Сечовина - це органічна хімічна сполука з формулою CO(NH 2 ) 2 , яка відіграє ключову роль у багатьох галузях промисловості та медицині. Походить від орнітинового циклу, де він є продуктом перетворення аміаку , він є важливим метаболітом у живих організмах. Не дивно, що зараз він широко використовується в багатьох галузях промисловості та в косметичних продуктах.

Що є сечовина і що є його властивості?
Уреа (також званий карбамідом ) — негорюча кристалічна речовина, зазвичай біла або безбарвна, зі слабким аміачним запахом і солонуватим смаком. Це гігроскопічна речовина , що означає, що вона легко вбирає вологу з навколишнього середовища, а також дуже добре розчиняється у воді. При тривалому зберіганні у водних розчинах сечовина може розкладатися з утворенням аміаку та вуглекислого газу. Сечовина технічна використовується в багатьох галузях промисловості. Використовується як компонент добрив і добавка до кормів для тварин . Він також служить сировиною для виробництва пластмас , вогнетривких просочень і клеїв. У експериментах на тваринах сечовина показала низьку токсичність , як гостру, так і хронічну, і не мала канцерогенних ефектів або негативного впливу на репродуктивні можливості. У Європейському Союзі немає гармонізованої класифікації токсичності сечовини. Ця речовина характеризується дуже низьким тиском пари, що означає, що вплив на неї відбувається переважно через вдихання пилу. Щоб захистити працівників від можливих проблем, пов’язаних із наявністю пилу сечовини в повітрі, запропоновано встановити гранично допустиму концентрацію (ГДК) 10 мг/м^3. Це значення відповідає стандартам для іншого пилу, який не класифікується як токсичний, але може становити небезпеку через зниження видимості. в додаток:
- Сечовина є гігроскопічною твердою речовиною, яка добре розчиняється у воді, метанолі, етанолі , гліцерині, диметилсульфоксиді (ДМСО), оцтовій кислоті та концентрованій соляній кислоті .
- У водних розчинах він піддається повільному гідролізу, під час якого утворюються аміак і вуглекислий газ. Процес гідролізу можна прискорити нагріванням і додаванням кислот або лугів.
- Сечовина характеризується дуже поганою розчинністю в бензолі і хлороформі і погано розчиняється в етиловому ефірі.
- Сечовина може реагувати з деякими речовинами, утворюючи продукти з сильними вибуховими властивостями (наприклад, у разі реакції з хлоратами натрію або кальцію(I)).
Процес виробництва карбаміду — від сировини до кінцевого продукту
#1. Синтез аміаку Виробництво сечовини починається з синтезу аміаку, головним чином у процесі Габера-Боша . Цей процес включає реакцію азоту (N 2 ) з воднем (H 2 ), які в основному отримують із природного газу. Високий тиск і температура (приблизно 450°C і 200 атм) і наявність каталізатора на основі заліза дозволяють відбутися цій екзотермічній реакції. #2. Синтез сечовини Наступним етапом є реакція аміаку з вуглекислим газом (CO 2 ) з утворенням сечовини. Цей процес відбувається в два основних етапи. Перший — утворення карбамату амонію, другий — розкладання карбамату амонію. Потім під високим тиском (150-250 атм) і температурою (180-190°С) карбамат амонію перетворюють на сечовину і воду. #3. Конденсат і кристалізація Отриманий розчин сечовини потім концентрують шляхом випаровування води у вакуумному випарнику. У результаті цього процесу утворюється сечовина у вигляді концентрованого розчину. #4. Гранула формування Концентрований розчин сечовини охолоджується і потім гранулюється в спеціальних барабанних або пластинчастих грануляторах, де під впливом руху і додаткового охолодження сечовина кристалізується, утворюючи гранули. Потім гранули сечовини сушать у барабанних сушарках для видалення надлишку вологи, а потім охолоджують у холодильниках. Цей процес забезпечує стабільність гранул і оптимізує їх фізичні властивості. #5. Упаковка та зберігання Нарешті, готова сечовина упаковується в мішки або транспортується безпосередньо в резервуари для зберігання, звідки розподіляється кінцевим споживачам.
Значення сечовини в промислових галузях
У селективному каталітичному відновленні (СКВ) сечовина допомагає зменшити викиди оксиду азоту зі стаціонарних і мобільних джерел. У фармацевтичній і косметичній промисловості і в побутовій хімії сечовина цінується як компонент багатьох препаратів . Його також використовують для розморожування доріг, залізничних колій і злітно-посадкових смуг, а в харчовій промисловості його додають у хлібобулочні вироби, алкогольні напої та желатинові вироби.
