Urea – aplikasi, sifat dan kepentingan dalam industri

Urea ialah sebatian kimia organik dengan formula CO(NH 2 ) 2 yang memainkan peranan penting dalam banyak industri dan perubatan. Berasal daripada kitaran ornithine, di mana ia adalah hasil penukaran ammonia , ia adalah metabolit penting dalam organisma hidup. Tidak hairanlah ia kini digunakan secara meluas dan ketara dalam banyak sektor industri dan dalam produk kosmetik.

Diterbitkan: 22-01-2025

apa ialah urea dan apa adalah itu harta benda?

Ure a (juga dipanggil carbamide ) ialah bahan kristal yang tidak mudah terbakar, biasanya berwarna putih atau tidak berwarna, dengan bau ammonia sedikit dan rasa masin. Ia adalah bahan higroskopik , yang bermaksud ia mudah menyerap lembapan dari persekitaran, dan juga larut dengan baik di dalam air. Semasa penyimpanan jangka panjang dalam larutan akueus, urea boleh terurai, menghasilkan ammonia dan karbon dioksida. Urea teknikal digunakan dalam banyak industri. Ia digunakan sebagai komponen baja dan bahan tambahan kepada makanan haiwan . Ia juga berfungsi sebagai bahan mentah dalam pengeluaran plastik , impregnant kalis api dan pelekat. Dalam eksperimen haiwan, urea telah menunjukkan ketoksikan yang rendah , baik akut dan kronik, dan tiada kesan karsinogenik atau kesan buruk terhadap keupayaan pembiakan. Tiada klasifikasi ketoksikan urea yang harmoni di Kesatuan Eropah. Bahan ini dicirikan oleh tekanan wap yang sangat rendah, yang bermaksud pendedahan kepadanya berlaku terutamanya melalui penyedutan habuk. Untuk melindungi pekerja daripada potensi masalah yang berkaitan dengan kehadiran habuk urea di udara, ia telah dicadangkan untuk mewujudkan kepekatan maksimum yang dibenarkan (MAC) sebanyak 10 mg/m^3. Nilai ini selaras dengan piawaian untuk habuk lain yang tidak diklasifikasikan sebagai toksik, tetapi mungkin menimbulkan risiko akibat penglihatan yang berkurangan. Dalam tambahan:

  • Urea ialah pepejal higroskopik yang larut dengan baik dalam air, metanol, etanol , gliserol, dimetil sulfoksida (DMSO), asid asetik dan asid hidroklorik pekat.
  • Dalam larutan akueus, ia mengalami hidrolisis perlahan, di mana ammonia dan karbon dioksida terbentuk. Proses hidrolisis boleh dipercepatkan dengan pemanasan dan penambahan asid atau bes.
  • Urea dicirikan oleh keterlarutan yang sangat lemah dalam benzena dan kloroform, dan ia larut dengan buruk dalam etil eter.
  • Urea boleh bertindak balas dengan beberapa bahan, membentuk produk dengan sifat letupan yang kuat (cth dalam kes tindak balas dengan natrium atau kalsium klorat(I)).

Proses pengeluaran urea — daripada bahan mentah kepada produk akhir

#1. Sintesis ammonia Pengeluaran urea bermula dengan sintesis ammonia, terutamanya dalam proses Haber-Bosch . Proses ini melibatkan tindak balas nitrogen (N 2 ) dengan hidrogen (H 2 ), yang kebanyakannya diperoleh daripada gas asli. Tekanan dan suhu tinggi (lebih kurang 450°C dan 200 atm) dan kehadiran mangkin berasaskan besi membolehkan tindak balas eksotermik ini berlaku. #2. Sintesis urea Peringkat seterusnya ialah tindak balas ammonia dengan karbon dioksida (CO 2 ) untuk menghasilkan urea. Proses ini berlaku dalam dua peringkat utama. Yang pertama ialah pembentukan ammonium karbamat, dan yang kedua ialah penguraian ammonium karbamat. Ammonium karbamat kemudiannya ditukar kepada urea dan air di bawah tekanan tinggi (150-250 atm) dan suhu (180-190°C). #3. Pemeluwapan dan penghabluran Larutan urea yang terhasil kemudiannya dipekatkan dengan menyejat air dalam penyejat vakum. Proses ini menghasilkan urea dalam bentuk larutan pekat. #4. Butiran pembentukan Larutan urea pekat disejukkan dan kemudian digranulasi dalam drum khas atau granulator plat, di mana, di bawah pengaruh pergerakan dan penyejukan tambahan, urea mengkristal, membentuk butiran. Butiran urea kemudiannya dikeringkan dalam pengering dram untuk menghilangkan kelembapan berlebihan dan kemudian disejukkan dalam penyejuk. Proses ini memastikan kestabilan butiran dan mengoptimumkan sifat fizikalnya. #5. Pembungkusan dan penyimpanan Akhir sekali, urea siap dibungkus ke dalam beg atau diangkut terus ke tangki simpanan, dari mana ia diedarkan kepada pelanggan akhir. Seorang wanita memegang tabung uji dengan urea, dengan tumbuhan di rumah hijau di latar belakang

Kepentingan urea dalam sektor perindustrian

Dalam pengurangan pemangkin terpilih (SCR), urea membantu mengurangkan pelepasan nitrogen oksida daripada sumber pegun dan mudah alih. Dalam industri farmaseutikal dan kosmetik dan dalam bahan kimia isi rumah, urea dinilai sebagai komponen banyak persediaan . Ia juga digunakan untuk jalan nyah ais, landasan kereta api dan landasan, dan dalam industri makanan ia ditambah kepada produk bakeri, minuman beralkohol dan produk gelatin.

