اسید فسفریک مرطوب یک اسید معدنی حاوی فسفر است که از فسفر، اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است. در اصطلاح گسترده تر، شامل فرم های مونومر (اسید ارتو فسفریک)، دیمریک (اسید پیروفسفریک) و پلیمری (اسید متافسفریک) اسید می شود. اسید فسفریک معمولاً فرم مونومر اسید اورتوفسفریک است که با حرارت دادن به حدود 225 درجه سانتی گراد، آبگیری می شود و اسید پیروفسفریک و اسید متافسفریک تشکیل می دهد.
وجود اسید فسفریک در اندام های بدن به عنوان سازنده استخوان ها و دندان ها و همچنین در بسیاری از فرآیندهای متابولیک کربوهیدرات، چربی و پروتئین ضروری است. اسید فسفریک در غذاهای طبیعی به صورت اسید فسفریک آزاد یا به عنوان نمک های معدنی (پتاسیم، سدیم یا کلسیم) وجود دارد. اسید فسفریک در صنایع غذایی برای اسیدی کردن غذاها و نوشیدنی ها استفاده می شود.
فهرست مطالب
تولید اسید فسفریک مرطوب
اسید فسفریک از طریق دو فرآیند ساخته می شود:
الف) فرآیند مرطوب
ب) فرآیند حرارتی
در روش حرارتی معمولاً اسید‌فسفریک غلیظ تر و بدون ناخالصی تولید می شود اما این روش هزینه و انرژی فراوانی نیاز دارد.
فرآیند مرطوب
80 درصد از اسید فسفریک جهان از طریق فرآیند مرطوب به دست می آید. فرآیند مرطوب شامل مراحل واکنش، فیلتراسیون و تغلیظ است. ابتدا سنگ فسفات آسیاب شده و با اسید سولفوریک در ظرف راکتور اسیدی می شود. در این واکنش، تری کلسیم فسفات موجود در سنگ فسفات به اسید فسفریک و به نمک نامحلول سولفات کلسیم (CaSO 4 ) که به نام گچ نیز شناخته می شود، تبدیل می شود.
غلظت اسید سولفوریک باید در 93-98٪ حفظ شود زیرا بر سرعت واکنش اسیدی شدن و کریستالیزاسیون گچ تأثیر می گذارد. علاوه بر این، کنترل غلظت اسید سولفوریک تولید قوی ترین اسید ممکن را تضمین می کند که نیاز به انرژی در اواپراتورها را کاهش می دهد.
مرحله بعدی فیلتراسیون است که در آن مواد جامد جدا شده و شسته می شوند و اسید‌فسفریک 32 % تولید می شود. در نهایت، اسید تبخیر می شود تا اسید درجه تجاری 54% P2O5 بدست آید، محلولی به نام اسید سوپر فسفریک که مستقیماً به عنوان کود مایع استفاده می شود.
برای ساخت فسفات‌های صنعتی، اسید را با استخراج توسط حلال با استفاده از متیل ایزوبوتیل کتون (MIBK) خالص می‌کنند که در آن اسید کمی محلول و غلیظ می‌شود تا P2O5 60 درصد به دست آید . این اسید را می‌توان با استفاده از حلال‌ها برای استخراج آن از فلزات سنگین و فلوئور زدایی (از طریق تبخیر) برای تولید محصولی با کیفیت غذایی خالص‌تر کرد. تصفیه بیشتر برای گرید بالاتر اسید‌فسفریک جهت استفاده در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی مورد نیاز است.
کاربرد اسید فسفریک مرطوب
اسید فسفریک ماده اولیه مهمی در صنعت است. این یک اسید تری بازیک است (دارای سه اتم هیدروژن قابل تعویض) که می تواند با یک، دو یا هر سه هیدروژن با جایگزینی با برخی یون های مثبت دیگر، فسفات تشکیل دهد. این ترکیب در ساخت کودها، الکترولیت ها، آبکاری و محلول های زنگ زدایی استفاده می شود.
علاوه بر این در ساخت محصولات پاک کننده صنعتی، سایر مواد شیمیایی غیر آلی و آلی فسفر، رزین های ریخته گری، رنگ ها، لعاب ها و مواد نسوز، تولیدات ضد یخ و مواد فرآیند نساجی استفاده می شود. اسید‌فسفریک گرید غذایی در صنایع غذایی به عنوان عامل اسیدی در نوشیدنی های گازدار؛ کنترل ph در ژله ها، مواد مغذی در تولید مخمر و کنترل رشد باکتری در غذاهای فرآوری شده استفاده می شود.
اسید‌فسفریک تولید شده از طریق فرآیند مرطوب که به عنوان گرید تجاری یا اسید فسفریک سبز نیز شناخته می شود. ولی حاوی سطح مشخصی از ناخالصی ها است و می تواند برای تولید کود بدون تصفیه استفاده شود. اسید‌فسفریک تصفیه شده تا درجه فنی را می توان برای تولید STTP (تری پلی فسفات سدیم)، کودهای آبیاری قطره ای، مواد مغذی مختلف گیاهی، مواد شوینده و مواد تشکیل دهنده خوراک دام استفاده کرد. اسیدی که بیشتر تصفیه شده باشد اغلب برای درجه غذایی و کاربردهای مختلف در صنایع غذایی استفاده می شود.
روش نگهداری اسید فسفریک
این اسید باید در محلی که خنک، خشک، دارای تهویه مناسب، دور از تابش مستقیم آفتاب و دور از منابع حرارتی و اشتعال، جدا از مواد ناسازگار نگهداری شود. قفسه ها، کف، دیوارها و غیره باید از موادی ساخته شوند که در برابر واکنش های اسید‌فسفریک مقاوم باشند. در ظروف حمل و نقل اصلی و دارای برچسب نگهداری شود. در ظروف محکم در بسته و دارای برچسب مناسب نگهداری شود. به طور مرتب تغییرات فیزیکی یا علائم تبلور، آسیب یا نشتی را بررسی کنید.