در این مقاله، از سری مقالات علمی سایت مهرادکو ابتدا می پردازیم به توضیح مختصری درباره سدیم تری پلی فسفات و سپس دو نوع سبک و سنگین از این ماده را جهت آشنایی بهتر با هم مقایسه میکنیم.
پس از بررسی 10 تفاوت بین سدیم تری پلی فسفات (STPP) سبک و سنگین، کاربردهای آن و واکنش با سایر مواد را شرح می‌دهیم.
جهت آشنایی بیشتر با ماده سدیم تری پلی فسفات میتوانید به این مقاله مراجعه کنید: سدیم تری پلی فسفات چیست؟ 12 کاربرد شگفت انگیز STPP

سدیم تری پلی فسفات (STPP) چیست؟

سدیم تری پلی فسفات (به انگلیسی: Sodium tripolyphosphate) یک پلیمر معدنی چند وجهی با فرمول شیمیایی Na_۵P_۳O_۱۰ است که به نام پنتا تری سدیم فسفات نیز شناخته می‌شود.
این ماده بر اساس دانسیته به سه نوع تقسیم می‌شود: سبک (light)، متوسط (medium) و سنگین (heavy).
محلول نمک سدیم پلی فسفات، پنتا آنیون است که پایه ترکیب آن اسید تری فسفریک است.
شکل ظاهری این ماده گرانول سفید رنگ یا شفاف است و حلالیت آن در آب مقدار 14.5 گرم در 100 میلی لیتر در دمای 25 درجه سانتیگراد است.
این ماده در مقیاس وسیعی تولید و به عنوان ماده اصلی بسیاری از محصولات صنعتی به ویژه مواد شوینده استفاده می‌شود.

10 تفاوت بین سدیم تری پلی فسفات (STPP) سبک و سنگین:

چگونگی ترکیب:

سدیم تری پلی فسفات سبک: ترکیب اصلی آن شامل آب، سدیم و فسفات است.
سدیم تری پلی فسفات سنگین: علاوه بر آب، سدیم و فسفات، ممکن است شامل مواد افزودنی معدنی مانند متاسیلیکات سدیم نیز باشد.

وزن مخصوص:

سدیم تری پلی فسفات سبک دارای وزن مخصوص کمتری نسبت به سدیم تری پلی فسفات سنگین است.

چگالی:

تعریف اولیه: بین وزن مخصوص و چگالی (یا جرم حجمی) باید تفاوت گذاشت. چگالی نسبتِ جرم یک ماده به حجم آن است و مستقل از شتاب گرانشی است. درحالی که وزن مخصوص طبق فرمول آن، متأثر از شتاب گرانش است. چگالی های انواع سدیم تری پلی فسفات به ترتیب زیر است:
دانسیته یا چگالی سدیم تری پلی فسفات سبک (light): از 0.4 تا 0.7 است.
دانسیته یا چگالی سدیم تری پلی فسفات متوسط (medium): از 0.7 تا 0.9 است.
دانسیته یا چگالی سدیم تری پلی فسفات سنگین (heavy): از 0.9 تا 1.1 است.

ترکیب با مواد دیگر:

سدیم تری پلی فسفات سبک: معمولاً با مواد غذایی دیگر با ویسکوزیته پایین و امولسیون‌های آبی روان تر ترکیب می‌شود.
سدیم تری پلی فسفات سنگین: معمولاً در محصولات با ویسکوزیته بالا مانند پنیر و ماست به کار می‌رود.
البته هر نوع ممکن است با موانع و محدودیت‌هایی روبه‌رو شود. برای مثال، در برخی از صنایع، استفاده از یکی از نوع ها به دلیل محدودیت‌های فنی، مالی یا قانونی ممکن است ممنوع باشد.

