سدیم هگزا متا فسفات (Sodium Hexametaphosphate یا SHMP) یک نمک فسفات معدنی با فرمول شیمیایی (NaPO₃)₆ یا Na₆[(PO₃)₆] است که به صورت پودر سفید یا کریستال های شیشه ای بی رنگ عرضه می شود. این ماده به عنوان یک عامل کی لیت کننده (Chelating Agent) قوی عمل می کند و یون های کلسیم، منیزیم و فلزات سنگین را به دام می اندازد. سدیم هگزامتافسفات در صنایع غذایی (به عنوان افزودنی E452i)، تصفیه آب، تولید مواد شوینده، سرامیک و نساجی کاربرد گسترده دارد. این ماده در غلظت های مجاز ایمن است و توسط FDA و EFSA به عنوان افزودنی غذایی تأیید شده است.
کاربردهای اصلی سدیم هگزا متا فسفات (SHMP):
| جرم مولکولی | ۶۱۱٫۷۷ g/mol (تقریباً ۶۱۲ g/mol) |
| حلالیت | بسیار محلول در آب |
| نقطه ذوب | حدود ۶۱۶ تا ۶۲۸ درجه سانتی گراد |
| نقطه جوش | حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد |
| pH محلول آبی | ۵٫۸ تا ۷٫۳ |
| چگالی | ۲٫۴۸۴ g/cm³ |
| پایداری | پایدار در شرایط عادی |
سدیم هگزا متا فسفات یک ترکیب شیمیایی است که به صورت پلی فسفات خطی یا حلقوی وجود دارد. سدیم هگزا متا فسفات به شکل پودر سفید یا گرانول بی بو و محلول در آب است و در آب خاصیت قلیایی ضعیفی ایجاد می کند. سدیم هگزامتافسفات یک پلی فسفات حلقوی (Cyclic Polyphosphate) است که از گرم کردن سدیم دی هیدروژن فسفات یا اسید فسفریک تولید می شود. این ترکیب به صورت زنجیره ای بلند (متا فسفات) ظاهر می شود و به دلیل قدرت بالا در اتصال به یون های فلزی، یکی از بهترین عوامل نرم کننده آب و کی لیت کننده است.
SHMP از زنجیره های فسفات تشکیل شده که در آن واحدهای فسفات (PO₃) به صورت حلقوی یا خطی به هم متصل هستند و این ساختار به آن توانایی تشکیل کمپلکس با یون های فلزی مانند کلسیم و منیزیم را می دهد. SHMP معمولاً به صورت نمک سدیمی ظاهر می شود و به دلیل پایداری شیمیایی و توانایی بالای آن در پیوند با یون های فلزی، به عنوان یک عامل کی لیت ساز (chelating agent) شناخته می شود.
سدیم هگزامتافسفات به دلیل ساختار پلیمری خود، در مقایسه با سایر فسفات ها مانند سدیم تری پلی فسفات، زنجیره بلندتری دارد که خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی به آن می بخشد. این ماده غیرسمی است، اما در صورت تماس طولانی مدت با پوست یا چشم ممکن است تحریک کننده باشد. SHMP معمولاً در گریدهای صنعتی و غذایی تولید می شود و کیفیت آن به خلوص و طول زنجیره پلی فسفات بستگی دارد.
سدیم هگزا متا فسفات (SHMP) در اوایل قرن بیستم و همزمان با رشد صنایع تصفیه آب، شوینده و مواد غذایی توسعه پیدا کرد. در آن زمان یکی از مشکلات اصلی صنایع، وجود یون های کلسیم و منیزیم در آب بود که باعث تشکیل رسوب، کاهش عملکرد شوینده ها و ناپایداری بسیاری از فرمولاسیون ها می شد.
دانشمندان در بررسی ترکیبات فسفاتی دریافتند که برخی پلی فسفات ها توانایی بالایی در اتصال به یون های فلزی دارند. نتیجه این تحقیقات، توسعه موادی مانند این ماده بود که می توانست یون های مزاحم را به دام انداخته و از تشکیل رسوب جلوگیری کند.
سدیم هگزامتافسفات یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین مواد شیمیایی در صنایع غذایی، شوینده، تصفیه آب و سرامیک است که به عنوان امولسیفایر، نگهدارنده، نرم کننده آب و تثبیت کننده شناخته می شود.
