سوربیتول 70 %

ويژگی­‌های شيميايی و خواص عمومی سوربیتول 70%

سوربیتول که با نام‌های D-Sorbitol و D-Glucitol نیز شناخته می‌شود، یک الکل قندی شش‌کربنه از خانواده هگزیتول‌ها است. سوربیتول با فرمول مولکولی C₆H₁₄O₆ و جرم مولکولی 182.17 گرم بر مول دارای شش گروه هیدروکسیل است که شامل دو گروه الکل نوع اول در دو انتهای زنجیره و چهار گروه الکل نوع دوم در بخش میانی مولکول می‌شود (شکل1). وجود این تعداد گروه هیدروکسیل موجب ایجاد پیوند هیدروژنی قوی با آب و در نتیجه حلالیت زیاد، ویسکوزیته بالا و واکنش‌پذیری مناسب در واکنش‌های استریفیکاسیون، اتریفیکاسیون و تولید پلی‌یورتان می‌شود .

سوربیتول به‌طور تجاری در دو شکل جامد و محلولی عرضه می‌شود. سوربیتول جامد عمدتاً به‌صورت پودر بلوری با خلوص بالا است، درحالی‌که سوربیتول محلولی به‌شکل یک مایع غلیظ در دسترس است .گرید سوربیتول محلولی 70 درصد، تقریباً 68 تا 72 درصد ماده خشک و 28 تا 32 درصد آب دارد و معمولاً به‌صورت مایعی شفاف، بی‌رنگ تا زرد بسیار کم‌رنگ عرضه می‌شود .

به دلیل وجود چندین گروه هیدروکسیل در ساختار سوربیتول، حلالیت بسیار بالایی در آب دارد و با گلیسرین و پروپیلن گلایکول نیز سازگاری خوبی نشان می‌دهد. در مقابل، حلالیت آن در حلال‌های غیرقطبی، روغن‌ها و هیدروکربن‌ها بسیار محدود است. به همین دلیل، سوربیتول محلولی 70 درصد، عمدتاً برای فرمولاسیون‌های پایه‌آب مناسب است .

روش­ توليد سوربیتول 70%

تولید صنعتی سوربیتول 70 درصد، عمدتاً از طریق هیدروژناسیون کاتالیستی محلول گلوکز انجام می‌شود. در این فرآیند، شربت گلوکز تصفیه‌شده در یک راکتور تحت فشار و در حضور هیدروژن و کاتالیست‌هایی برپایه نیکل و در دمای حدود 100 تا 170 درجه سانتی‌گراد به سوربیتول تبدیل می‌شود. پس از کامل‌شدن واکنش، مراحل خالص‌سازی انجام شده و در پایان، محلول تصفیه‌شده تحت خلأ تغلیظ می‌شود تا مقدار ماده خشک آن به حدود 68 تا 72 درصد برسد .

ويژگی‌های فنی سوربیتول 70%

مهم‌ترین ویژگی سوربیتول 70 درصد، توان بالای جذب و نگهداری رطوبت است که از خشک‌شدن محصولات غذایی، خمیردندان، مواد آرایشی و چسب‌های پایه آب جلوگیری می‌کند. این محلول با ایجاد قوام و افزایش ویسکوزیته، بافت و جریان‌پذیری فرمولاسیون را بهبود می‌دهد و به‌دلیل فراریت بسیار کم، اثر نرم‌کنندگی و رطوبت‌نگهداری خود را برای مدت طولانی، حفظ می‌کند . به دلیل حلالیت کامل در آب و سازگاری مناسب با گلیسیرین، پروپیلن گلایکول و بسیاری از ترکیبات آب‌دوست، در محصولات غذایی، دارویی و بهداشتی استفاده می‌شود. شیرینی ملایم نیز برای محصولات بدون قند و بهداشت دهان اهمیت دارد .

