ยูเรียเป็นสารเคมีอินทรีย์ที่มี สูตรโมเลกุล CO(NH 2 ) 2 ซึ่งมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมและการแพทย์หลายแห่ง ยูเรียได้มาจากวงจรออร์นิทีน ซึ่งเป็น ผลจากการแปลงแอมโมเนีย เป็นเมแทบอไลต์ที่จำเป็นในสิ่งมีชีวิต ไม่น่าแปลกใจเลยที่ปัจจุบันยูเรียจึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายและมีความสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย รวมถึงในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง

อะไร เป็น ยูเรีย และ อะไร เป็น ของมัน คุณสมบัติ?
ยูเรีย (เรียกอีกอย่างว่าคาร์บาไมด์ ) เป็นสารผลึกที่ไม่ติดไฟ มักมีสีขาวหรือไม่มีสี มีกลิ่นแอมโมเนียเล็กน้อยและมีรสเค็ม เป็นสารดูดความชื้น ซึ่งหมายความว่าสามารถ ดูดซับความชื้น จากสิ่งแวดล้อมได้ง่าย และยังละลายในน้ำได้ดีมาก ในระหว่างการจัดเก็บในระยะยาวในสารละลายในน้ำ ยูเรียสามารถสลายตัวได้ โดยผลิตแอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ ยูเรีย ทางเทคนิค มีการใช้ในหลายอุตสาหกรรม ใช้เป็น ส่วนประกอบของปุ๋ยและสารเติมแต่งอาหารสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้เป็น วัตถุดิบในการ ผลิตพลาสติก สารกันไฟ และกาว ในการทดลองกับสัตว์ ยูเรียแสดงให้เห็นถึง ความเป็นพิษต่ำ ทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรัง และไม่มีผลก่อมะเร็งหรือผลเสียต่อความสามารถในการสืบพันธุ์ ยังไม่มีการจำแนกความเป็นพิษของยูเรียที่สอดคล้องกันในสหภาพยุโรป สารนี้มีลักษณะเฉพาะคือความดันไอต่ำมาก ซึ่งหมายความว่าการสัมผัสกับสารนี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่ผ่านการหายใจเอาฝุ่นเข้าไป เพื่อปกป้องคนงานจากปัญหาที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของฝุ่นยูเรียในอากาศ จึงมีการเสนอให้กำหนดความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MAC) ที่ 10 มก./ม.3 ค่านี้สอดคล้องกับมาตรฐานสำหรับฝุ่นชนิดอื่นๆ ที่ไม่จัดว่าเป็นพิษ แต่มีความเสี่ยงเนื่องจาก ทัศนวิสัย ลดลง ส่วนที่เพิ่มเข้าไป:
- ยูเรียเป็นของแข็งที่ดูดความชื้นได้ซึ่งละลายได้ดีในน้ำ เมทานอล เอธานอล กลีเซอรอล ไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (DMSO) กรดอะซิติก และ กรดไฮโดรคลอริก เข้มข้น
- ในสารละลายน้ำ สารนี้จะเกิดการไฮโดรไลซิสแบบช้าๆ ซึ่งในระหว่างนั้นจะมี แอมโมเนีย และคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น กระบวนการไฮโดรไลซิสสามารถเร่งให้เร็วขึ้นได้โดยการให้ความร้อนและการเติมกรดหรือเบส
- ยูเรียมีลักษณะละลายได้ไม่ดีใน เบนซิน และคลอโรฟอร์ม และละลายได้ไม่ดีในเอทิลอีเทอร์
- ยูเรียสามารถทำปฏิกิริยากับสารบางชนิด โดยก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติระเบิดได้รุนแรง (เช่น ในกรณีที่เกิดปฏิกิริยากับโซเดียมหรือแคลเซียมคลอเรต (I))
กระบวนการผลิตยูเรียตั้งแต่วัตถุดิบ จนถึง ผลิตภัณฑ์ ขั้นสุดท้าย