SHMP از شش واحد فسفات (PO₃⁻) تشکیل شده که از طریق پیوندهای فسفر-اکسیژن-فسفر (P-O-P) به هم متصل هستند و یک حلقه بسته (ساختار سیکلیک) را تشکیل می دهند. هر واحد فسفات شامل یک اتم فسفر (P) است که با سه اتم اکسیژن (O) پیوند کووالانسی و یک اتم اکسیژن با پیوند داتیو (هماهنگی) دارد. اتم های اکسیژن با یون های سدیم (Na⁺) پیوند یونی تشکیل می دهند تا نمک سدیمی ایجاد شود.
هر اتم فسفر در واحد PO₃ با دو اتم اکسیژن از طریق پیوندهای P-O-P به واحدهای فسفات مجاور متصل است. یک اتم اکسیژن دیگر در هر واحد فسفات به صورت گروه هیدروکسیل (O⁻) با یون سدیم پیوند یونی دارد. ساختار حلقوی باعث می شود که شش واحد فسفات یک حلقه بسته تشکیل دهند، که این حلقه پایداری شیمیایی بالایی به SHMP می دهد. وزن مولکولی آن حدود 611.77 گرم بر مول (برای ساختار حلقوی استاندارد) است.
حلقه سیکلیک SHMP به دلیل وجود پیوندهای P-O-P و بار منفی اکسیژن ها، توانایی بالایی در تشکیل کمپلکس با یون های فلزی (مانند Ca²⁺ و Mg²⁺) دارد، که این ویژگی آن را به یک کی لیت ساز قوی تبدیل می کند.
ساختار هگزا متا فسفات سدیم را میتوان به صورت یک حلقه شش ضلعی از واحدهای فسفات تصور کرد، که در آن اتم های فسفر و اکسیژن به صورت متناوب قرار دارند و یون های سدیم به گروه های اکسیژن با بار منفی متصل هستند. این ساختار به SHMP خاصیت انحلال پذیری بالا در آب و توانایی تعامل با یون های فلزی را می دهد.
سدیم هگزا متا فسفات (SHMP) یک ترکیب پلی فسفات چندمنظوره است که به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فرد خود، مانند حلالیت بالا در آب، توانایی تشکیل کمپلکس با یون های فلزی و خاصیت پراکنده کنندگی، کی لیت سازی و تنظیم pH، در صنایع غذایی، تصفیه آب، شوینده ها، سرامیک، نفت و گاز، نساجی، کشاورزی و دارویی کاربردهای گسترده ای دارد. این ماده به عنوان یک افزودنی غذایی، نرم کننده آب، دیسپرسانت و تثبیت کننده عمل می کند و نقش مهمی در بهبود کیفیت محصولات ایفا می کند.
سدیم هگزا متا فسفات خوراکی به عنوان یک افزودنی غذایی با کد E452i شناخته می شود و به دلیل خواص امولسیون کنندگی، تثبیت کنندگی و بهبود بافت در محصولات غذایی استفاده می شود.
محصولات لبنی: در تولید شیر پاکتی، پودر پنیر، خامه زده شده و شیر سویا برای جلوگیری از ته نشینی و بهبود قوام استفاده می شود. SHMP با یون های کلسیم موجود در شیر کمپلکس تشکیل داده و از جداسازی فازها جلوگیری می کند.
فرآورده های گوشتی و دریایی: در تولید سوسیس، کالباس، فیله ماهی و گوشت چرخ کرده برای حفظ رطوبت، بهبود بافت و افزایش ماندگاری به کار می رود. این ماده از رشد باکتری ها جلوگیری کرده و رنگ و طعم محصول را حفظ می کند.
نوشیدنی ها و دسرها: در ژله های میوه ای، دسرهای منجمد، سس سالاد، بستنی، آبجو و نوشیدنی های بطری شده برای تثبیت امولسیون و افزایش عمر مفید محصول استفاده می شود.
سفیده تخم مرغ بسته بندی شده و غلات صبحانه: به عنوان تثبیت کننده برای حفظ قوام و جلوگیری از تغییر بافت استفاده می شود.
سدیم هگزا متا فسفات صنعتی به دلیل خاصیت کیلیت سازی (تشکیل کمپلکس با یون های فلزی مانند کلسیم و منیزیم) به عنوان یک عامل نرم کننده آب و ضد رسوب در صنایع تصفیه آب کاربرد دارد:
نرم کننده آب: در سیستم های بویلر، آب صنعتی و آب آشامیدنی با نسبت 1:1000 برای کاهش سختی آب و جلوگیری از تشکیل رسوبات کلسیمی و منیزیمی استفاده می شود.
اسمز معکوس (RO): به عنوان بازدارنده رسوب در سیستم های اسمز معکوس به کار می رود تا از انسداد غشاها جلوگیری کند.