سوربیتول 70 درصد معمولاً به فاز آبی فرمولاسیون اضافه می‌شود و برای اختلاط یکنواخت باید دمای محصول (در محدوده 30 تا 50 درجه سانتی‌گراد)، سرعت هم‌زدن و ترتیب افزودن مواد کنترل شود. ویسکوزیته آن با افزایش دما کاهش می‌یابد، بنابراین گرم‌کردن غیرمستقیم و ملایم می‌تواند پمپاژ و اختلاط را آسان‌تر کند، اما حرارت شدید یا طولانی‌مدت ممکن است موجب تغییر رنگ و افت کیفیت شود.

سوربیتول 70 درصد در ظروف بسته و در دمای متعادل، پایداری مناسبی دارد. دمای نگهداری پیشنهادی حدود 15 تا 25 درجه سانتی‌گراد است .

كاربردهای سوربیتول 70%

سوربیتول محلولی 70 درصد یک شربت غلیظ پایه‌آب است که کاربرد مستقیم آن عمدتاً به فرمولاسیون‌های آبی و محصولاتی اختصاص دارد که در آن‌ها حفظ رطوبت، ایجاد شیرینی، افزایش قوام یا بهبود نرمی و انعطاف‌پذیری مورد نیاز است.

صنایع غذایی، نوشیدنی و شیرینی‌جات

در صنایع غذایی و نوشیدنی، سوربیتول 70 درصد علاوه بر شیرین‌کنندگی، به‌عنوان ‌حفظ کننده رطوبت، اصلاح‌کننده بافت و عامل کنترل کریستالیزاسیون استفاده می‌شود. خاصیت حفظ رطوبت آن به کاهش خشک‌شدن و سفت‌شدن محصول و کنترل بهتر جابه‌جایی رطوبت میان اجزای مختلف مواد غذایی مانند آدامس، پاستیل، ژله، آب‌نبات، فوندانت، مغزی شیرینی، کیک و دسرها کمک می‌کند. هم‌چنین انحلال سوربیتول در دهان با جذب گرما همراه است و حس خنکی مطلوبی ایجاد می‌کند. ویژگی‌ای که به‌خصوص در آدامس، آب‌نبات و محصولات بدون قند اهمیت دارد.

در صنایع گوشت و آبزیان نیز سوربیتول می‌تواند برای نگهداری رطوبت و کمک به حفظ بافت در محصولات منجمد، به کار رود. در این کاربرد، کاهش آب آزاد و محدودکردن تغییرات پروتئینی در انجماد اهمیت دارد.

صنعت شوینده و محصولات خانگی

در خمیر دندان، شوینده‌های مایع، صابون‌های مایع، ژل‌ها و پاک‌کننده‌های پایه آب، سوربیتول می‌تواند به‌عنوان حفظ کننده رطوبت، پایدارکننده و اصلاح‌کننده بافت به کار رود. این ماده به کاهش خشک‌شدن محصول در اطراف درپوش و نازل و حفظ یکنواختی برخی فرمولاسیون‌های غلیظ کمک می‌کند.

اهمیت دیگر سوربیتول در این صنعت، استفاده به‌عنوان ماده اولیه تولید مشتقات سورفکتانت (سوربیتان‌استرها و پلی‌سوربات‌ها) و امولسیفایر غیر‌یونی بوده و در شوینده‌ها، محصولات آرایشی، دارویی و غذایی استفاده می‌شوند. با این‌حال، سوربیتول یک سورفکتانت اصلی نیست و در واقع یک بهبود دهنده است که نباید جایگزین سورفکتانت‌های آنیونی، کاتیونی یا غیر‌یونی در نظر گرفته شود.

صنایع دارویی

در صنعت داروسازی، سوربیتول 70 درصد به‌عنوان شیرین‌کننده، حامل، مرطوب‌کننده، حجیم‌کننده، اصلاح‌کننده ویسکوزیته و نرم‌کننده استفاده می‌شود. شربت‌های خوراکی، سوسپانسیون‌ها، قرص‌های جویدنی، پاستیل‌های دارویی، کرم‌ها و فرآورده‌های نیمه‌جامد از مهم‌ترین کاربردهای آن هستند. در کپسول‌های ژلاتینی نرم، سوربیتول می‌تواند انعطاف‌پذیری پوسته و تعادل رطوبت را تنظیم کند.

