فسفریک اسید
اسید فسفریک علاوه بر اینکه به طور طبیعی در بسیاری از میوهها وجود دارد، یک اسید معدنی است که از ماده معدنی فسفر به دست میآید. اسید فسفریک برای اسیدی کردن غذاها و نوشیدنیها استفاده میشود و به عنوان نقطه شروع برای تولید بسیاری از مشتقات فسفات عمل میکند. اسید فسفریک خالص به طور گستردهای به عنوان یک نگهدارنده، اسیدولانت، عامل بافر، و مکمل در صنایع غذایی، نوشیدنی و داروسازی استفاده میشود. از این رو، انتظار میرود رشد این صنایع در نهایت تقاضای اسید فسفریک خالص را افزایش دهد. اسید فسفریک خالص به به عنوان یک افزودنی غذایی به ویژه در تولید نوشابه و محصولات غذایی استفاده میشود.اسید فسفریک یک جزء حیاتی در فرآیندهای مختلف صنعتی است که آن را به یک ماده غیرقابل جایگزین در زمینههای گوناگون صنعتی تبدیل میکند. تطبیق پذیری و سازگاری آن با طیف وسیعی از مواد شیمیایی دیگر، فسفریک اسید را به گزینهای مناسب برای بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. بیشترین مصرف اسید فسفریک در ساخت نمکهای فسفاته است. اسید فسفریک معمولاً در ساخت کودها، مواد شوینده و افزودنیهای غذایی استفاده میشود. همچنین در صنعت فولاد و مواد شیمیایی نیز کاربرد دارد. کاربردهای دیگر شامل آبکاری فلز، دباغی، پارچه و چوب نسوز و تولید شیشه و سرامیک است.
شیمی فسفریک اسید
اسید فسفریک که به نام اسید اورتوفسفریک نیز شناخته میشود یک اسید تری پروتیک است، یعنی میتواند سه یون هیدروژن را در آب حل کند. خواص اسید فسفریک به غلظت و دمای آن بستگی دارد.
خواص فیزیکوشیمیایی فسفریک اسید
- فورمول مولکولی: H3PO4
- جرم مولی: 99 گرم بر مول
- چگالی: 834 گرم بر سانتیمتر مکعب
- ترکیب آلی کریستالی، بی رنگ و بی بو
- مایعی شفاف و کمی چسبناک
- طعم کمی ترش
- نقطه جوش بالا (بالاتر از آب)
- پایداری حرارتی عالی و هدایت پروتون بالا
تولید اسید فسفریک گرید غذایی
فرایند مرطوب تولید اسید فسفریک شامل واکنش بین سنگ فسفات و اسید سولفوریک است. روش دیگر تولید اسید فسفریک، فرآیند حرارتی است که شامل ذوب سنگ فسفات با کک و سیلیس است. اسید فسفریک گرید غذایی از اسید فسفریک صنعتی تولید میشود که حاوی انواع ناخالصیها است. کاتیونهایی مانند آرسنیک، کادمیوم، سترونشيوم، پلاتین و ثوريوم و آنیونهایی مانند کلرید، فلوئورید و سولفات و مواد آلی باید حذف شوند.
کاربرد اسید فسفریک در صنایع غذایی و نوشیدنی
اسید فسفریک به طور معمول برای کنترل pH در صنایع غذایی استفاده میشود. شفاف سازی آبمیوهها و تصفیه روغنهای خوراکی از جمله کاربردهای آن هستند. همچنین در ساخت محصولات پنیر، چربیها، شورتنینگها و نوشابهها به ویژه کولا استفاده میشود. به عنوان یک ماده نگهدارنده، اسیدی کننده و طعمدهنده عمل میکند و طعم و بافت این محصولات را بهبود میدهد. در نوشیدنیهای گازدار تیره و مرباها کاربرد گسترده دارد.
