پرک سود

این ماده معمولاً به صورت جامد (گرانول یا پرک) و یا محلول مایع تولید و مصرف می‌شود. سود مایع معمولاً دارای 48 تا 50 درصد خلوص است در حالی‌که سود جامد می‌تواند تا 99.9 درصد هم خالص باشد.

خواص سود پرک

سود پرک دارای خواص زیر است:

• خاصیت قلیایی (بازی): سود پرک یک باز قوی است و می‌تواند با اسیدها واکنش داده و نمک تولید کند.
• انحلال پذیری در آب: سود پرک به شدت در آب حل می‌شود و محلول‌های آبی آن بسیار قلیایی هستند.
• جذب رطوبت و کربن دی اکسید: سود پرک به راحتی رطوبت و کربن دی اکسید موجود در هوا را جذب می‌کند.
• خاصیت خورندگی: سود پرک یک ماده خورنده است و می‌تواند به پوست و چشم آسیب برساند.

تولید سود پرک

سود پرک به طور عمده از طریق الکترولیز محلول غلیظ کلرید سدیم تولید می‌شود. این فرآیند در یک سلول الکترولیتی انجام می‌شود که از یک آند (الکترود مثبت) و یک کاتد (الکترود منفی) تشکیل شده است که توسط یک دیافراگم یا غشاء از هم جدا شده‌اند. در این فرآیند، یون‌های سدیم از محلول به سمت کاتد حرکت می‌کنند و با الکترون‌های تولید شده در کاتد ترکیب شده و سدیم فلزی تولید می‌کنند. یون‌های هیدروکسید نیز از محلول به سمت آند حرکت می‌کنند و با الکترون‌های تولید شده در آند ترکیب شده و هیدروکسید سدیم تولید می‌کنند.

انواع روش‌های تولید سود پرک

بیش از 95 درصد ظرفیت تولید کلر و نزدیک به 100 درصد ظرفیت تولید سود کاستیک (سدیم هیدروکسید) بر اساس الکترولیز آب نمک (محلول سدیم کلرید) صورت می‌گیرد. محلول سدیم کلرید طی این فرایند به روش الکترولیتی به کلر گازی، محلول سدیم هیدروکسید و هیدروژن گازی تجزیه می‌شود. اگر به جای آب نمک از محلول‌های کلسیم کلرید یا پتاسیم کلرید استفاده شود، محصول حاصل حاوی پتاسیم یا کلسیم خواهد بود.

همچنین فرایندهایی برای تبدیل هیدروژن کلرید مایع به هیدروژن و کلر و نیز تبدیل سدیم کلرید ذوب شده به کلر و سدیم فلزی وجود دارد. در تولید سود مایع از محلول سدیم کلرید، به ازای تولید هر 1000 کیلوگرم کلر، حدود 1126 کیلوگرم سدیم هیدروکسید و 28 کیلوگرم هیدروژن تولید می‌شود. مقدار زیادی از هیدروژن حاصل از این فرایند برای تولید آمونیاک، اسید هیدروکلریک و هیدروژنه کردن ترکیبات آلی مصرف می‌شود. سه روش اصلی تولید سود سوزآور عبارتند از:

• الکترولیز محلول نمک طعام با استفاده از سلول جیوه یا کاستنر-کلنر
• الکترولیز محلول نمک طعام با استفاده از سلول دیافراگمی
• الکترولیز محلول نمک اشباع شده با استفاده از سلول غشایی

تولید سود مایع با روش جیوه ای

در روش جیوه‌ای که به نام فرآیند کستنر-کلنر هم شناخته می‌شود، ابتدا محلول اشباع آب نمک در بالای یک لایه نازک از جیوه قرار می‌گیرد. سپس جیوه به عنوان کاتد عمل کرده و با سدیم ایجاد شده در محلول برهم‌کنش می‌کند تا ترکیب مخلوطی از سدیم و جیوه (آمالگام) به دست آید. پس از آن، آمالگام سدیم-جیوه به طور مداوم از رآکتور خارج شده و با آب واکنش داده می‌شود که منجر به تجزیه این مخلوط به سدیم هیدروکسید، هیدروژن و جیوه می‌شود. سپس جیوه به دست آمده به فرایند جیوه‌ای بازگردانده می‌شود. در نهایت، کلر تشکیل شده در آند به شکل گاز از رآکتور خارج می‌گردد. این روش جیوه‌ای به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و مسمومیت‌های ناشی از جیوه در کشورهای مختلف، منسوخ شده است.