تصفیه فاضلاب: با انعقاد ذرات معلق کلوئیدی (مانند رس) به ته نشینی سریع تر ذرات کمک کرده و فرآیند تصفیه را بهبود می بخشد.
SHPM در تولید مواد شوینده به عنوان نرم کننده آب و تنظیم کننده pH استفاده می شود:
نرم کننده آب در شوینده ها: با افزودن کربنات سدیم به SHMP، pH محلول به 8.0-8.6 تنظیم می شود که برای عملکرد بهینه شوینده ها مناسب است. این ویژگی از رسوب گذاری یون های فلزی در شوینده ها جلوگیری می کند.
خمیر دندان: به عنوان یک عامل فعال با خاصیت ضدعفونی کننده و تعلیق کننده ذرات معلق در خمیر دندان استفاده می شود.
سدیم هگزامتافسفات به عنوان یک دیسپرسانت (پراکنده کننده) در تولید سرامیک و کاشی کاربرد دارد.
پراکنده سازی ذرات رس: با کاهش ویسکوزیته دوغاب سرامیکی، فرآیند تولید را تسهیل کرده و از تجمع ذرات معلق جلوگیری می کند.
تولید لعاب و مینا: به بهبود قوام و یکنواختی لعاب کمک می کند.
کنترل زنگ زدگی: SHMP به عنوان یک عامل ضدخوردگی در لوله های حفاری نفت استفاده می شود تا از زنگ زدگی و خوردگی فلزات جلوگیری کند.
تنظیم ویسکوزیته گل حفاری: با تنظیم ویسکوزیته گل حفاری، عملکرد فرآیند حفاری را بهبود می بخشد.
تثبیت کننده رنگ: SHMP در فرآیند رنگرزی به عنوان تثبیت کننده برای جلوگیری از محو شدن رنگ ها استفاده می شود.
پاک کننده: به عنوان ماده تمیزکننده در فرآیندهای نساجی به کار می رود.
افزایش بهره وری گیاهان: SHMP به عنوان یک عامل نگهدارنده آب در کشاورزی استفاده می شود که به رشد گیاهان و افزایش بهره وری کمک می کند. این ماده برای اهداف غیر آفت کش استفاده شده و در تعامل با آفات دخالت نمی کند.
تنظیم pH خاک: با تنظیم اسیدیته خاک، شرایط مناسب تری برای رشد گیاهان فراهم می کند.
تسریع کننده سختی سیمان: در تولید محصولات دارویی خاص مانند قرص ها، به عنوان عامل تسریع کننده استفاده می شود.
تصفیه کننده استرپتومایسین: در فرآیندهای دارویی برای تصفیه و خالص سازی برخی آنتی بیوتیک ها به کار می رود.
صنعت کاغذسازی: برای کاهش سختی آب و بهبود فرآیند تولید کاغذ روکش دار استفاده می شود.[]
صنعت متالورژی و ساخت و ساز: به عنوان عامل تعلیق کننده ذرات و جلوگیری از خوردگی فلزات کاربرد دارد.
صنعت عکاسی: به عنوان ماده توسعه دهنده در فرآیندهای عکاسی استفاده می شود.
سدیم هگزامتافسفات (SHMP) به دلیل خواص کیلیت سازی، پراکنده کنندگی و تثبیت کنندگی در صنایع مختلف استفاده می شود، اما در برخی موارد ممکن است نیاز به جایگزین هایی با عملکرد مشابه باشد. انتخاب جایگزین مناسب به کاربرد خاص، هزینه، دسترسی، و ملاحظات زیست محیطی یا ایمنی بستگی دارد. در ادامه، جایگزین های SHMP ارائه شده است.
در صنایع غذایی، SHMP به عنوان تثبیت کننده، امولسیون کننده و عامل حفظ رطوبت استفاده می شود. جایگزین های زیر می توانند عملکرد مشابهی ارائه دهند:
تری سدیم فسفات (TSP): یک فسفات ساده با خاصیت تثبیتکنندگی و تنظیم pH که در محصولات لبنی، گوشتی و نوشیدنی ها برای بهبود بافت و افزایش ماندگاری استفاده می شود و ارزان تر از SHMP است. خاصیت کیلیت سازی ضعیف تری نسبت به SHMP دارد و ممکن است در برخی فرمولاسیون ها کمتر موثر باشد.
دی سدیم فسفات (DSP): به عنوان تثبیت کننده و امولسیون کننده در محصولات لبنی و گوشتی استفاده می شود. مناسب برای تنظیم pH و جلوگیری از جداسازی فازها در امولسیون ها است و توانایی پراکنده کنندگی کمتری نسبت به SHMP دارد.
