تولید فرآورده‌های بهداشتی شركت پاكشو (گزارش كارآموزی)

آنها به زودی از روی مطالعات اخیر بر روی تجزیه زیستی آن دریافتند كه اگر چه این ساختار خواص پاك كنندگی خوبی دارد ولی قادر نیست به سرعت در طبیعت تجزیه شود. پس از آزمایشاتی كه محققان انجام دادند، مشخص شد الكیل‌های خطی مانند فتی اسیدها قادرند به راحتی تجزیه شوند. از آن پس LABS را به عنوان یك مادة فعال در سطح وارد عرضه تجاری شد. به طوریكه تولید سالانه آمریكا، ژاپن و اروپای غربی تقریباً 7/1 میلیون تن است و تولیدات چند كشور در سال 1989 در جدول 1 آمده است. مطالعات كسترده‌ای بر رویLAS و رفتار تجزیه پذیری آن انجام شده و مشخص شد با مصرف امروزه در دنیا تأثیرات اكولوژیكی آن قابل كنترل است. تخمین زده می‌شود غلظت آن در فاضلاب كمتر از 35 درصد از مقدار كل استفاده آن می‌باشد. جابجایی LAS در فاضلابها 99- 95 درصد انجام می‌شود و در رسوب فاضلابها تقریباً 30 درصد از LAS تحت شرایط بی‌هوازی تجربه نشده باقی می‌ماند. به هر حال مقداری از LAS كه در خاكها رسوب می‌كند با نیم عمری حدود 3 تا 35 روز تجزیه می‌شود. شواهد نشان می‌دهد LAS در شرایط هوازی به طور كامل تجزیه می‌شود.

شیمی LAS و  LAB:

تفاوتهای LAB  در طول زنجیره كربن در فرآورده‌ نهایی و موقعیت حلقه بنزن نسبت به زنجیره كربن است.

جدول 2 پراكندگی زنجیر كربن در دو نوع ساختار مخلوط LAB را  نشان می‌دهد. یكی از آنها دارای زنجیر كوتاه شامل 10- 9 كربن و دیگری دارای زنجیر بلند با 13- 12 كربن است. در حالی كه LAS به طور متوسط زنجیر كربن آن 14- 10 كربن دارد.

در شكل 1 پیك اصلی در كروماتوگرام LAB مربوط به ایزومرفنیل است. توجه شود كه ایزومر 1-فنیل وجود ندارد كمترین پیك در كروماتورگرام كه توسط طیف سنجی GC و MS انجام شده مربوط به شاخة الكیل بنزن است. البته مطالب گفته شده به ریشة اصلی كه درتولید استفاده شد. بستگی دارد كه قابل جداسازی توسط تقطیر نیست بنابراین در فرآیند تولید LABباید دقت كافی به عمل آید.

تولید آلكیل بنزن خطی:

LAB با آلكیلاسیون بنزن توسط كاتالیزور فریدل- كرافتس در حضور كلرید آلومینیوم و یا HF انجام می‌شود. آلكن‌های خطی از دهیدروژناسیون آلكانها به دست می‌آیند. شكل 2 نشان دهندة سه فرآیند تولید LAB است. همانطور كه در شكل می‌بینید دو فرآیند آلكیلاسیون توسط HF انجام شده ولی اكثر آلكیلاسیون‌ها در فرآورده‌های مایع به روش فریدل- كرافتس در حضور ALCL₃ انجام می‌شود.

LAB كه تولید می‌شود یكسان نخواهد بود بلكه ایزومرهای مختلفی خواهد داشت. اگر از ALCL_3 به عنوان كاتالیزور استفاده كنیم مقدار 30- 25 درصد ایزومر 2-فنیل و مقدار 22- 15 درصد ایزومرهای 3، 4،‌ 5، 6- فنیل تولید می‌شود.

جدول 3 آنالیز ایزومرهای مختلفی كه از الكیلاسیون بنزن با دو نوع كاتالیزور مختلف به دست آمده را نشان می‌دهد. كه تفاوت در تركیبات آنها تحت تأثیر خواص فرمولاسیون ALS در شوینده های مایع به خصوص حلالیت و وسكیوزیتة آنها است.