تولید سود پرک به روش دیافراگمی

در روش دیافراگمی، محصولات تولید شده در دو الکترود به وسیله یک دیافراگم از هم جدا می‌شوند. در این فرایند، سود پرک در اطراف الکترود کاتد تشکیل می‌شود.

• در این روش از یک سلول الکترولیز دوقطبی استفاده می‌شود که دو الکترود آند و کاتد دارد.
• الکترولیت مصرفی معمولاً محلول آبی نمک طعام یا سدیم کلرید است.
• دو الکترود به وسیله یک غشای متخلخل یا دیافراگم از جنس پارچه، پشم یا پنبه از هم جدا شده‌اند.
• در اثر اعمال جریان الکتریکی، یون‌های مثبت سدیم به سمت کاتد و یون‌های منفی کلر به سمت آند حرکت می‌کنند.
• در کاتد، یون‌های سدیم با یون‌های هیدروکسید ترکیب شده و سود پرک تولید می‌کنند.
• در آند نیز یون‌های کلر، گاز کلر آزاد می‌کنند.
• دیافراگم باعث جدا شدن و عدم اختلاط دو محصول سود پرک و گاز کلر می‌شود.
• این روش نسبتاً ساده و ارزان است و در مقیاس‌های کوچک‌تر استفاده می‌شود.

تولید سود پرک به روش غشایی

در روش غشایی نیز از یک غشای جداکننده به جای دیافراگم استفاده می‌شود. در این روش، سود پرک از واکنش یون‌های سدیم و هیدروکسید در الکترود کاتد به دست می‌آید. در این روش از یک سلول الکترولیز دو قطبی با دو الکترود آند و کاتد استفاده می‌شود. اما برخلاف روش دیافراگمی، به جای دیافراگم از یک غشای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود که الکترودها را از هم جدا می‌کند. غشا معمولا از جنس پلیمرهایی مثل پلی‌آمید است که اجازه عبور یون‌ها را می‌دهد.

 الکترولیت، محلول اشباع شده آب نمک است که درون محفظه الکترولیز قرار می‌گیرد. در کاتد، یون‌های سدیم آزاد شده با یون‌های هیدروکسید ترکیب شده و سود پرک تولید می‌کنن.  در آند، یون‌های کلر گاز کلر آزاد می‌کنند.  غشا مانع از اختلاط دو محصول می‌شود.

این روش بازده بالاتری دارد و محصول حاصل از خلوص بیشتری برخوردار است.  به همین دلیل، روش غشایی برای تولید سود پرک در مقیاس صنعتی بهتر است.

کاربردهای سود پرک

مهمترین کاربرد سود پرک در صنایع سلولزی و تولید کاغذ است. این ماده به عنوان ماده اولیه در تولید بسیاری از ترکیبات شیمیایی به کار می‌رود و از اهمیت ویژه‌ای در صنعت برخوردار است. همچنین؛ سود پرک برای شناسایی فلزات، شمارش تعداد کاتیون‌ها و انجام واکنش‌های شیمیایی در آزمایشگاه‌ها کاربرد فراوانی دارد. هنگام خنثی‌سازی این ماده با اسید یا حل کردن آن در آب گرم، گرمای زیادی آزاد می‌شود که می‌تواند باعث آتش‌سوزی شود. از دیگر کاربردهای متعدد سودپرک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع نساجی
• تولید کاغذ
• تولید مواد غذایی
• تولید مواد شوینده
• تولید پتروشیمی
• تولید تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب
• تولید باتری‌های قلیایی

کاربرد سودپرک در صنایع نساجی

امروزه استفاده از سودپرک در صنایع نساجی بسیار رایج است. این ماده شیمیایی خاصیت قلیایی دارد و برای فرآوری الیاف طبیعی مانند کتان و همچنین الیاف مصنوعی نظیر نایلون و پلی‌استر به کار می‌رود. سود پرک الیاف را شستشو داده و آماده رنگرزی می‌کند. همچنین باعث می‌شود رنگ‌ها بهتر جذب الیاف شوند. استفاده از این ماده شیمیایی سبب بهبود کیفیت و ظاهر محصولات نساجی می‌گردد. در مجموع باید گفت که این ترکیب شیمیایی نقش مهمی در فرایند تولید پارچه و منسوجات ایفا می‌کند.