#1. การสังเคราะห์ แอมโมเนีย การผลิตยูเรียเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์แอมโมเนีย โดยส่วนใหญ่อยู่ใน กระบวนการฮาเบอร์-บ๊อช กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของไนโตรเจน (N 2 ) กับไฮโดรเจน (H 2 ) ซึ่งส่วนใหญ่มาจากก๊าซธรรมชาติ ความดันและอุณหภูมิสูง (ประมาณ 450°C และ 200 บรรยากาศ) และตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นฐานเหล็กทำให้ปฏิกิริยาคายความร้อนนี้เกิดขึ้นได้ #2. การสังเคราะห์ ยูเรีย ขั้นตอนต่อไปคือปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนียกับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) เพื่อผลิตยูเรีย กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสองขั้นตอนหลัก ขั้นตอนแรกคือการก่อตัวของแอมโมเนียมคาร์บาเมต และขั้นตอนที่สองคือการสลายตัวของแอมโมเนียมคาร์บาเมต จากนั้นแอมโมเนียมคาร์บาเมตจะถูกแปลงเป็นยูเรียและน้ำภายใต้แรงดันสูง (150-250 บรรยากาศ) และอุณหภูมิ (180-190°C) #3 การควบแน่น และ การตกผลึก สารละลายยูเรียที่ได้จะถูกทำให้เข้มข้นโดยการระเหยน้ำในเครื่องระเหยสูญญากาศ กระบวนการนี้ส่งผลให้ยูเรียอยู่ในรูปของสารละลายเข้มข้น #4 เม็ดเล็ก การก่อตัว สารละลายยูเรียเข้มข้นจะถูกทำให้เย็นลงแล้วจึงทำให้เป็นเม็ดในเครื่องอัดเม็ดแบบถังหรือแบบแผ่นพิเศษ ซึ่งภายใต้อิทธิพลของการเคลื่อนตัวและการระบายความร้อนเพิ่มเติม ยูเรียจะตกผลึกและกลายเป็นเม็ด จากนั้นจึงทำให้เม็ดยูเรียแห้งในเครื่องอบแห้งแบบถังเพื่อกำจัดความชื้นส่วนเกิน จากนั้นจึงทำให้เย็นลงในเครื่องทำความเย็น กระบวนการนี้ช่วยให้เม็ดมีเสถียรภาพและปรับคุณสมบัติทางกายภาพให้เหมาะสมที่สุด #5 การบรรจุและการจัดเก็บ ในที่สุด ยูเรียที่เสร็จแล้วจะถูกบรรจุลงในถุงหรือขนส่งโดยตรงไปยังถังเก็บ จากนั้นจึงจัดส่งไปยังลูกค้าปลายทาง
ความ สำคัญ ของ ยูเรีย ใน ภาค อุตสาหกรรม
ในปฏิกิริยารีดักชันแบบเลือกเร่งปฏิกิริยา (SCR) ยูเรียช่วยลดการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์จากแหล่งกำเนิดแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ ในอุตสาหกรรมยาและเครื่องสำอาง และในสารเคมีในครัวเรือน ยูเรียมีคุณค่าเป็นส่วนประกอบของการเตรียมสารหลายอย่าง นอกจากนี้ยังใช้ในการละลายน้ำแข็งบนถนน รางรถไฟ และรันเวย์ และในอุตสาหกรรมอาหาร ยูเรียจะถูกเติมลงในผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ และผลิตภัณฑ์เจลาติน
ยูเรียในการเกษตร
ยูเรียมีปริมาณไนโตรเจนสูง (ประมาณ 46%) จึงถูกนำมาใช้ใน โครงการ ให้ปุ๋ย เพื่อ สนับสนุนการเจริญเติบโตของพืชอย่างเข้มข้น ปัจจุบัน ยูเรียใช้ในรูปแบบเม็ดหรือสารละลาย ซึ่งไฮโดรไลซ์อย่างรวดเร็วเป็นแอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ ปลดปล่อยไนโตรเจนที่พืชสามารถใช้ได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือ เนื่องจากแอมโมเนียมีความผันผวนสูง จึงจำเป็นต้องผสมยูเรียลงในดินอย่างรวดเร็วหลังการใช้เพื่อลดการสูญเสียไนโตรเจน ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม: https://www.products.pcc.eu/th/blog/%e0%b8%9b%e0%b8%b8%e0%b9%8b%e0%b8%a2%e0%b8%ad%e0%b8%b4%e0%b8%99%e0%b8%97%e0%b8%a3%e0%b8%b5%e0%b8%a2%e0%b9%8c%e0%b8%84%e0%b8%b7%e0%b8%ad%e0%b8%ad%e0%b8%b0%e0%b9%84%e0%b8%a3%e0%b9%81%e0%b8%a5%e0%b8%b0/
ยูเรียในเครื่องสำอาง