شیمی سولفوناسیون:

در سولفوناسیون یك تركیب آلی كه حاوی حلقة آروماتیك است اتم هیدروژن اسید سولفونیك در حلقه جانشین می‌شود. این واكنش در موقعیت اورتوو پارا اتقاق می‌افتد ولی درصد محصول پارا بیشتر خواهد بود.

به علت واكنشهای جانبی كه منجر به تولید محصولات فرعی نظیر سولفون‌ها و غیره می‌شود، هرگز راندمان 100 درصد  در این فرآیند نخواهیم داشت. البته تحت شرایط كنترل شده راندمان 98 درصد قابل دسترسی است.

در سولفوناسیون از سه ماده زیر می‌توان استفاده كرد:

1- سولفوتری اكساید

2-اولئوم

3-اسیدسولفوریك 98%

سولفاناسیون می‌تواند به صورت فرآیند Batch یا continuous انجام می‌شود.

عوامل زیر می تواند به روی فرآیند تأثیر گذار باشد:

-درجة سولفوناسیون

-دمای سولفوناسیون

-در فرآیند Batch زمان واكنش وزمان تماس مواد مهم است.

-زمان و دما درمرحلة جداسازی اسید.

همانطور كه در واكنش نشان داده شده وقتی از اسید سولفوریك برای سولفوناسیون استفاده می‌شود  آب تولید می‌شود كه باعث رقیق شدن محیط واكنش می‌شود و ممكن است باعث متوقف شدن واكنش قبل از كامل شدن آن شود. برای رفع این مشكل لازم است كه مواد را از مقدار تئوری آنها بیشتر استفاده كنیم بنابراین افزایش شدت شرایط سولفوناسیون باعث افزایش راندمان می‌شود ولی رنگ و بوی محصول تغییر خواهد كرد.

برای دستیابی به محتوای سولفات كمتر لازم است از مقدار اسیدسولفوریك كمتری استفاده شود. این موضوع هنگامی كه از سولفات در تولید پودرهای شوینده استفاده می‌شود اهمیت كمتری دارد زیرا سولفات سدیم تأثیر زیادی بر روی حلالیت دارد و پایداری حرارتی آن كم است. جدول 4 خلاصه‌ای از شرایط پیشنهادی برای سولفوناسیون ALB با تری اكسید سولفور، اولئوم  و اسید سولفوریك را بیان می‌كند.

محصولات جانبی سولفوناسیون، پیروسولفونیك اسید و سولفونیك انیدرید می‌باشد. این مواد در دمای زیر ^oC35 با  آلكیل اضافی تجزیه می‌شوند و به فرم اسیدسولفونیك كه رنگ محصول را تغییر خواهد داد، تبدیل می‌شود.

الكیل بنزن سولفونیك اسید در طی نگهداری كم كم پایداری خود ار از دست می‌دهد. تغییر رنگ، كاهش مواد آلی واكنش نداده و اسید سولفوریك آزاد نشانه‌ای از این ناپایداری است. بعضی از این واكنشها طی 24 ساعت انجام شده و بعضی تا 14 روز ادامه می‌یابد.

استفاده از تركیبی از طیف سنجی جرمی و SO₂ fluorometry یك گروه دیگری از محصولات فرعی را مشخص كرد در فرآیند سولفوناسیون. این محصول فرعی سولفون است. این ماده بر اثر واكنش پیروسولفوریك اسید با آلكیل بنزن تولید می‌شود. آنها دریافتند كه مقدار زیاد سولفون تأثیر منفی بر روی حلالیت سولفونات سدیم دارد.

این تركیبات در عصارة پنتان حل شده در متانول قرار گرفته و به وسیله استفاده از HPLC و UV آنالیز شده‌اند كه نتایج آن در شكل 4 نشان داده شده است. شكل 5 نحوة تشكیل ایندرید وسولفون را نشان می‌دهد.