Сечовина в сільському господарстві
Завдяки високому вмісту азоту (близько 46%) сечовина використовується в програмах удобрення , підтримуючи інтенсивний ріст рослин. В даний час він використовується у формі гранул або розчинів, де швидко гідролізується до аміаку і вуглекислого газу, вивільняючи доступний для рослин азот. Але, що важливо, через високу летючість аміаку необхідно швидко вносити сечовину в ґрунт після внесення, щоб мінімізувати втрати азоту. Дізнайтеся більше: https://www.products.pcc.eu/uk/blog/%d1%89%d0%be-%d1%82%d0%b0%d0%ba%d0%b5-%d0%be%d1%80%d0%b3%d0%b0%d0%bd%d1%96%d1%87%d0%bd%d1%96-%d0%b4%d0%be%d0%b1%d1%80%d0%b8%d0%b2%d0%b0-%d1%96-%d1%89%d0%be-%d0%bc%d0%b8-%d0%bf%d0%be%d0%b2%d0%b8%d0%bd/
Сечовина в косметиці
Сечовина є одним з найефективніших зволожуючих інгредієнтів, які використовуються в косметичній промисловості. Це компонент природного зволожуючого фактора (NMF), що міститься в кератиноцитах, який є вирішальним для підтримки належного рівня гідратації рогового шару епідермісу (так званий зволожувач ). Ефективність сечовини в косметиці залежить від її концентрації : у низьких дозах вона діє в основному як зволожувач, тоді як у вищих концентраціях вона має кератолітичні властивості. Цікаво, що також використовуються його похідні, наприклад алантоїн, який сприяє регенерації епідермісу.[ 2] Дізнайтеся більше: https://www.products.pcc.eu/uk/blog/%d0%ba%d0%be%d1%81%d0%bc%d0%b5%d1%82%d0%b8%d1%87%d0%bd%d1%96-%d1%96%d0%bd%d0%b3%d1%80%d0%b5%d0%b4%d1%96%d1%94%d0%bd%d1%82%d0%b8/ і на https://www.products.pcc.eu/uk/inci-27/
Сечовина у фармацевтичній промисловості
У фармації сечовина використовується як осмотичний агент в сечогінних засобах і як інгредієнт кремів і мазей для лікування дерматологічних захворювань, таких як псоріаз, екзема. Дізнайтесь більше на: https://www.products.pcc.eu/uk/k/%d1%84%d0%b0%d1%80%d0%bc%d0%b0%d1%86%d0%b5%d0%b2%d1%82%d0%b8%d1%87%d0%bd%d0%b0-%d0%bf%d1%80%d0%be%d0%bc%d0%b8%d1%81%d0%bb%d0%be%d0%b2%d1%96%d1%81%d1%82%d1%8c/
Сечовина в текстильній промисловості
Цікаво, що сечовина також використовується як барвна добавка . Завдяки своїм хімічним властивостям він покращує розчинність і стійкість барвників, що є вирішальним у виробництві високоінтенсивних кольорів. Сечовина також використовується у виробництві деяких видів штучних тканин і як пом’якшувальний компонент .
Сечовина в хімічній промисловості
Сечовина відіграє роль сировини у виробництві багатьох хімічних продуктів, у тому числі у виробництві карбамідоформальдегідних смол, які широко використовуються як клеї в деревообробній та меблевій промисловості. Ці смоли характеризуються винятковою міцністю і стійкістю до вологи, завдяки чому їх використовують у виробництві ДСП і фанери.
Вплив карбаміду на навколишнє середовище – проблеми та рішення
Виклик №1: Евтрофікація поверхневих вод . Надмірне використання сечовини в сільському господарстві може призвести до вимивання надлишку азоту в річки та озера. Це, у свою чергу, може спричинити евтрофікацію, тобто надмірний ріст водоростей та інших водних рослин, що порушує баланс екосистем і знижує рівень кисню у воді. З огляду на цю проблему, надзвичайно важливо запровадити практику управління поживними речовинами, тобто використання технології GPS для контролю оптимальних доз. Завдання №2: Викиди парникових газів. Гідроліз сечовини в ґрунті призводить до утворення аміаку, який можна перетворити на оксиди азоту (NOx) – сильні парникові гази. Викиди NOx сприяють глобальному потеплінню та проблемам якості повітря, тому необхідно впроваджувати технології для зменшення викидів аміаку та NOx у сільському господарстві, такі як оптимізація pH ґрунту та використання інгібіторів уреази, які сповільнюють розкладання сечовини.
- SKOWROŃ, J. Mocznik–frakcja wdychalna.
- Kapuścińska, A., & Nowak, I. (2014). Wykorzystanie mocznika i jego pochodnych w przemyśle kosmetycznym. Chemik, 68(2), 91-96.