بی کربنات سدیم (NaHCO₃) | تولید، کاربردها

بی کربنات سدیم (NaHCO₃) یا همان جوش شیرین معروف، یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی تولید شده در صنایع است که مدت‌هاست جایگاه پایداری را برای خود در صنایع مختلف ایحاد و حفظ کرده است. این ماده به فراوانی و توسط روش‌های مختلفی در کشورهای جهان تولید می‌شود و سپس در صنایع پایین‌دست و برای تولید دیگر مواد استفاده می‌شود.

در ادامه مطلب به مطالبی پیرامون این ماده پرکابرد و موثر خواهیم پرداخت و امیدواریم مورد عنایت شما قرار گیرد.

بی کربنات سدیم چیست؟

بی کربنات سدیم با همان جوش شیرین معروف در بین ایرانیان با فرمول مولکولی (NaHCO₃) یکی از پر مصرف‌ترین و محبوب‌ترین مواد شیمیایی در جهان است. این ماده با تولید بیش از ۱۰۰۰۰۰تن در سال در کتار موادی همچون اسید سولفوریک سکه رایج بازار مواد شیمیایی هستند. بی کربنات سدیم بدون بو، بدون طعم ، جاذب رطوبت و بوگیر است.

جوش شیرین یکی از پرکابرد ترین ماده‌ها در صنعت مواد غذایی است و بیشتر به عنوان به عمل آورنده و متخلل‌کننده خمیر در صنعت نان استفاده می‌شود. همچنین این ماده به عنوان ماده اصلی مواد بهداشتی بوگیر استفاده می‌شود و در صنعت داروسازی به عنوان خنثی‌کننده یا آنتی دوت دارهای ضد افسردگی مانند فلوکستین کاربرد دارد.

خواص و ویژگی‌های بی کربنات سدیم

در جدول زیر برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های قابل ذکر برای بی کربنات سدیم را آورده‌ایم. شما می‌توانید از طریق کدها و شناسه‌های زیر به اطلاعات عمیق‌تر و علمی‌تری پیرامون سدیم هیدروژن کربنات دست پیدا کنید.

قیمت بی کربنات سدیم

روش‌های تولید بی کربنات سدیم

به نظر می‌رسد تولید بی کربنات سدیم به سال ۱۷۹۱ و فردی به نام سلوی باز می‌گردد. واکنش یا همان فرایند سلوی بین مواد آمونیاک، کلرید سدیم، دی اکسید کربن و آب انجام شده و محصول واکنش که سدیم هیدروژن کربنات می‌باشد به صورت رسوب از ظرف یا راکتور واکنش خارج می‌شود.

گام اول

در این مرحله اول از فرآیند Solvay، آب نمک، محلولی از نمک و آب، تصفیه می‌شود. تصفیه آب نمک تضمین می‌کند که ناخالصی ها با بقیه فرآیند تداخل نداشته باشند و عملکرد کربنات سدیم را بهبود می‌بخشد.

از آنجایی که آب دریا حاوی ناخالصی‌های بیشتری نسبت به نمک است، آب نمک مورد استفاده در فرآیند Solvay معمولا از معادن نمک زیرزمینی می‌آید. عمده‌ترین ناخالصی‌های موجود در نمک، نمک های کلسیم، منیزیم و آهن هستند. این ناخالصی‌ها با پیش تصفیه آب نمک با آهک و خاکستر سودا و همچنین با آمونیاک ملایم و دی اکسید کربن در برج شستشو حذف می‌شوند.

سپس آب نمک را در مخازن بزرگ نگهداری می‌کنند تا ناخالصی های کربنات کلسیم، کربنات و هیدروکسید منیزیم و هیدروکسید آهن رسوب داده و ته نشین شود. این مرحله همچنین آب نمک را تا حدود 30 درصد غلیظ می‌کند.

گام دوم

در مرحله دوم فرآیند، آب نمک تصفیه شده به محفظه دیگری برده می‌شود، جایی که آمونیاک از آن عبور می‌کند. آمونیاک با کلرید سدیم به صورت گرمازا واکنش می دهد و آب نمک و گرما تولید می کند. این مخلوط سرد می شود و به محفظه کربناته دوم منتقل می شود که در آن CO_2 (به دست آمده از تجزیه حرارتی سنگ آهک CaCO_3 در دمای 900 درجه سانتیگراد برای تولید CaO وCO_2 از آب نمک آمونیه عبور داده می شود.

این واکنش منجر به تشکیل کلرید آمونیوم و بی کربنات سدیم می‌شود. با حل شدن دی اکسید کربن در آب و تشکیل H_2CO_3، پایه افزایش می‌یابد. در دماهای پایین و باز بودن محیط، کربنات هیدروژن سدیم رسوب می‌کند همچنین به نام بی کربنات سدیم نیز شناخته می‌شود؛ NaHCO_3.

بنابراین، شرایط کنترل شده در طول این مرحله برای رسوب مناسب و فیلتراسیون بی کربنات سدیم حفظ می شود. تعلیق با استفاده از یک فیلتر درام باز چرخشی فیلتر می‌شود.

گام سوم

در این مرحله، کربنات سدیم از تجزیه حرارتی بی کربنات سدیم از مرحله 2 تشکیل می‌شود. ابتدا بی کربنات سدیم فیلتر شده در درام شسته می شود تا کلرید آمونیوم و نمک حذف شود. سپس بی کربنات سدیم مرطوب را در یک کوره یا کوره دوار قرار می دهند که دارای خروجی گاز برای جمع آوری گازهای تکامل یافته است.

چرخش و خراش داخل کوره به جلوگیری از تشکیل توده در بی کربنات سدیم کمک می کند. کوره گرم می‌شود تا دی اکسید کربن آزاد شود و کربنات سدیم باقی می‌ماند. دی اکسید کربن آزاد شده در این مرحله مجددا استفاده می‌شود.

