Oxid titaničitý

Hodnocení bezpečnosti potravin E171 (oxid titaničitý) podle EFSA (Evropský úřad pro bezpečnost potravin): schváleno pro použití v potravinách do roku 2022 směrnicí 94/36/EHS (v samostatných formách) [13] , ADI nestanoveno, MoS 2250 mg/kg [14 ] .

Na konci roku 2010 se objevilo několik publikací INRA o studiu oxidu titaničitého u myší nebo u malého počtu pacientů. Agentura EFSA zaslala autorům článků řadu dotazů [15] a neshledala důvod k přehodnocování rizik na základě těchto publikací, v platnosti zůstává stanovisko z roku 2016 [16] [17] .

Ve Spojených státech je podle FDA povoleno použití potravinářské přídatné látky E171 (oxid titaničitý) v potravinářských výrobcích (v množství nepřesahujícím 1 % hmotnosti), v kosmetice, ve složení léčiv [18 ] , což je potvrzeno CFR Hlavou 21 (Potraviny a drogy). ) Kapitola I Podkapitola A Část 73 (SEZNAM BAREVNÝCH PŘÍSAD VYJMÝCH Z CERTIFIKACE) - § 73.575 Oxid titaničitý. [19]

Ve Francii zakázáno od roku 2020 [20] . V roce 2021 Evropský úřad pro bezpečnost potravin rozhodl, že kvůli novým údajům o nanočásticích již oxid titaničitý „nelze považovat za bezpečnou potravinářskou přídatnou látku“, nelze podceňovat jeho genotoxicitu, která může vést ke karcinogenním účinkům, a „ bezpečnou denní příjem tohoto doplňku stravy nelze stanovit." Evropský komisař pro zdraví oznámil plány na zákaz jeho používání v Evropské unii [21]

Podle Rospotrebnadzor je potravinářská přídatná látka E171 schválena pro použití v Rusku [22]

Těžba a výroba

Světová produkce oxidu titaničitého na konci roku 2004 dosáhla přibližně 5 milionů tun [23] .

Hlavní výrobci a vývozci oxidu titaničitého:

• Sachtleben Chemie ( Pori , Finsko, Duisburg a Krefeld , Německo)
• " Krymský titán " ( Arjansk , Rusko / Ukrajina [24] )
• " Sumykhimprom " (Sumy, Ukrajina)
• KRONOS Titan ( Nordenham , Německo)
• Tronox ( Oklahoma City , USA)
• DuPont _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

V posledních letech produkce oxidu titaničitého v Číně extrémně rychle rostla .

Státní ústav minerálních hnojiv a pigmentů Sumy (MINDIP) ve svých výzkumných pracích věnuje zvláštní pozornost technologiím výroby oxidu titaničitého (IV) sulfátovou metodou: výzkum, vývoj nových značek, modernizace technologie a technologického zařízení.

Existují dva hlavní průmyslové způsoby získávání TiO 2 : z koncentrátu ilmenitu (FeTiO 3 ) az chloridu titaničitého . Vzhledem k tomu, že zásoby ilmenitu zjevně nestačí pokrýt potřeby průmyslu, značná část TiO 2 se vyrábí z chloridu titaničitého.

Výroba oxidu titaničitého z koncentrátu ilmenitu

První závod na výrobu titanové běloby z přírodního titanového minerálu ilmenitu FeTiO 3 byl postaven v Norsku v roce 1918, nicméně první průmyslové šarže bílé byly žluté kvůli nečistotám sloučenin železa a nebyly vhodné pro lakování , takže bílý titan bílá byla skutečně používána umělci až v letech 1922-1925. Je třeba zdůraznit, že až do roku 1925 byly k dispozici pouze kompozitní titanové pigmenty na bázi barytu nebo kalcitu .