صمغ های طبیعی (مانند صمغ گوار یا زانتان): پلی ساکاریدهای طبیعی با خاصیت غلیظ کنندگی و تثبیت کنندگی هستند که در دسرها، سس ها و نوشیدنی ها برای بهبود بافت و جلوگیری از ته نشینی استفاده می شوند. گزینه ای طبیعی و مناسب برای محصولات ارگانیک می باشند.
کاراگینان: پلی ساکارید استخراج شده از جلبک دریایی با خاصیت ژلسازی و تثبیت کنندگی است. در محصولات لبنی و دسرها برای ایجاد قوام و جلوگیری از جداسازی فازها مناسب است.
SHMP به عنوان نرم کننده آب و بازدارنده رسوب استفاده می شود. جایگزین های مناسب عبارتند از:
(ادتا): یک کی لیت ساز قوی با توانایی بالا در پیوند با یون های فلزی است که در سیستم های تصفیه آب و اسمز معکوس برای جلوگیری از رسوبات کلسیمی و منیزیمی موثر است. گران تر از SHMP و زیست تخریب پذیری پایین تر، که ممکن است اثرات زیست محیطی داشته باشد.
سدیم پلی آکریلات: پلیمری با خاصیت پراکنده کنندگی و ضد رسوب است که برای جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلرها و سیستم های خنک کننده مناسب است. همچنین در تولید سرامیک و کاشی برای بهبود جریان پذیری دوغاب کاربردی است.
سیترات سدیم: یک کی لیت ساز طبیعی و زیست تخریب پذیر است که در تصفیه آب آشامیدنی، صنایع شوینده و سیستم های صنعتی برای کاهش سختی آب استفاده می شود. ولی توانایی کی لیت سازی ضعیف تری نسبت به SHMP دارد.
فسفونات ها (مانند HEDP): ترکیبات آلی فسفره با خاصیت ضد رسوب و ضدخوردگی هستند. در سیستم های صنعتی و بویلرها برای جلوگیری از رسوب و خوردگی بسیار موثر هستند.
SHMP در شوینده ها برای نرم کردن آب و پراکنده سازی ذرات استفاده می شود. جایگزین های رایج شامل:
زئولیت ها: مواد معدنی با خاصیت تبادل یونی هستند و به عنوان جایگزین فسفات ها در شوینده های بدون فسفات برای نرم کردن آب استفاده می شوند اما توانایی پراکنده کنندگی کمتری نسبت به SHMP دارند.
پلی کربوکسیلات ها: پلیمرهای مصنوعی با خاصیت پراکنده کنندگی و کی لیت سازی هستند. در شوینده های مایع و پودری برای جلوگیری از رسوب گذاری و بهبود عملکرد شستشو مناسب هستند.
SHMP در سرامیک به عنوان پراکنده کننده دوغاب استفاده می شود. جایگزینها عبارتند از:
سدیم سیلیکات: ماده ای با خاصیت پراکنده کنندگی و قلیایی هستند که برای کاهش ویسکوزیته دوغاب و بهبود قوام لعاب مناسب است.
SHMP در گل حفاری و ضدخوردگی استفاده می شود. جایگزین های مناسب شامل:
فسفونات ها (مانند ATMP): ترکیبات آلی فسفره با خاصیت ضد رسوب و ضدخوردگی هستند که برای کنترل زنگ زدگی و تنظیم ویسکوزیته گل حفاری مناسب هستند.
| پارامتر | شرایط نگهداری |
| دمای نگهداری | محیط خنک و خشک با دمای 15 تا 25 درجه سانتی گراد (59 تا 77 درجه فارنهایت). از نگهداری در دمای بالاتر از 40 درجه سانتی گراد خودداری شود، زیرا ممکن است باعث تجزیه یا کاهش پایداری شیمیایی شود. |
| رطوبت | محیط با رطوبت نسبی پایین (کمتر از 50%) برای جلوگیری از جذب رطوبت توسط SHMP، که می تواند باعث چسبندگی یا کلوخه شدن پودر شود. |
| محل نگهداری | انبار سرپوشیده، دور از نور مستقیم خورشید، منابع گرمایی (مانند بخاری یا کوره)، و مواد اشتعال زا. انبار باید دارای تهویه مناسب باشد. |
| بسته بندی | کیسه های پلی اتیلن یا پلاستیکی مهر و موم شده، ظروف دربسته مقاوم به رطوبت، یا بشکه های پلاستیکی/فلزی با پوشش داخلی ضد رطوبت. بسته بندی باید دارای برچسب های ایمنی و مشخصات باشد. |
| جداگانه نگهداری شود از | مواد اسیدی قوی (مانند اسید سولفوریک)، مواد اکسیدکننده (مانند پراکسیدها)، و مواد قلیایی قوی (مانند هیدروکسید سدیم)، زیرا ممکن است واکنش های شیمیایی ناخواسته ایجاد کنند. |
| ایمنی در نگهداری | دور از دسترس کودکان و افراد غیرمجاز.