ยูเรียเป็น ส่วนผสมที่ให้ความชุ่มชื้น ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดชนิดหนึ่งที่ใช้ ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง เป็นส่วนประกอบของปัจจัยให้ความชุ่มชื้นตามธรรมชาติ (NMF) ที่พบในเซลล์ผิวหนังชั้นเคอราติโนไซต์ ซึ่งมีความสำคัญในการรักษาระดับความชุ่มชื้นที่เหมาะสมของชั้นหนังกำพร้า (หรือที่เรียกว่า สารเพิ่มความชื้น ) ประสิทธิภาพ ของยู เรี ยในเครื่องสำอางขึ้นอยู่กับความเข้มข้น : ในปริมาณน้อยจะทำหน้าที่เป็นมอยส์เจอร์ ไร เซอร์เป็นหลัก ในขณะที่ในความเข้มข้นที่สูงขึ้นจะมีคุณสมบัติในการสลายเคราติน ที่น่าสนใจคือมีการนำอนุพันธ์มาใช้ด้วย เช่น อัลลันโทอิน ซึ่งช่วยกระตุ้นการสร้างหนังกำพร้าใหม่ [ 2] ดูข้อมูลเพิ่มเติม: https://www.products.pcc.eu/th/blog/%e0%b8%aa%e0%b9%88%e0%b8%a7%e0%b8%99%e0%b8%9c%e0%b8%aa%e0%b8%a1%e0%b9%80%e0%b8%84%e0%b8%a3%e0%b8%b7%e0%b9%88%e0%b8%ad%e0%b8%87%e0%b8%aa%e0%b8%b3%e0%b8%ad%e0%b8%b2%e0%b8%87/ และ https://www.products.pcc.eu/th/inci-26/
ยูเรียในอุตสาหกรรมยา
ในร้านขายยา ยูเรียใช้เป็น สาร ออสโมซิส ในยาขับปัสสาวะ และเป็นส่วนผสมของครีมและขี้ผึ้งสำหรับรักษาโรคผิวหนัง เช่น โรคสะเก็ดเงิน กลาก ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่: https://www.products.pcc.eu/th/k/%e0%b8%ad%e0%b8%b8%e0%b8%95%e0%b8%aa%e0%b8%b2%e0%b8%ab%e0%b8%81%e0%b8%a3%e0%b8%a3%e0%b8%a1%e0%b8%a2%e0%b8%b2/
ยูเรียในอุตสาหกรรมสิ่งทอ
ที่น่าสนใจคือ ยูเรียยังใช้เป็น สารเติมแต่งสี ด้วย เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของยูเรียจึงช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายและความเสถียรของสี ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการผลิตสีที่มีความเข้มข้นสูง ยูเรียยังใช้ในการผลิตผ้าเทียมบางประเภทและเป็น ส่วนประกอบในการทำให้ผ้านุ่มขึ้น ด้วย
ยูเรียในอุตสาหกรรมเคมี
ยูเรียมีบทบาทเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีหลายชนิด รวมถึงการผลิตเรซินยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นกาวในอุตสาหกรรมไม้และเฟอร์นิเจอร์ เรซินเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือมีความทนทานและทนต่อความชื้นเป็นพิเศษ จึงใช้ในการผลิตแผ่นไม้อัดและไม้อัด
ผลกระทบของยูเรียต่อสิ่งแวดล้อม – ความท้าทาย และ วิธีแก้ไข
ความท้าทาย #1: การเพิ่มปริมาณไนโตรเจน ใน น้ำ ผิวดิน การใช้ยูเรียมากเกินไปในภาคเกษตรกรรมอาจนำไปสู่การชะล้างไนโตรเจนส่วนเกินลงในแม่น้ำและทะเลสาบ ซึ่งในทางกลับกันอาจทำให้เกิดการเพิ่มปริมาณไนโตรเจนมากเกินไป นั่นคือ การเจริญเติบโตมากเกินไปของสาหร่ายและพืชน้ำอื่นๆ ซึ่งจะไปรบกวนสมดุลของระบบนิเวศและลดระดับออกซิเจนในน้ำ เมื่อเผชิญกับความท้าทายนี้ สิ่งสำคัญคือต้องนำแนวทางการจัดการสารอาหารมาใช้ เช่น การใช้เทคโนโลยี GPS เพื่อควบคุมปริมาณที่เหมาะสม ความท้าทาย #2: การปล่อยก๊าซเรือนกระจก การไฮโดรไลซิสของยูเรียในดินทำให้เกิดการผลิตแอมโมเนียซึ่งสามารถแปลงเป็นไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีฤทธิ์รุนแรง การปล่อย NOx ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนและปัญหาคุณภาพอากาศ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีมาใช้เพื่อลดการปล่อยแอมโมเนียและ NOx ในภาคเกษตรกรรม เช่น การปรับค่า pH ของดินให้เหมาะสมและใช้สารยับยั้งยูเรียซึ่งจะช่วยชะลอการสลายตัวของยูเรีย
- SKOWROŃ, J. Mocznik–frakcja wdychalna.
- Kapuścińska, A., & Nowak, I. (2014). Wykorzystanie mocznika i jego pochodnych w przemyśle kosmetycznym. Chemik, 68(2), 91-96.