گام چهارم

کارایی فرآیند Solvay به بازیابی آمونیاک بستگی دارد، زیرا ارزش آمونیاک به مراتب بیشتر از خاکستر سودا است. در مرحله 4 فرآیند، از ستون تقطیر برای بازیابی آمونیاک استفاده می‌شود. در این مرحله از اکسید کلسیم تشکیل شده در طول گرمایش سنگ آهک استفاده می‌شود. ابتدا آهک با آب خاموش می‌شود تا هیدروکسید کلسیم تولید شود و سپس با کلرید آمونیوم واکنش داده و آمونیاک به دست می‌آید و در نهایت این آمونیاک بازیافت خواهد شد.

کاربردهای بی کربنات سدیم

بی کربنات سدیم کاربردهای بسیار گسترده‌ای در صنایع دارد. اگر بخواهیم به طور خلاصه به صنایع و سرفصل‌هایی از کاربرد بی کربنات سدیم اشاره کنیم می‌توانیم به صنایع فلزی، تصفیه آب، داروسازی، پخت گوشت و آشپزی، محصولات مراقبت شخصی، صنعت چرم و صنایع پخت و نان اشاره کنیم.

۱. محصولات مراقبت شخصی

کاربردهای صنعتی بی کربنات سدیم بیشتر در محصولات مراقبت شخصی یافت می‌شود. در صنعت مراقبت شخصی، از بی کربنات سدیم برای کمک به پاکسازی پوست استفاده می‌شود. از آنجایی که سدیم هیدروژن کربنات یک قلیایی ملایم است، می تواند به خنثی کردن مواد اسیدی روی پوست مانند عرق یا سایر ترشحات کمک کند.

همچنین به عنوان یک محلول بافر برای حفظ ثبات pH در محدوده های خاص استفاده می‌شود. علاوه بر این، در محصولات مراقبت از مو نیز استفاده می‌شود. تولید‌کنندگان محصولات مو از بی کربنات سدیم به دلیل توانایی آن در اتصال با روغن ها و چربی ها استفاده می‌کنند.

۲. صنعت داروسازی

بی کربنات سدیم یک پودر کریستالی سفید است که اغلب به عنوان یک ماده اولیه دارویی استفاده می‌شود. این یک جزء قلیایی است و می‌تواند برای فرمولاسیون محصولات خوراکی و موضعی استفاده شود. بی کربنات سدیم عمر مفید را بهبود می‌بخشد و طعم بسیاری از محصولات دارویی را بهبود می‌بخشد. همچنین می‌توان از آن به‌عنوان یک عامل ضد تارتار یا پوشاندن طعم‌های ناخوشایند در محصولات خوراکی استفاده کرد. در خمیر دندان، دهانشویه، آدامس و قرص‌های گلو استفاده شده است.

۳. صنعت چرم

بی کربنات سدیم یکی از مواد اولیه‌ای است که در دباغی چرم استفاده می‌شود. در فرآیند دباغی چرم، منبع پروتئین و چربی پوست را با مواد شیمیایی که فرم آن را حفظ می‌کند، جایگزین می‌کند و امکان استفاده طولانی مدت را فراهم می‌کند. این فرآیند با خیساندن چرم در محلول بی کربنات سدیم و آب به مدت تقریباً نه روز آغاز می شود.

بی کربنات سدیم به شل شدن فولیکول‌های مو و حذف کثیفی از پوست کمک می‌کند و سپس با دست بیرون می‌آید. پس از این مرحله، چرم را آبکشی کرده و با شل کردن مکانیکی آن خشک می‌شود. سپس در مخلوط آهک و آب به مدت چند ساعت یا چند روز در دمای اتاق خیس می‌شود. آهک به سفت شدن پوست کمک می‌کند و در عین حال کار با پوست را آسان‌تر می‌کند. در نهایت، ممکن است یک عامل دباغی مانند زاج یا نمک برای حفظ بیشتر فرم پوست اضافه شود.

۴. تصفیه آب

فرآیند تصفیه آب شامل حذف ناخالصی‌ها از آب و ایمن سازی آن برای مصرف است. دستگاه‌های تصفیه آب فلزات سنگین، سموم، باکتری ها و سایر آلاینده ها را از آب لوله کشی حذف می‌کنند. آنها را می‌توان در خانه یا محل کار شما نصب کرد تا کیفیت آب لوله کشی شما را بهبود بخشد، که نوشیدن و استفاده از آن را در کارهای روزمره مانند تهیه غذا یا شستن ظروف خوب می‌کند. مصارف صنعتی بی کربنات سدیم به کاهش فاضلاب در محل‌های دفن زباله با جلوگیری از نفوذ مواد سمی به خاک اطراف آنها کمک می‌کند.

عوارض بی کربنات سدیم

بی کربنات سدیم نیز به مانند هر ماده دیگری در صورت استفاده نابه جا می‌تواند مضر باشد و عوارضی را در پی داشته باشد. برخی از عوارض بی کربنات سدیم را در زیر آورده‌ایم. در ضمن لازم به ذکر است که این عوارض به صورت کامل اثبات نشده‌اند و تایید و کاربرد عملی آن‌ها نیاز به تحقیقات و مطالعات بیشتری دارد.

عوارض بی کربنات سدیم

۱. سردردهای شدید
۲. از دست دادن اشتها
۳. حالت تهوع یا استفراغ
۴. تحریک پذیری
۵. ضعف
۶. اصرار به دفع ادرار بیشتر
۷. کند شدن تنفس
۸. تورم در پاها یا پاها

منبع

Baking soda

Solvay process

Echemi