کاربرد سدیم هیدروکسید در صنایع کاغذ سازی

سدیم هیدروکسید نقش بسیار مهمی در صنعت کاغذسازی دارد. این ماده شیمیایی در مراحل مختلف تولید کاغذ از جمله خمیرسازی، سفیدسازی، بازیافت کاغذ و تصفیه آب به کار می‌رود. سود پرک باعث جداسازی الیاف سلولز از لیگنین شده و در تجزیه چوب و تولید خمیر کاغذ نقش کلیدی دارد. همچنین با افزایش pH موجب صاف و متورم شدن الیاف و بهبود فرآیند آسیاب کردن آنها می‌شود. علاوه بر این، سود پرک در سفیدسازی الیاف قهوه‌ای حین پخت کاغذ نیز به کار می‌رود. بنابراین؛ می‌توان گفت این ترکیب ماده‌ای حیاتی در صنعت کاغذسازی به شمار می‌رود.

کاربرد سود کاستیک در تولید مواد غذایی

سود کاستیک کاربردهای متنوعی در صنایع غذایی دارد. علاوه بر موارد ذکر شده، کاربردهای دیگر آن عبارتند از:

• تصفیه و نرم کردن آب در صنایع غذایی – سود پرک باعث حذف یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب می‌شود و آب را برای استفاده در فرایندهای غذایی مناسب‌تر می‌کند.
• تنظیم pH در محصولات – سودپرک به عنوان یک باز قوی برای کنترل و تنظیم اسیدیته مواد غذایی به کار می‌رود.
• افزایش طول عمر محصولات – سود با ایجاد محیط قلیایی، از رشد باکتری‌ها جلوگیری کرده و باعث افزایش زمان ماندگاری می‌شود.
• تولید تفاله ذرت – سود در فرآیند جداسازی روغن از دانه ذرت و تولید تفاله مصرف می‌شود.
• تصفیه روغن‌های گیاهی – برای حذف اسیدهای چرب آزاد و تصفیه روغن‌ها از سود پرک استفاده می‌شود.
• تولید مارگارین و صابون – سود یکی از مواد اولیه در تولید این محصولات است.

بنابراین سود پرک نقش مهم و گسترده‌ای در صنایع غذایی دارد.

استفاده از سود پرک در تولید محصولات شوینده و پاک‌کننده

سود پرک یکی از مواد اولیه مهم در تولید محصولات شوینده و پاک‌کننده است. این ماده شیمیایی با واکنش با چربی‌ها و روغن‌های گیاهی، صابون تولید می‌کند. علاوه بر این، سود پرک برای تهیه سورفکتانت‌های آنیونی که جزء ضروری شوینده‌ها و مواد پاک‌کننده هستند، مصرف می‌شود. از دیگر کاربردهای مهم این ماده، تولید سفیدکننده است. سفیدکننده‌ها علاوه بر مصارف خانگی، در صنایع نیز برای چربی‌زدایی و مبارزه با قارچ و کپک به کار می‌روند. بنابراین سود پرک نقش بسزایی در تولید انواع محصولات شوینده و پاک‌کننده دارد.

ایمنی در کار با سود پرک

استفاده از سود پرک به دلیل خصوصیات قوی اسیدی و قلیایی آن، نیاز به رعایت دقیق نکات ایمنی دارد. برای استفاده ایمن از سود پرک، رعایت نکات زیر ضروری است:

• نگهداری سود پرک باید در محیطی خنک، خشک و دارای تهویه مطلوب صورت گیرد تا از تجزیه یا واکنش آن جلوگیری شود. همچنین نباید در مجاورت مواد آلی و اسیدها قرار گیرد.
• هنگام کار با سود پرک استفاده از تجهیزات حفاظت فردی از قبیل دستکش، ماسک، لباس و کفش ایمنی ضروری است.
• محلول‌های سود پرک نباید با اسیدها مخلوط شوند زیرا واکنش شدیدی رخ می‌دهد.
• باید تجهیزات اولیه مانند: دوش اضطراری و محلول شستشوی چشم در محل کارگاه نصب شود تا در صورت لزوم بتوان بلافاصله اقدامات اولیه را انجام داد.
• در صورت برخورد اتفاقی با پوست یا چشم، باید فوراً با آب فراوان شستشو داده شود و در صورت نیاز به پزشک مراجعه کرد.
• تجهیز کارگاه به سامانه آتش‌نشانی و کپسول‌های اطفاء حریق ضروری است. گرچه سود پرک غیرقابل اشتعال است اما می‌تواند باعث واکنش‌های شدید و آزاد شدن گرمای زیاد شود.
• محصولات حاوی سود پرک باید دور از دسترس کودکان نگهداری شوند.
• پس از کار با سود پرک، دست‌ها باید کاملاً شسته شوند.

با رعایت این نکات می‌توان از سود پرک به طور ایمن استفاده کرد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سود پرک

سود پرک یک ترکیب شیمیایی با خاصیت بازی قوی است که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربفردی دارد:

• دمای ذوب بالای 1390 درجه سانتی‌گراد که نشان‌دهنده پایداری حرارتی بالای آن است
• جذب رطوبت بسیار زیاد از هوا که لزوم نگهداری خاص آن را توجیه می‌کند
• انحلال‌پذیری زیاد در آب، اتانول و متانول
• خاصیت خورندگی و واکنش‌پذیری بسیار بالا نسبت به مواد آلی و غیرآلی
• واکنش گرمازا و قوی با آب که منجر به افزایش خاصیت خورندگی آن می‌شود
• خاصیت احیاکنندگی و واکنش‌پذیری بالا
• توانایی حذف و کاهش گازهای سمی مانند دی‌اکسید گوگرد
• توانایی واکنش با فلزاتی مثل آلومینیوم و تولید گاز هیدروژن

بنابراین کاستیک سودا به عنوان یک ترکیب شیمیایی ارزشمند، کاربردهای فراوانی در حوزه‌های مختلف دارد.

انواع سود پرک

هیدروکسید سدیم بسته به نیاز و کاربردهای متفاوت به اشکال و انواع گوناگونی تولید می‌شود. انواع رایج سود پرک عبارتند از:

پولک سود پرک

• به صورت توده‌های جامد تولید می‌شود.
• معمولاً برای مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• خاصیت بازی قوی و واکنش‌پذیری بالایی دارد.

گرانول سود پرک

• دانه‌های ریز جامد که برای استفاده در مایعات مناسب است.
• مناسب برای کاربردهایی که نیاز به حل شدن سریع دارند.
• به دلیل خورندگی شدید در فرآیندهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پودر سود پرک

• ذرات ریز پودری شکل که در صنایع شوینده و تولید محصولات پودری استفاده می‌شود.
• ویژگی‌های حل شدن سریع و واکنش‌پذیری بالا را داراست.

سود پرک مایع

محلول آبی سود پرک برای کاربردهای ویژه در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این نوع سود پرک در فرآیندهایی که نیاز به دقت بالا و تنظیم دقیق pH دارند، معمولاً توصیه می‌شود.

شرایط نگهداری سود پرک

سدیم هیدروکسید باید به طور جداگانه از سایر مواد شیمیایی مانند اسیدها، پراکسیدها، مواد منفجره و فلزات نگهداری شود. اگرچه معمولاً سدیم هیدروکسید را در ظروف فولادی ذخیره می‌کنند، اما استفاده از مخازن پلیمری مقاوم به قلیا همچون رزین‌های مصنوعی، توصیه بیشتری دارد. برای جلوگیری از خوردگی ظروف فلزی، یخ زدگی و جذب رطوبت، باید ظروف حاوی سدیم هیدروکسید را در مکان‌های خشک نگهداری کرد. محیط نگهداری باید دارای تهویه و گرمایش مناسب بوده و از ورود رطوبت به آن جلوگیری شود. همچنین محل نگهداری باید به مقدار فراوانی آب دسترسی داشته باشد تا در صورت ریختن سدیم هیدروکسید بتوان آن را خنثی کرد.