Urea dalam pertanian

Terima kasih kepada kandungan nitrogennya yang tinggi (sekitar 46%), urea digunakan dalam program pembajaan , menyokong pertumbuhan tumbuhan yang intensif. Pada masa ini, ia digunakan dalam bentuk butiran atau larutan, di mana ia cepat menghidrolisis kepada ammonia dan karbon dioksida, membebaskan nitrogen yang tersedia untuk tumbuhan. Walau bagaimanapun, apa yang penting – disebabkan kemeruapan ammonia yang tinggi, adalah perlu untuk memasukkan urea dengan cepat ke dalam tanah selepas permohonan untuk meminimumkan kehilangan nitrogen. Ketahui lebih lanjut: https://www.products.pcc.eu/ms/blog/apakah-baja-organik-dan-apa-yang-perlu-kita-tahu-mengenainya/

Urea dalam kosmetik

Urea adalah salah satu bahan pelembap paling berkesan yang digunakan dalam industri kosmetik. Ia adalah komponen faktor pelembab semulajadi (NMF) yang terdapat dalam keratinosit, yang penting untuk mengekalkan tahap penghidratan yang sesuai bagi stratum korneum epidermis (yang dipanggil humektan ). Keberkesanan urea dalam kosmetik bergantung pada kepekatannya : dalam dos yang rendah ia bertindak terutamanya sebagai pelembap, manakala dalam kepekatan yang lebih tinggi ia mempunyai sifat keratolitik. Menariknya, derivatifnya juga digunakan, seperti allantoin yang menggalakkan pertumbuhan semula epidermis.[ 2] Ketahui lebih lanjut : https://www.products.pcc.eu/ms/blog/bahan-kosmetik/ dan di https://www.products.pcc.eu/ms/inci-25/

Urea dalam industri farmaseutikal

Di farmasi, urea digunakan sebagai agen osmotik dalam diuretik dan sebagai ramuan krim dan salap untuk merawat keadaan dermatologi, seperti psoriasis, ekzema. Ketahui lebih lanjut di: https://www.products.pcc.eu/ms/k/industri-farmaseutikal/

Urea dalam industri tekstil

Menariknya, urea juga digunakan sebagai bahan tambahan pewarna . Terima kasih kepada sifat kimianya, ia meningkatkan keterlarutan dan kestabilan pewarna, yang penting dalam penghasilan warna yang sangat intensif. Urea juga digunakan dalam penghasilan beberapa jenis fabrik tiruan dan sebagai komponen pelembut .

Urea dalam industri kimia

Urea memainkan peranan sebagai bahan mentah dalam pengeluaran banyak produk kimia, termasuk pengeluaran resin urea-formaldehid, yang digunakan secara meluas sebagai pelekat dalam industri kayu dan perabot. Resin ini mereka dicirikan oleh ketahanan yang luar biasa dan rintangan kepada kelembapan, terima kasih kepada yang mereka digunakan dalam pengeluaran papan serpai dan papan lapis. Gudang dengan bahan kimia

Kesan urea terhadap alam sekitar – cabaran dan penyelesaian

Cabaran # 1: Eutrofikasi air permukaan Penggunaan urea yang berlebihan dalam pertanian boleh menyebabkan larut lesap nitrogen berlebihan ke dalam sungai dan tasik. Ini, seterusnya, boleh menyebabkan eutrofikasi, iaitu pertumbuhan berlebihan alga dan tumbuhan akuatik lain, yang mengganggu keseimbangan ekosistem dan mengurangkan paras oksigen dalam air. Dalam menghadapi cabaran ini, adalah penting untuk memperkenalkan amalan pengurusan nutrien, iaitu penggunaan teknologi GPS untuk mengawal dos optimum. Cabaran #2: Pembebasan gas rumah hijau Hidrolisis urea dalam tanah membawa kepada penghasilan ammonia, yang boleh ditukar kepada nitrogen oksida (NOx) – gas rumah hijau yang kuat. Pelepasan NOx menyumbang kepada pemanasan global dan masalah kualiti udara, oleh itu adalah perlu untuk melaksanakan teknologi untuk mengurangkan pelepasan ammonia dan NOx dalam pertanian, seperti mengoptimumkan pH tanah dan menggunakan perencat urease yang memperlahankan penguraian urea.

Sumber:
  1. SKOWROŃ, J. Mocznik–frakcja wdychalna.
  2. Kapuścińska, A., & Nowak, I. (2014). Wykorzystanie mocznika i jego pochodnych w przemyśle kosmetycznym. Chemik, 68(2), 91-96.

Komen
Sertai perbincangan
Tiada komen
Menilai kebergunaan maklumat
- (tiada)
Penilaian anda

Halaman telah diterjemahkan mesin. Buka halaman asal