Až do 40. let 20. století oxid titaničitý byl vyroben v krystalické modifikaci - anatas (β-TiO 2 ) tetragonálního systému s indexem lomu ~2,5

Technologie výroby se skládá ze tří fází:

• získání roztoků síranu titaničitého (úpravou koncentrátů ilmenitu kyselinou sírovou). V důsledku toho se získá směs síranu titaničitého a síranů železa (II) a (III), který se redukuje kovovým železem na oxidační stav železa +2. Po regeneraci na bubnových vakuových filtrech se síranové roztoky oddělí od kalu. Síran železnatý se oddělí ve vakuovém krystalizátoru.
• hydrolýza roztoku solí síranu titaničitého. Hydrolýza se provádí metodou vnášení jader (připravují se vysrážením Ti(OH) 4 z roztoků síranu titaničitého hydroxidem sodným). Ve stupni hydrolýzy mají výsledné částice hydrolyzátu (hydráty oxidu titaničitého) vysokou adsorpční kapacitu, zejména s ohledem na soli Fe3 + , z tohoto důvodu je v předchozím stupni trojmocné železo redukováno na železnaté. Změnou podmínek hydrolýzy (koncentrace, trvání fází, počet jader, kyselost atd.) je možné dosáhnout výtěžku částic hydrolyzátu s požadovanými vlastnostmi v závislosti na zamýšlené aplikaci.
• tepelné zpracování hydrátů oxidu titaničitého. V této fázi lze změnou teploty sušení a použitím přísad (jako je oxid zinečnatý , chlorid titaničitý ) a použitím jiných metod provést rutilizaci (tj. přesmyk oxidu titaničitého na modifikaci rutilu). Pro tepelné zpracování se používají rotační bubnové pece délky 40-60 m. Při tepelném zpracování dochází k odpařování vody (hydráty hydroxidu titaničitého a oxidu titaničitého do formy oxidu titaničitého) a také oxidu siřičitého .

Výroba oxidu titaničitého z chloridu titaničitého

V letech 1938-1939. změnil se způsob výroby - objevila se tzv. chlorová metoda výroby běli z chloridu titaničitého , díky které se titanová běloba začala vyrábět v krystalické modifikaci rutilu (α-TiO 2 ) - též tetragonální syngonie , ale s odlišnými mřížkovými parametry a mírně vyšším indexem lomu ve srovnání s anatasem 2,61.

Existují tři hlavní způsoby získávání oxidu titaničitého z jeho tetrachloridu:

• hydrolýza vodných roztoků chloridu titaničitého (s následným tepelným zpracováním sraženiny)
• hydrolýza chloridu titaničitého v plynné fázi (založená na interakci par chloridu titaničitého s vodní párou) při 400 °C.
• tepelné zpracování tetrachloridu (spalování v proudu kyslíku). Proces se obvykle provádí při teplotě 900-1000 °C

Aplikace

Hlavní aplikace oxidu titaničitého:

• výroba barev a laků , zejména titanová běloba - 57 % celkové spotřeby [23] (rutil oxid titaničitý má vyšší pigmentové vlastnosti - světlostálost, bělící schopnost atd.);
• výroba plastů - 21 % [23] ;
• výroba laminovaného papíru - 14 % [23] ;
• výroba dekorativní kosmetiky;
• výroba žáruvzdorného papíru [25] ;
• fotokatalytické betony.

Další aplikace jsou při výrobě pryžových výrobků, ve sklářském průmyslu (teplovzdorné a optické sklo), jako žáruvzdorné materiály (povlaky svařovacích elektrod a povlaky forem), v kosmetice (mýdlo atd.), ve farmakologickém průmyslu jako pigment a plnivo pro některé lékové formy ( tablety apod.), v potravinářském průmyslu ( potravinářské aditivum E171 ) [27] .

Používá se v procesech čištění vzduchu fotokatalýzou .

Probíhá výzkum využití oxidu titaničitého ve fotochemických bateriích - Grätzelových článcích , ve kterých je oxid titaničitý, což je polovodič s širokým pásmem 3-3,2 eV (v závislosti na krystalické fázi) a vyvinutým povrchem, senzibilizován organická barviva [28] .

