ها توانستند جایگزین این ماده شوند اما همچنان در فرمولاسیون ضد یخ ها می توان ترکیب یک گلیکول، یک الکل و گلیسرول را مشاهده نمود.

کاربردهای دیگر گلیسیرین

کاربرد در تولید کف‌پوش‌های ساختمان، گریس‌ها، رنگ‌ها و حلال‌های شیمیایی از دیگر مزایای این محصول است.

گلیسیرین می تواند به عنوان عامل نگه دارنده رطوبت در تنباکو برای جلوگیری از ایجاد طعم ناخوشایند استفاده شود.

در صنایع تولید کاغذ این ماده به عنوان پلاستی سایزر و روان کننده استفاده می شود.

هم چنین در صنعت نساجی برای نرمی پارچه و نخ به کار برده می شود.

تولید گلیسیرین

منبع اصلی گلیسیرین بافت چربی جانوران و گیاهان (روغن زیتون) است. منبع عمده تهیه گلیسیرین، تولید آن از واکنش صابونی شدن است. در فرآیند صابونی شدن، چربی با قلیا وارد واکنش شده و صابون و گلیسیرین را تولید میکند و بعد از جداسازی و تقطیر، گلیسیرین بدست میآید. گلیسیرین در چربیها به صورت ترکیب با اسید پالمتیک (اسید موجود در خرما)، اسیداستئاریک، اسید اولئیک است. گلیسیرین همچنین در زرده تخم مرغ هم وجود دارد. در مغز انسان، گلیسیرین به صورت اسید منو گلیسیریک وجود دارد.

استخراج گلیسیرین از منابع آن

شکافتن چربیها به اجزا سازندهاش در آب با سه روش انجام میگیرد:

افزودن باز (قلیا) این روش سادهترین و قدیمیترین شیوه تولید صابون است.

بعد از واکنش صابونی شدن، گلیسیرین به صورت محلول با آب در لایه زیرین صابون قرار میگیرد.

افزودن آب آهک واکنش آب آهک با چربی، در فشار 10atm و در دمای 127 درجه سانتیگراد انجام میگیرد و گلیسیرین به صورت مخلوطی از اسیدهای چرب بدست میآید که بعدا جداسازی میشود.

نکات ایمنی گلیسیرین

اشتعال زا

این ماده قابل‌احتراق است

فروش انواع گلیسیرین دارویی و خوراکی

شرکت نوین سپهر سانیار به عنوان یکی از با سابقه ترین شرکت های واردکننده و تامین کننده مواد شیمیایی سعی بر آن دارد تا بتواند مواد شیمیایی را با بهترین کیفیت، بهترین قیمت و کوتاه ترین زمان ممکن به مشتریان خود برساند. لطفا جهت خرید یا استعلام قیمت فروش گلیسیرین خوراکی/غذایی/دارویی به قسمت تماس با ما مراجعه فرمایید.

منابع:

https://fa.wikipedia.org

https://en.wikipedia.org/wiki/Glycerol

https://daneshyari.com/isi/articles/glycerol