در ادامه به موارد ضروری برای نگهداری و حمل و نقل این ماده می‌پردازیم:

دمای مناسب نگهداری سدیم هیدروکسید

دمای مناسب برای نگهداری سدیم هیدروکسید کمتر از 40 درجه سانتیگراد است. باید توجه داشت که ویسکوزیته مایع این محصول (سود مایع 50%) در دماهای پایین به شدت افزایش می‌یابد. در نتیجه ممکن است در فرایند حمل و نقل و پمپاژ مشکلاتی رخ دهد. در هوای سرد باید خطوط انتقال را با بخار یا گرمای الکتریکی گرم کرد تا از انسداد لوله‌ها جلوگیری شود. بنابراین انبارهای نگهداری باید تحت کنترل دمایی 29 تا 38 درجه سانتی‌گراد باشند. کنترل‌کننده‌های دما در صورت افزایش دما، زنگ هشدار می‌دهند.

انتخاب مخازن و بسته‌بندی مناسب سدیم هیدروکسید

با توجه به خطرناک بودن، ویسکوزیته بالا و وزن زیاد سدیم هیدروکسید، نکات زیر برای انتخاب مخازن و بسته‌بندی توصیه می‌شود:

• استفاده از مخازن و ظروفی که از جنس فولاد، پلی‌اتیلن و یا پلی‌پروپیلن باشند. اجتناب از مخازن آلومینیومی، مسی و سربی به دلیل ایجاد واکنش.
• بسته‌بندی سدیم هیدروکسید جامد معمولاً در درام‌های فولادی نازک انجام می‌شود.
• سدیم هیدروکسید مایع می‌تواند در درام‌های فولادی یا کیسه‌های کاغذی پوشش‌داده‌شده با PVC بسته‌بندی شود.
• رعایت دمای مطلوب انبار (29 تا 38 درجه سانتیگراد) برای جلوگیری از افزایش ویسکوزیته
• استفاده از برچسب‌های هشداردهنده مناسب بر روی بسته‌بندی‌ها

کیسه‌های حاوی سدیم هیدروکسید

کیسه‌های حاوی سدیم هیدروکسید باید همواره در انبارهایی با سیستم تهویه و خنک‌کنندگی نگهداری شوند تا از رطوبت محیط در امان بمانند.

در صورت نبود امکان نگهداری در انبار و قرار گرفتن در فضای باز، باید کیسه‌ها را با پلی‌اتیلن مشکی پوشش داد تا از تابش مستقیم نور خورشید و رطوبت محافظت شوند.

همچنین برای جلوگیری از جذب رطوبت و دی‌اکسید کربن هوا، کیسه‌ها نباید با هوا در تماس مستقیم قرار گیرند.

بازنویسی پیشنهادی:

درام

• درام‌ها باید به صورت عمودی و ترجیحاً در انبارهای داخلی نگهداری شوند تا از زنگ زدگی ناشی از آب‌های سطحی محافظت شوند.
• در طول نگهداری باید از بسته ماندن درپوش درام‌ها اطمینان حاصل کرد.
• در صورت نگهداری در فضای باز، لایه‌ای ضدآب روی درام‌ها اعمال شود.
• انبار باید همیشه خشک نگهداری شود.
• کارگران باید هنگام کار با این ماده خورنده، از تجهیزات محافظت فردی استفاده کنند.

نکات پرکردن درام‌ها

1- بررسی گنجایش کافی تانکر

2- گرم کردن محلول در هوای سرد

3- تخلیه فشار داخلی درام قبل از باز کردن

4- باز کردن دریچه تنها برای تخلیه محلول

5- اتصال شلنگ به درام و تانکر و بررسی نشتی

6- وصل هوای فشرده و باز کردن شیر ورودی آن

7- باز کردن شیر خروجی و انتقال محلول

8- بررسی نشتی و رفع آن در صورت لزوم

9- توقف جریان هوا پس از خالی شدن تانکر

10- بستن شیر ورودی هوا و جدا کردن اتصالات

11- شستشوی تانکر و آماده‌سازی مجدد

نتیجه‌گیری

سود پرک یک ماده شیمیایی مهم است که کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. این ماده باید با احتیاط و رعایت نکات ایمنی استفاده شود.