Zákaz EU

7. února 2022 zavedla EU zákaz používání oxidu titaničitého (E171) v potravinářském průmyslu. Přechodné období bude trvat 6 měsíců. Využití oxidu titaničitého ve farmaceutickém průmyslu bude vzhledem k nedostatku alternativních látek zatím pokračovat. [29]

Ceny a trh

Ceny za oxid titaničitý se liší v závislosti na stupni čistoty a značce. Zejména čistý (99,999%) oxid titaničitý v rutilové a anatasové formě stál v září 2006 0,5-1 dolar za gram (v závislosti na velikosti nákupu) a technický oxid titaničitý - 2,2-4,8 dolaru za gram. kilogram v závislosti na značku a objem nákupu.

Poznámky

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0617.html
2. ↑ A. E. Rikošinskij. Světový trh pigmentového oxidu titaničitého. Stav, trendy, předpovědi // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Adresář . - M . : Redakční rada týdeníku "Dodavatel", 2003. - S. 53-61. — 832 s. - 3000 výtisků.
3. ↑ 1 2 3 4 Chemická encyklopedie
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Rabinovič. V. A., Khavin Z. Ya. Stručná chemická referenční kniha L.: Chemistry, 1977 str. 105
5. ↑ Stručná referenční kniha fyzikálních a chemických veličin. Ed. 8., revidováno / Ed. A. A. Ravdel a A. M. Ponomareva. - L.: Chemie, 1983. S. 60
6. ↑ Kromě změny standardní entalpie fúze, tamtéž, str. 82
7. ↑ změna standardní entalpie (tvorné teplo) při vzniku z jednoduchých látek, které jsou termodynamicky stabilní při 101,325 kPa (1 atm) a teplotě 298 K
8. ↑ standardní entropie při 298 K
9. ↑ změna standardní Gibbsovy energie (tvorného tepla) při vzniku z jednoduchých látek, které jsou termodynamicky stabilní při 101,325 kPa (1 atm) a teplotě 298 K
10. ↑ standardní izobarická tepelná kapacita při 298 K
11. ↑ Změna entalpie tání. Údaje z Chemické encyklopedie str. 593
12. ↑ Archivovaná kopie . Získáno 7. října 2018. Archivováno z originálu 3. září 2018. (neurčitý)
13. ↑ Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Staženo 27. ledna 2017. Archivováno z originálu 2. února 2017. (neurčitý) 
14. ↑ Přehodnocení oxidu titaničitého (E 171) jako potravinářské přídatné látky | . Staženo 27. ledna 2017. Archivováno z originálu 2. února 2017. (neurčitý)
15. ↑ https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2018.5366 Archivováno 3. února 2019 na Wayback Machine https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/5366 Archivováno 1. října 2018 na Wayback Machine
16. ↑ EFSA zavírá dveře novému hodnocení oxidu titaničitého
17. ↑ https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4545 Archivováno 2. února 2017 na Wayback Machine https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa .2016.4545 Archived 30. května 2021 na Wayback Machine EFSA ANS Panel (EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food), 2016. Vědecké stanovisko k přehodnocení oxidu titaničitého (E 171) jako potravinářské přídatné látky. EFSA Journal 2016;14(9):4545, 83 stran. doi:10.2903/j.efsa.2016.4545
18. ↑ Souhrn barevných přísad pro použití ve Spojených státech v potravinách, léčivech, kosmetice a zdravotnických prostředcích . Získáno 7. října 2018. Archivováno z originálu dne 22. dubna 2019. (neurčitý)
19. ↑ e-CFR Hlava 21 (Potraviny a drogy) Kapitola I Podkapitola A Část 73 (SEZNAM BAREVNÝCH PŘÍSAD VYJMUTÝCH Z CERTIFIKACE) - § 73.575 Oxid titaničitý. (nedostupný odkaz) . Získáno 7. října 2018. Archivováno z originálu dne 7. října 2018. (neurčitý) 
20. ↑ Francie zakázala nebezpečné potravinářské aditivum E171  (ruština)  ? . rosng.ru _ Získáno 16. října 2020. Archivováno z originálu dne 21. listopadu 2020.  (neurčitý)
21. ↑ Boffey, Daniel E171: Hlídací pes EU říká, že potravinářská barviva široce používaná ve Spojeném království jsou  nebezpečná . The Guardian (6. května 2021). Získáno 20. prosince 2021. Archivováno z originálu dne 7. května 2021.
22. ↑ http://49.rospotrebnadzor.ru/rss_all/-/asset_publisher/Kq6J/content/id/444267 Archivní kopie ze 7. října 2018 na Wayback Machine  – seznam D, seznam K
23. ↑ 1 2 3 4 TiO2 - Oxid titaničitý - Oxid titaničitý, novinky, ceny, recenze . Získáno 16. září 2006. Archivováno z originálu 9. září 2006. (neurčitý)
24. ↑ Tento objekt se nachází na území Krymského poloostrova , jehož většina je předmětem územních sporů mezi Ruskem , které kontroluje sporné území, a Ukrajinou , v jejímž rámci je sporné území uznáváno většinou členských států OSN . Podle federální struktury Ruska se subjekty Ruské federace nacházejí na sporném území Krymu - Krymská republika a město federálního významu Sevastopol . Podle administrativního členění Ukrajiny se regiony Ukrajiny nacházejí na sporném území Krymu - Autonomní republika Krym a město se zvláštním statutem Sevastopol .
25. ↑ Vědci vynalezli papír, který nehoří  (rusky) , Yoki.Ru  (27. září 2006). Archivováno 24. října 2020. Staženo 23. listopadu 2017.
26. ↑ Na světovém trhu oxidu titaničitého (nepřístupný odkaz) . Novinky . Titanmet.ru (16. prosince 2005). Datum přístupu: 22. srpna 2014. Archivováno z originálu 28. září 2007. (neurčitý) 
27. ↑ V zemích EU vstupuje v platnost zákaz používání oxidu titaničitého E171 při výrobě potravin Archivováno 6. února 2022 na Wayback Machine // Sputnik , 02/06/2022
28. ↑ Grätzel, M. Dye-sensitized solar cells  //  Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews  : deník. - 2003. - Sv. 4 , ne. 2 . - S. 145-153 .
29. ↑ NAŘÍZENÍ KOMISE (EU) 2022/63 Archivováno 17. února 2022 na Wayback Machine // Europa.eu, 18. 1. 2022

