تیتانیوم دی اکسید و کاربرد آن در صنایع غذایی چیست؟

تیتانیوم دی اکسید از رنگدانه های غذایی بسیار مهم و اکسید طبیعی تیتانیوم است که به صورت پودری بدون بو وسفید رنگ است. از این ترکیب به مقدار فراوان در ترکیب مواد غذایی برای از بین بردن کدورت و تیرگی آن ها و دادن رنگ سفید به مواد غذایی استفاده می شود. به عبارتی برای دسترسی به غذاهای روشن تر از دی اکسیدتیتانیوم استفاده می شود.علاوه بر غذاها از این اکسید برای بهبود رنگ سفید در پلاستیک و محصولات کاغذی نیز استفاده می شود. مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با دی اکسید تیتانیوم  و کاربرد آن در صنایع غذایی آشنا می کند. قیمت تیتانیوم دی اکسید متفاوت خواهد بود، چون کیفیت این ترکیب با توجه به نوع کشورهای سازنده فرق می کند.

تیتانیوم دی اکسید چیست؟

دی اکسیدتیتانیوم پودری سفیدرنگ با فرمول مولکولی TiO_۲ بوده و نقطه ذوبی برابر با ۱۸۴۳ درجه سانتی گراد دارد. دی اکسیدتیتانیوم ماده ای غیرآتش زا بوده و دارای انحلال پذیری کمی است. به علت غیرسمی بودن، آن را در دسته ی مواد بی ضرر قرار می دهند. دی اکسیدتیتانیوم از لحاظ شیمیایی خنثی است. بیشتر خواص فیزیکی و شیمیایی دی اکسیدتیتانیوم را اندازه ذرات تشکیل دهنده و همچنین فاز کریستال آن تعیین می کند.

به دی اکسید تیتانیوم، تیتانیا نیز گفته می شود و تهیه آن از ایلمنیت، روتیل و آناتاز صورت می گیرد. بیشتر از دو سوم کل رنگدانه ها در ترکیب خود تیتانیا دارند. قیمت تیتانیوم دی اکسید با توجه به این که کاربرد آن در بسیار زیاد بوده و در سال ۲۰۱۴ بیشتر از ۹ میلیون تن از این ترکیب در جهان تولید شده است، رو به رشد است.

علت این که از تیتانیا به عنوان بهبود دهنده رنگ سفید استفاده می شود، توانایی آن در پراکندگی رنگ سفید و افزایش دادن میزان روشنایی آن است. اگر این ماده در مواد دارویی و غذایی استفاده شود، رنگ ها را واضح تر کرده و مانع تخریب اشعه ماوراءبنفش می شود.

ساخت و تولید تیتانیوم دی اکسید

وقتی عنصر تیتانیوم در محیط در مجاورت با اکسیژن قرار می گیرد، به اکسیدهای تیتانیوم تبدیل می شود. این اکسیدها در ترکیب مواد معدنی، سنگ ها، گرد و غبار و خاک وجود دارند. معمول ترین منبعی که به عنوان ماده اولیه برای تولید این ترکیب به کار برده می شود، ایلمنیت است. تبدیل این سنگ معدنی به دی اکسید تیتانیوم با استفاده از فرایند سولفات و یا کلرید انجام می شود. خالص سازی روتیل به عنوان ماده معدنی دیگری که به صورت شن و ماسه است، با کمک فرایند کلراید و یا فرایندهای دیگر انجام می شود.

فرایند سولفاته، به صورت دسته ای و فرایند کلرید به صورت فرایند مداوم انجام می شود. با هر فرایندی که تولید دی اکسیدتیتانیوم انجام شود، محصول به صورت بلور روتیل خواهد بود. تولید فرم آناتاز از این ماده با استفاده از فرایند سولفاته صورت می گیرد.

کاربرد دی اکسید تیتانیوم در صنایع غذایی

از دی اکسید تیتانیوم در ترکیب مواد غذایی چون سوپ ها، سس های سالادها، آب نبات ها، شیرینی، شکلات، شیر، غذاهای کنسروی و همچنین مکمل های ویتامین ها استفاده می شود. چون این ترکیب حتی در مقدار بسیار کم می تواند رنگ سفید در مواد غذایی را تقویت کرده و تیرگی آن ها را از بین ببرد. تیتانیایی که در مواد غذایی استفاده می شود، قطری برابر با ۲۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر داشته و مناسب برای پراکندگی نور ایده آل است. در نتیجه بهترین رنگ ممکن را برای ترکیبات غذایی فراهم می کند.

درصد خلوص دی اکسید تیتانیومی که در مواد غذایی به کار برده می شود، ۹۹ بوده و یکی از عوامل موثر در تعیین قیمت تیتانیوم دی اکسید نیز محسوب می شود. با کاربرد درصدهای بالا از این ترکیب، آلاینده هایی چون سرب، آرسنیک و جیوه، از این بابت کمتر در محیط پراکنده می شود.

کاربرد دی اکسید تیتانیوم در بسته بندی مواد غذایی

برای این که مدت زمان ماندگاری مواد غذایی در فروشگاه ها بالا رود، در بسته بندی های آن ها از دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود. با به کار بردن این نوع از بسته بندی ها در میوه ها، اتیلن کمتری تولید شده و دیرتر می رسند. همچنین وجود این ترکیب در بسته بندی ها، فعالیت های ضدباکتری و فوتوکاتالیتیکی را کم می کند.

کاربرد دی اکسید تیتانیوم در لوازم آرایشی

در ساخت مواد آرایشی و محصولات بدون نسخه ای چون رنگ ها، ضد آفتاب ها، رژ لب، کرم، پودرها، خمیر دندان و … از دی اکسیدتیتانیوم استفاده می شود. شکلی از این ترکیب که در محصولاتی از این نوع به کار برده می شود، بسیار کوچک و به شکل نانو-تیتانیوم دی اکسید است. همچنین تیتانیا مقاومت خوبی در برابر نور فرابنفش دارد. همچنین می تواند به عنوان عامل مسدود کننده پرتوهای UVA و UVB در پوست، در ساخت ضد آفتاب ها به کار گرفته می شود.

نکته ای که در کاربرد آن در رژ لب و خمیردندان وجود دارد، احتمال بلعیده شدن و خطراتی است که این ماده در بدن ایجاد می کند.