تأثیر بر ترکیبات غذایی:

استفاده از سدیم تری پلی فسفات سنگین ممکن است ترکیبات غذایی را تغییر دهد و باعث افزایش میزان سدیم مصرفی شود، در حالی که سدیم تری پلی فسفات سبک این تأثیر را ندارد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی محصول نهایی نیز نقش مهمی در انتخاب بین سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین دارد. برای مثال، در مواد غذایی با ترکیبات چربی بالا، سدیم تری پلی فسفات سبک ممکن است مناسب‌تر باشد، زیرا دارای ویژگی امولسیفیکاسیون بهتری است.

پایداری حرارتی:

پایداری حرارتی یک ویژگی مهم در مواد شیمیایی است که نشان دهنده توانایی یک ماده برای حفظ تغییرات فیزیکی و شیمیایی خود در دماهای مختلف است. این ویژگی در مواد غذایی و مواد صنعتی بسیار حائز اهمیت است، زیرا ممکن است در طول فرآیندهای پخت، انجماد، یا دیگر فرآیندهای گرمایی مورد استفاده قرار گیرد.
در مورد سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین، پایداری حرارتی می‌تواند متفاوت باشد.
نقطه ذوب سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین می‌تواند به عنوان یکی از شاخص‌های پایداری حرارتی آنها مورد بررسی قرار گیرد. مواد با نقطه ذوب بالا معمولاً در دماهای بالا پایدارتر هستند.
سدیم تری پلی فسفات سبک: اغلب دارای پایداری حرارتی کمتری است، به دلیل استفاده از مواد افزودنی کمتر و ترکیبات ساده‌تر.
سدیم تری پلی فسفات سنگین: معمولاً دارای پایداری حرارتی بیشتری است، به دلیل استفاده از مواد افزودنی معدنی و ترکیبات پیچیده‌تر.

نتیجه: در این مورد، نوع فرآیند تولید و شرایط آن نیز تأثیرگذار است. برای فرآیندهایی که نیاز به دماهای بالا یا فشارهای شدید دارند، سدیم تری پلی فسفات سنگین ممکن است مناسب‌تر باشد. از طرف دیگر، در فرآیندهایی که نیاز به دمای پایین‌تری دارند، نوع سبک می‌تواند گزینه مناسب‌تر باشد.

شکل ظاهری و حلالیت:

سدیم تری پلی فسفات سبک: به شکل پودر سبک و ریزدانه است. حلالیت این نوع از STPP در آب بسیار مناسب و از نوع سنگین سدیم تری پلی فسفات بیشتر است. علت استفاده از سدیم تری پلی فسفات سبک در مواد شوینده نیز همین است.
سدیم تری پلی فسفات سنگین: به شکل گرانول های کریستالی است.

قیمت و دسترسی و مواد همراه:

ممکن است سدیم تری پلی فسفات سنگین به دلیل استفاده از مواد افزودنی اضافی گران‌تر و کمتر دسترس پذیر باشد؛ نسبت به سدیم تری پلی فسفات سبک که از مواد اولیه ساده‌تر تشکیل شده است.
سدیم تری پلی فسفات سبک ممکن است شامل مواد همراهی باشد که برای مواد غذایی معمولاً مورد قبول‌تر هستند، در حالی که سدیم تری پلی فسفات سنگین ممکن است شامل موادی باشد که برای برخی افراد مشکل‌ساز باشند.

PH:

سدیم تری پلی فسفات سنگین ممکن است در محیط‌های با pH پایین و دمای بالا پایداری بیشتری داشته باشد، در حالی که سدیم تری پلی فسفات سبک معمولاً در محیط‌های با pH نزدیک به نیتریت‌ها پایداری بیشتری دارد.