Literatura

• Achmetov T. G., Porfiryeva R. T., Gaysin L. G. a kol. Chemická technologie anorganických látek: ve 2 knihách. Rezervovat. 1. - Ed. T. G. Achmetova. - M .: Vyšší škola, 2002. - ISBN 5-06-004244-8 . s. 369-402.
• Nekrasov BV Základy obecné chemie. T. I. - Ed. 3., rev. a doplňkové M.: Chemie, 1973. - S. 644, 648.
• Chemická encyklopedie (elektronická verze). — S. 593, 594
• Chemie: Ref. vyd. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak a další: Per. s ním. 2. vyd., stereotyp. — M.: Chemie, 2000. S. 411.
• Yuryev Yu.N. Vlastnosti tenkých vrstev oxidu titaničitého (TiO[2 ) a amorfního uhlíku (a-C) deponovaných pomocí duálního magnetronového naprašovacího systému: abstrakt disertační práce pro stupeň kandidáta technických věd: spec. 01.04.07]. - Tomsk, 2016. - 22 s.

Odkazy

• A. E. Rikošinskij. Světový trh pigmentového oxidu titaničitého. Stav, trendy, předpovědi // Lakokrasochnye materialy 2002-2003. Adresář . - M . : Redakční rada týdeníku "Dodavatel", 2003. - S. 53-61. — 832 s. - 3000 výtisků.
• TiO2 - Oxid titaničitý | Oxid titaničitý (oxid titaničitý) – vlastnosti, aplikace, výrobci oxidu titaničitého Archivováno 9. září 2006 na Wayback Machine
• Mezinárodní chemický bezpečnostní list pro oxid titaničitý archivován 27. září 2007 ve Wayback Machine
• Oxid titaničitý - informace z chemické databáze University of Akron

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština velká čínština Velký Rus Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4185549-8 J9U : 987007538813905171 LCCN : sh85135627 NKC : ph174613