اسید استیک - از تولید پلاستیک تا مواد غذایی

اسید استیک، با فرمول شیمیایی CH₃COOH و نماد رایج AcOH، یک ترکیب آلی است که به صورت مایع بی‌رنگ و با طعم ترش و بوی تند شناخته می‌شود.

رپرتاژ آگهی: این ماده همچنین به نام‌های دیگری همچون اتانوئیک اسید، متان کربوکسیلیک اسید و گاهی اسید استیک یخبندان (اسید استیک بی‌آب) نیز شناخته می‌شود. اسید استیک یک حلال پروتیک آبدوست (قطبی) است که مشابه اتانول و آب عمل می‌کند. توانایی حل کردن ترکیبات قطبی و غیرقطبی با قدرت ساکن نسبی متوسط آن، اسید استیک را به ماده‌ای شیمیایی مفید تبدیل کرده است.

به عنوان یک اسید ضعیف، اسید استیک تنها بخشی از محلول استخراج می‌شود. با این حال، در حالت غلیظ خورنده است و می‌تواند به پوست آسیب برساند. این اسید ضعیف تنها زمانی تجزیه کامل می‌شود که با یک باز قوی واکنش دهد.

اسید استیک در صنعت برای تهیه استات‌های فلزی که در برخی فرآیندهای چاپ استفاده می‌شوند، به کار می‌رود. همچنین، این ترکیب آلی خواص ضدباکتریایی دارد و ممکن است به حل شدن لیپیدها و تجمع اسیدهای چرب روی غشای سلولی کمک کند. به همین دلیل، از اسید استیک در تولید مواد ضدعفونی‌کننده نیز استفاده می‌شود.

تاریخچه اسید استیک

اسید استیک قدمتی بسیار طولانی دارد که می‌توان آن را همزمان با تمدن بشری دانست. در اکتشافات اخیر باستان‌شناسان، آثاری از وجود سرکه کشف شده است که نشانگر قدمت سرکه و در واقع همان اسید استیک می‌باشد.

اگر بخواهیم تاریخ تولید و استفاده از اسید استیک را مورد بررسی قرار دهیم، باید گفت که جابربن حیان، شیمیدان و دانشمند ایرانی قرن هشتم هجری قمری، اولین فردی بود که توانست اسید استیک را از سرکه با استفاده از عمل تقطیر فرآوری کند.

در سال ۱۸۴۷ میلادی، هرمان کولب، شیمیدان آلمانی، موفق به تولید اسید استیک با استفاده از مواد معدنی شد. اما برای اولین بار، شرکت مونسانتو در دهه ۱۹۶۰ میلادی اقدام به تولید اسید استیک در مقیاس صنعتی کرد و روش‌هایی را ارائه داد که در بخش سنتز اسید استیک به آن پرداخته‌ایم. قبل از این دستاورد، تولید اسید استیک عمدتاً از طریق تقطیر مشروبات الکلی یا چوب انجام می‌شد.

اسید استیک صنعتی:

اسید استیک صنعتی علاوه بر قابلیت انحلال در آب، توانایی ترکیب و واکنش با عناصری چون پتاسیم، روی و سدیم را دارد. این واکنش‌ها در نهایت منجر به تولید هیدروژن می‌شود که یک ماده اشتعال‌زا است. به همین دلیل، اسید استیک صنعتی در استفاده و حمل‌ونقل باید با احتیاط‌های ویژه‌ای همراه باشد تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.

اسید استیک خوراکی:

اسید استیک علاوه بر کاربردهای صنعتی، در بخش خوراکی نیز استفاده فراوانی دارد. در این بخش، اسید استیک به نام سرکه شناخته می‌شود که طعمی ترش و تیز دارد. سرکه خواص اسیدی بسیار کمتری نسبت به اسید استیک صنعتی دارد و از تخمیر اتانول به دست می‌آید. میزان غلظت اسید استیک در سرکه برای مصارف پخت و پز حدود ۵ درصد است، اما در ترشی‌ها این مقدار می‌تواند تا ۱۸ درصد هم برسد.

طرز تهیه اسید استیک:

اسید استیک معمولاً در مقیاس صنعتی از طریق تخمیر باکتریایی تولید می‌شود، اما روش‌های دیگری مانند کربونیل کردن متانول نیز برای تولید آن استفاده می‌شود.

1. تولید اسید استیک از طریق تخمیر: در این روش، برخی باکتری‌ها مانند Acetobacter با تخمیر اتانول، اسید استیک تولید می‌کنند. این فرآیند در محیط‌های آبی و هوای غنی از اکسیژن انجام می‌شود و اساساً در تولید سرکه کاربرد دارد.

2. کربونیل کردن متانول: یکی از روش‌های رایج برای تولید اسید استیک صنعتی، کربونیل کردن متانول است که در این فرآیند، متیل یدید به عنوان واسطه عمل می‌کند.

   این روش دو فرآیند اصلی دارد که برای تولید اسید استیک در صنعت استفاده می‌شوند:

   • فرآیند مونسانتو: که از کاتالیزور رادیوم استفاده می‌کند.

   • فرآیند کاتیوا: که از کاتالیزور ایریدیوم استفاده می‌کند.