استفاده از قفسه های مقاوم و غیرخورنده. نصب سیستم های اطفای حریق و خروجی اضطراری در انبار. اجتناب از تماس با آب یا رطوبت مستقیم، زیرا SHMP خاصیت جذب رطوبت بالایی دارد. |
| مدت زمان نگهداری | معمولاً تا 2 سال در شرایط بهینه، مشروط بر اینکه بسته بندی باز نشده و شرایط نگهداری رعایت شده باشد. پس از باز شدن بسته بندی، در ظرف دربسته و در شرایط خشک نگهداری شود و طی 6 ماه مصرف گردد. |
سدیم هگزامتافسفات به طور کلی برای سلامتی انسان غیرسمی تلقی می شود، اما رعایت نکات ایمنی هنگام کار با آن ضروری است تا از عوارض احتمالی جلوگیری شود. تماس مستقیم SHMP با پوست یا چشم ممکن است باعث تحریک، التهاب یا سوزش شود. در صورت تماس، محل موردنظر را حداقل 15 دقیقه با آب سرد شستشو دهید و در صورت لزوم به پزشک مراجعه کنید. بلعیدن SHMP می تواند باعث تهوع، استفراغ، اسهال یا سردرد شود. استنشاق بخارات آن نیز ممکن است مشکلات تنفسی ایجاد کند.
در صورت بلعیدن، از وادار کردن فرد به استفراغ خودداری کنید و فوراً به مراکز درمانی مراجعه کنید.
SHMP اشتعال پذیر نیست، اما در صورت قرار گرفتن در معرض حرارت بالا یا جرقه، ممکن است تجزیه شده و گازهای سمی مانند اکسید سدیم یا اکسید فسفر تولید کند. از نگهداری آن در نزدیکی منابع گرما یا نور مستقیم خورشید خودداری کنید.
هنگام کار با SHMP، استفاده از دستکش، عینک ایمنی، ماسک و لباس محافظ ضروری است. محیط کار باید دارای تهویه مناسب باشد.
سدیم هگزا متا فسفات را از کجا تهیه کنیم؟ خرید هگزا متا فسفات سدیم از آرکا شیمی گستر سپیدار با برند زینگفا چین و در بسته بندی 25 کیلوگرمی انجام می گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با شرکت آرکا شیمی گستر سپیدار وارد کننده مواد اولیه شوینده ها با شماره های 02182801442 و 09026715830 در تماس باشید.
منبع: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
نوشته شده توسط: خانم مهندس سمانه مطهری
کارشناس شیمی محض با بیش از ۱۲ سال سابقه تخصصی در حوزه مواد اولیه صنایع دارویی، آرایشی بهداشتی و غذایی.
فارغ التحصیل کارشناسی شیمی محض و دارای گواهی دوره تضمین کیفیت از سازمان فنی و حرفه ای کشور و دوره تخصصی کروماتوگرافی (GC و HPLC) از دانشگاه مالک اشتر تهران.
دارای تجربه عملی در آنالیز مواد، تفسیر و ارزیابی گواهی های آنالیز (COA)، بررسی خلوص و تطابق با استانداردهای کیفی و کنترل کیفیت مواد اولیه.
سابقه همکاری با شرکت تولیدی امحا و فعالیت به عنوان مسئول فنی در شرکت های تولیدی آرایشی و بهداشتی.
آشنایی تخصصی با فرآیند تولید و فرمولاسیون شوینده های آرایشی و روند تولید در صنایع فرآورده های غذایی.
محتواهای منتشرشده بر پایه دانش علمی، تجربه عملی آزمایشگاهی و استانداردهای کیفی تدوین می شود.
حسین پور –
آیا سدیم هگزامتافسفات ارائه شده در این سایت برای استفاده در تولید مواد غذایی مناسب است؟
arkachem –
خیر، سدیم هگزامتافسفات (SHMP) ارائه شده در سایت ما دارای گرید technical و صنعتی است. کیفیت محصول با آنالیز آزمایشگاهی تضمین می شود و هر محموله همراه با برگه اطلاعات ایمنی (SDS) ارسال می گردد.