- تقویت کننده طعم و امولسیفایر
اسید فسفریک همچنین به عنوان تقویت کننده طعم و امولسیفایر در محصولات غذایی مانند سسها و اقلام شیرینی پزی استفاده میشود. اسید فسفریک 85 درصدی برای این کاربردها ایده آل است، زیرا به ایجاد طعم تند و بهبود پایداری این محصولات کمک میکند. - اصلاح کننده پروتئین
این افزودنی همچنین در غذاها و نوشیدنیهایی استفاده میشود که سطح پروتئین بالایی دارند. به خصوص در محصولات لبنی، نمکهای اسید فسفریک از نظر شیمیایی ساختار پروتئین را تغییر میدهند و احتمال انعقاد را افزایش میدهند. به عنوان مثال میتوان به پنیر خامهای، پنیر سفید و دوغ اشاره کرد. - افزایش ماندگاری
باکتریها و کپکها در مواد غذایی و نوشیدنیهای شیرین رشد میکنند. اسید فسفریک رشد میکروبی را مهار میکند که باعث افزایش ماندگاری میشود. اسید فسفریک وقتی به گوشتهای فرآوری شده (سوسیس و کالباس) اضافه میشود، بافت آنها را تثبیت میکند و ماندگاری را افزایش میدهد. - بهبود تخمیر
اسید فسفریک به عنوان یک منبع غذایی برای مخمر عمل میکند و اغلب به عنوان یک جزء برای مخمر کردن محصولات پخته شده استفاده میشود. جوش شیرین به اضافه اسید فسفریک، بیکینگ پودر را ایجاد میکنند. برای محصولات پخته شده مانند کلوچهها و کیکها استفاده میشود. - نگهدارنده
از فسفریک اسید برای نگهداری مواد غذایی فاسد شدنی مانند قارچ یا سیب زمینی کنسرو شده استفاده میشود. علاوه بر این، اسید فسفریک به عنوان یک عامل آنتی اکسیدانی عمل میکند که به حفظ رنگ میوهها و سبزیجات کمک میکند.
کاربرد فسفریک اسید در صنایع شیمیایی
توانایی فسفریک اسید برای عمل به عنوان یک اسید و یک عامل کیلیت، آن را به یک ماده سازگار و پرمصرف تبدیل کرده است. اسید فسفریک یک الکترولیت اسیدی معدنی منحصر به فرد است که به طور کلی در پیلهای سوختی به کار میرود. در پیل سوختی خصوصیاتی از قبیل فراریت کم، هدایت یونی خوب، پایداری بالا (200 درجه سانتیگراد)، تحمل دی اکسید کربن و مونوکسید کربن نشان میدهد. اسید فسفریک همچنین در تولید رزینهای مصنوعی و بازدارندههای شعله استفاده میشود. همچنین در ضد زنگ، حکاکی و پوشش فلزی استفاده میشود و یک واسطه یا معرف در بسیاری از فرآیندهای تولید است. اسید فسفریک معمولاً به عنوان یک عامل ضد رسوب به سیستمهای آب و تصفیه آب اضافه میشود زیرا از تجمع رسوبات در لولهها جلوگیری میکند.
کاربرد فسفریک اسید در صنایع شوینده
ظرفیت فسفریک اسید در نرم کردن آب و از بین بردن چربی، آن را به یک عنصر ایدهآل در فرمولاسیونهای مختلف پاککننده تبدیل میکند. دی سدیم فسفات، ترکیبی که از اسید فسفریک به دست میآید، معمولاً در محصولات تمیزکننده مانند مایعهای ظرفشویی استفاده میشود.
کاربرد فسفریک اسید در تولید کود
اسید فسفریک یک عنصر اولیه در کودهای مختلف (به خصوص کودهای فسفاته) است، زیرا برای رشد و نمو گیاه ضروری است. فسفریک اسید مواد مغذی ضروری را برای محصولات کشاورزی فراهم میکند و شرایط خاک سالم را بهبود میبخشد.