   سایر روش‌های تولید اسید استیک شامل اکسیداسیون استالدهید، اکسیداسیون اتیلن، و تخمیر هوازی و غیر هوازی هستند، اما هیچکدام نمی‌توانند با روش کربونیل شدن متانول رقابت کنند.

3. تولید اسید استیک به عنوان محصول جانبی: در برخی واکنش‌ها مانند واکنش استیک انیدرید با اسید سالیسیلیک (که در تولید آسپرین به کار می‌رود)، اسید استیک به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌شود.

این روش‌ها نشان‌دهنده تنوع فرآیندهای شیمیایی برای تولید اسید استیک به‌ویژه در مقیاس صنعتی هستند.

کاربردهای اسید استیک

اسید استیک (جوهر سرکه) در بسیاری از صنایع و فرآیندهای مختلف کاربرد دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن عبارتند از:

1. تولید مونومر وینیل استات: اسید استیک به عنوان ماده اولیه در تولید وینیل استات استفاده می‌شود که خود برای تولید پلیمرهای وینیل مانند پلی وینیل استات (PVA) کاربرد دارد.

2. تولید سرکه خانگی: سرکه خانگی معمولاً حاوی ۴-۵% اسید استیک است که از تخمیر اتانول به دست می‌آید و به عنوان یک ماده غذایی و طعم‌دهنده استفاده می‌شود.

3. استفاده در تولید روغن‌ها: در فرآیند تولید برخی روغن‌ها و چربی‌ها از اسید استیک استفاده می‌شود.

4. پیش‌ساز پلی استایرن و استات سلولز: اسید استیک برای تولید پلی استایرن و استات سلولز که در صنایع مختلف مانند فیلم‌سازی و پوشش‌ها کاربرد دارند، استفاده می‌شود.

5. تبلور مجدد برای خالص‌سازی ترکیبات آلی: اسید استیک به عنوان حلال در تبلور مجدد برای خالص‌سازی ترکیبات آلی استفاده می‌شود.

6. تولید نمک‌های آلی یا معدنی: این اسید به منظور تولید نمک‌های مختلف از جمله استات‌های فلزی استفاده می‌شود.

7. مهم به عنوان معرف شیمیایی: اسید استیک در تولید انواع ترکیبات شیمیایی مانند استات‌ها، استرها و نمک‌ها به عنوان یک معرف شیمیایی مهم عمل می‌کند.

8. تولید استات سلولز برای فیلم عکاسی: استات سلولز به عنوان یک ماده اصلی در تولید فیلم‌های عکاسی و فیلم‌های حساس به نور استفاده می‌شود.

9. ماده ضد باکتریایی: به دلیل خاصیت ضد باکتریایی، اسید استیک در تولید مواد ضدعفونی‌کننده مانند شوینده‌ها و ضد عفونی‌کننده‌های خانگی کاربرد دارد.

10. استفاده در پلی وینیل استات برای چسب چوب: اسید استیک در تولید پلی وینیل استات (PVA) که در ساخت چسب چوب استفاده می‌شود، نقش دارد.

11. کاربرد در فرآیندهای رنگرزی: در صنعت رنگرزی برای تثبیت رنگ‌ها و بهبود ویژگی‌های رنگ‌ها، از اسید استیک استفاده می‌شود.

12. تولید الیاف و پارچه‌های مصنوعی: اسید استیک در تولید الیاف مصنوعی و پارچه‌های مختلف مانند نایلون و سایر مواد مصنوعی به کار می‌رود.

13. تولید لاستیک: در فرآیند تولید لاستیک و مواد پلیمری خاص، اسید استیک به عنوان ماده‌ای کمک‌کننده استفاده می‌شود.

14. کشاورزی - علف‌کش و آفت‌کش: اسید استیک در کشاورزی به عنوان یک علف‌کش و آفت‌کش برای کنترل علف‌های هرز و آفات کشاورزی کاربرد دارد.

15. تولید مواد رسوب‌زدا: اسید استیک به عنوان یک ماده رسوب‌زدا در صنایع مختلف برای پاکسازی تجهیزات از رسوبات معدنی استفاده می‌شود.

16. تولید دی متیل ترفتالات (DMT): اسید استیک در صنعت پتروشیمی به عنوان یک ماده اولیه در تولید دی متیل ترفتالات (DMT) که در تولید پلی‌استرها کاربرد دارد، استفاده می‌شود.

17. در علم پزشکی: اسید استیک به عنوان یک روش درمانی در علم پزشکی، به ویژه برای درمان سرطان با تزریق مستقیم به تومورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

18. نقش در متابولیسم کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها: اسید استیک در فرآیندهای بیوشیمیایی و متابولیسم کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها نقش دارد و در تنظیم برخی از واکنش‌های حیاتی بدن مؤثر است.

19. در صنایع غذایی: اسید استیک به عنوان تنظیم‌کننده اسیدیته و چاشنی در صنایع غذایی به کار می‌رود و با کد افزودنی غذایی E۲۶۰ شناخته می‌شود.

این گستردگی کاربردها نشان‌دهنده اهمیت اسید استیک در صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، پزشکی، شیمیایی و صنعتی است.