تأثیرات محیط زیستی:

استفاده از سدیم تری پلی فسفات سبک ممکن است به دلیل استفاده از مواد کمتر معدنی، تأثیرات محیط‌زیستی کمتری نسبت به سدیم تری پلی فسفات سنگین داشته باشد.
مصرف هر یک از انواع STPP ممکن است به آلودگی منابع آبی و خاکی منجر شود. این آلودگی‌ها می‌توانند به علت انتشار مستقیم مواد یا به دلیل فرایندهای زائد مرتبط با تولید و استفاده از مواد باشند.
به طور کلی، استفاده از هر نوع سدیم تری پلی فسفات ممکن است به تغییرات در زیستگاه‌های طبیعی و اکوسیستم‌ها منجر شود مثلا از بین رفتن یا کاهش تنوع زیستی و اختلال در تعادل اکوسیستم‌ها، تأثیرات منفی بر جانداران و گیاهان، کاهش عملکرد محصولات کشاورزی و…

کاربرد سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین:

تفاوت ها:

کاربردهای سدیم تری پلی فسفات سبک:
- معمولاً به عنوان افزودنی پایدار کننده و امولسیفایر در مواد غذایی و محصولات بهداشتی_آرایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در تولید برخی از نان ها، سس‌ها، سوپ‌ها و کرم‌های ضدآفتاب و کرم پودرها.
- نوع سبک به علت چگالی کمتر نسبت به نوع سنگین در مواد شوینده و پودرهای شست و شوی البسه به کار می‌رود و باعث نرم شدن آب و از بین بردن سختی آب و لکه ها می‌شود.
کاربردهای سدیم تری پلی فسفات سنگین:
- اغلب به عنوان پایدار کننده، تثبیت کننده و سفت‌کننده در مواد غذایی استفاده می‌شود. برای مثال، در تولید پنیر، ماست و محصولات پروتئینی.
- در برخی از فرآیندهای پخت، نیاز به موادی با پایداری حرارتی بالا و استحکام ساختاری مناسب است. سدیم تری پلی فسفات سنگین ممکن است در این فرآیندها بهتر عمل کند.
- سدیم تری پلی فسفات سنگین معمولاً دارای مقاومت بیشتری در برابر فشار است نسبت به نوع سبک آن. این ویژگی می‌تواند به عنوان یک مزیت در برخی کاربردها مانند فرآیندهای تولید و بسته‌بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.
- به طور کلی، سدیم تری پلی فسفات سبک بیشتر برای مواد غذایی با ویژگی‌های حساس مانند عطر و طعم مناسب استفاده می‌شود، در حالی که سدیم تری پلی فسفات سنگین بیشتر برای مواد غذایی با ویژگی‌های ساختاری مانند محصولات لبنی و پنیر استفاده می‌شود.

نتیجه:

اگر محصول نهایی نیاز به بافت یا ساختار محکم‌تری دارد، استفاده از سدیم تری پلی فسفات STPP نوع سنگین مناسب‌تر است. از طرف دیگر، اگر محصول نیاز به ساختار سبک‌تر و مناسب برای محیط‌های کم دما دارد، STPP نوع سبک مناسب‌تر است.
برخی از محصولات ممکن است نیاز به امولسیفیکاسیون و پایدارسازی مناسب برای حفظ طعم و بافت داشته باشند. در این صورت، انتخاب بین سبک و سنگین بر اساس توانایی هر کدام در حفظ و بهبود ویژگی‌های ذائقه‌ای و حسی محصول مهم است.

شباهت ها:

کاربردهای دارویی: هر دو نوع سدیم تری پلی فسفات می‌توانند در تولید داروها به عنوان یک عامل پایداری و بخشی از فرآیندهای تولید استفاده شوند. در این کاربردها، پایداری حرارتی و پایداری در محیط‌های مختلف به عنوان عوامل مهم مدنظر هستند.
کاربردهای صنعتی: هر دو نوع سدیم تری پلی فسفات ممکن است در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی و صنایع شیمیایی به عنوان یک عامل پایداری و امولسیفایر مورد استفاده قرار بگیرند. ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های پایداری هر نوع می‌تواند به طور مستقیم تأثیرگذار باشد.