صنایع آرایشی، بهداشتی و مراقبت شخصی

سوربیتول در کرم‌ها، لوسیون‌ها، ژل‌های شست‌وشو، محصولات اصلاح، محصولات مو و برخی فرآورده‌های آرایشی به‌عنوان مرطوب‌کننده، نگهدارنده رطوبت و عامل کمکی ویسکوزیته کاربرد دارد. این ماده با جذب و نگهداری آب، کاهش خشکی محصول و پوست و حفظ نرمی فرمولاسیون کمک می‌کند.

بااین‌حال، مقدار زیاد سوربیتول ممکن است حس چسبندگی ایجاد کند و باید در کنار گلیسرین، پروپیلن گلایکول و سایر مرطوب‌کننده‌ها بهینه شود.

خمیردندان و محصولات بهداشت دهان

خمیردندان یکی از مهم‌ترین بازارهای سوربیتول محلولی است. در این محصولات، سوربیتول با حفظ رطوبت مانع از خشک‌شدن خمیر در تیوب می‌شود. همچنین به ایجاد قوام، خروج یکنواخت خمیر، شیرینی ملایم و حفظ بافت صاف محصول کمک می‌کند. این ماده اغلب همراه با گلیسرین و پلی‌اتیلن گلایکول استفاده می‌شود.

صنعت چسب‌ و رزین

در چسب‌های پایه آب، سوربیتول می‌تواند به‌عنوان نرم‌کننده، مرطوب‌کننده و افزایش‌دهنده زمان باز عمل کند. این ماده با بایندرهای آب‌دوست مانند نشاسته، دکسترین، کازئین، پلی‌وینیل الکل و مشتقات سلولزی سازگاری مناسبی دارد.

افزایش سوربیتول می‌تواند انعطاف‌پذیری فیلم چسب را افزایش داده و خشک‌شدن زودهنگام را کاهش دهد. در مقابل، مصرف زیاد آن ممکن است مقاومت آبی را کاهش داده یا سطحی چسبناک ایجاد کند.

سوربیتول می‌تواند به‌عنوان واکنشگر اصلاح‌کننده در برخی رزین‌های ملامین–فرمالدهید و ملامین–اوره–فرمالدهید استفاده شود. ورود سوربیتول به ساختار این رزین‌ها می‌تواند انعطاف‌پذیری و رفتار فرآیندی رزین را تغییر دهد.

پوشش‌های پلی‌یورتان، فوم، الاستومر و درزگیر

سوربیتول از نظر شیمیایی یک پلی‌ال شش‌عاملی است و می‌تواند برای تولید پلی‌ال‌های با عاملیت بالا، عوامل شاخه‌ای‌کننده و ترکیبات مورد استفاده در فوم‌های سخت پلی‌یورتان به کار رود. بااین‌حال، باتوجه به این‌که در سوربیتول محلولی، حدود 30 درصد آب وجود دارد و می‌تواند موجب تشکیل حباب، تشکیل پلی‌اوره و برهم‌خوردن نسبت NCO/OH  شود. بنابراین در بیش‌تر کاربردهای پلی‌یورتانی، به‌جای افزودن مستقیم سوربیتول 70 درصد، از سوربیتول خشک یا پلی‌اتر و پلی‌استر پلی‌ال‌های مشتق شده از سوربیتول استفاده می‌شود.

کشاورزی

در برخی فرمولاسیون‌های کشاورزی، سوربیتول محلولی می‌تواند به‌عنوان پوشش‌دهنده، بایندر، نرم‌کننده و منبع کربن برای میکروارگانیسم‌ها استفاده شود. این کاربردها می‌توانند شامل فرمولاسیون‌های میکروبی، محصولات زیستی کشاورزی و فرآیندهای تخمیری باشند.