نتیجه: در کل، تفاوت‌ها در ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های پایداری حرارتی بین سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین، تأثیر بزرگی بر کاربردهای آنها در صنایع مختلف دارد. انتخاب بین این دو نوع به ویژه به ترکیب مواد مورد استفاده، نیازهای فرآیند، و ویژگی‌های محصول نهایی بستگی دارد.

واکنش سدیم تری پلی فسفات (STPP) سبک و سنگین با مواد دیگر:

در مقایسه واکنش‌های سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین با مواد دیگر، بایستی به ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی هر یک توجه داشته باشیم. تفاوت‌هایی که ممکن است در واکنش‌های این دو نوع سدیم تری پلی فسفات با مواد دیگر دیده شود، عبارتند از:

واکنش با اسیدها: سدیم تری پلی فسفات سبک معمولاً در معرض اسیدها پایدارتر است نسبت به سدیم تری پلی فسفات سنگین. این امر می‌تواند به عنوان یک مزیت در برخی کاربردها مانند فرآیندهای پخت و آشپزی مورد استفاده قرار گیرد. در ذیل به عنوان مثال یک واکنش کلی را بررسی میکنیم:
واکنش سدیم تری‌پلی‌فسفات (Na₅P₃O₁₀) با اسید کلریدریک (HCl) می‌تواند به تولید فسفات سدیم (Na₃PO₄)، کلرید سدیم (NaCl) و اسید فسفریک (H₃PO₄) منجر شود:

Na₅P₃O₁₀ + 6HCl → 3Na₃PO₄ + 5NaCl + 3H₃PO₄
واکنش با بازها: سدیم تری پلی فسفات سبک ممکن است بازهای قوی‌تری را تحمل کند نسبت به سدیم تری پلی فسفات سنگین. که این امر می‌تواند به افزایش کاربردهای آن در صنایع مختلف منجر شود.
به طور کلی واکنش سدیم تری‌پلی‌فسفات (Na₅P₃O₁₀) با بازها می‌تواند به تشکیل فسفات سدیم (Na₃PO₄) و یک نمک سدیم فسفاتی منجر شود.
واکنش با یک باز معمولاً از نوع تبادل یونی است. در زیر یک مثال با هیدروکسید سدیم (NaOH) ارائه می‌شود:

Na₅P₃O₁₀ + 6NaOH → 5Na₂HPO₄ + 3H₂O
واکنش با نمک‌ها: واکنش با نمک‌ها نیز ممکن است در سدیم تری پلی فسفات سبک و سنگین متفاوت باشد. این واکنش‌ها می‌توانند به تشکیل ترکیبات جدید و تغییر در ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منجر شود که در هر نوع، نتایج متفاوتی را در کاربردهای مختلف به همراه دارند.
واکنش با مواد اکسید کننده: واکنش با مواد اکسید کننده نیز ممکن است در هر دو نوع سدیم تری پلی فسفات متفاوت باشد که می‌تواند به تغییر در رنگ یا ویژگی‌های دیگر آنها منجر شود.

به عنوان مثال در واکنش زیر مثالی را بررسی میکنیم که سدیم تری‌پلی‌فسفات با پرمنگنات پتاسیم و آب به فسفات سدیم، دی‌اکسید منگنز و هیدروکسید پتاسیم تجزیه می‌شود.
Na₅P₃O₁₀ + 6KMnO₄ + 6H₂O → 5Na₃PO₄ + 6MnO₂ + 6KOH

آنالیز دقیق سدیم تری پلی فسفات سبک:

شرکت مَهرادکو از سال ۱۳۹۳ تا کنون به عنوان تامین کننده ی سدیم تری پلی فسفات با کارخانجات و صنایع مختلف همکاری داشته است و این محصول را با دو برند سدیم تری پلی فسفات سبک ساندیا چین ( STPP Light) و سدیم تری پلی فسفات سبک چین (STPP) در کیسه های ۲۵ کیلویی تحویل درب انبار شورآباد تهران عرضه می کند. برای دانلود آنالیز دقیق هر کدام از این محصولات به لینک های داده شده هر کدام مراجعه کنید.