Propiónová kyselina v priemysle – Komplexný sprievodca
Kyselina propiónová je dôležité chemické zlúčenina, ktorá sa používa v širokej škále priemyselných aplikácií. Ako dvojitá nenásýtená mastná kyselina nachádza rôznorodé využitie v chemickom priemysle, spracovaní potravín a dokonca aj v medicíne. V tomto sprievodcovi poskytneme komplexný prehľad vlastností, aplikácií a výroby kyseliny propiónovej.
Čo je kyselina propiónová?
Kyselina propiónová, známa aj ako kyselina propánová, je bezfarebná kvapalina s prenikavým zápachom a chemickým vzorcom CH3CH2COOH. Patrí do skupiny krátkoreťazových mastných kyselín a po kyseline mravčej a kyseline octovej je treťou najkratšou karboxylovou kyselinou. Kyselina propiónová je dobre rozpustná vo vode a má charakteristický, mierne prenikavý zápach.
Kyselina propiónová prirodzene vzniká ako medziprodukt v metabolizme baktérií a zvierat. Vytvára sa aj pri trávení prežúvavcov, ako sú kravy a ovce. V prírode sa kyselina propiónová nachádza napríklad v syroch, chlebe a silážach.
Chemické vlastnosti
Kyselina propiónová je dvojsýtnou kyselinou s bodom topenia -22°C a bodom varu 141°C. Je dobre rozpustná vo vode, alkoholoch a éteroch, ale zle rozpustná v uhľovodíkoch. Kyselina propiónová reaguje so zásadami za vzniku solí, nazývaných propionáty.
Kyslosť kyseliny propiónovej je stredne silná, s hodnotou pKa 4,87. Je teda o niečo slabšia ako kyselina octová (pKa 4,76), ale silnejšia ako kyselina maslová (pKa 4,82).
Priemyselné aplikácie kyseliny propiónovej
Kyselina propiónová nachádza v priemysle rôznorodé využitie. Tu sú niektoré z hlavných oblastí použitia:
Konzervácia potravín
Jednou z hlavných oblastí použitia kyseliny propiónovej je konzervácia potravín. Kyselina propiónová a jej soli, ako je propionan sodný alebo propionan draselný, sa používajú ako konzervačné látky v chlebe, pečive, syroch a iných potravinách. Inhibujú rast plesní a kvasiniek, čím predlžujú trvanlivosť.
Chemický priemysel
V chemickom priemysle slúži kyselina propiónová ako východisková látka na výrobu rôznych derivátov. Patria sem estery ako propylpropionát, ktoré sa používajú ako rozpúšťadlá, ako aj amidy ako propionamid, ktoré sa používajú v plastoch.
Kyselina propiónová sa môže použiť aj na výrobu kyseliny akrylovej a kyseliny metakrylovej, ktoré sa následne používajú na výrobu polymérov a plastov.
Medicína a farmácia
V medicíne a farmácii sa kyselina propiónová používa ako účinná látka v liekoch. Deriváty kyseliny propiónovej, ako je napríklad propionan sodný, sa používajú v očných kvapkách, krémoch a mastiach.
Okrem toho sa propiónová kyselina používa vo veterinárnej medicíne ako krmivový doplnok pre hospodárske zvieratá na podporu ich zdravia a rastu.
Ostatné aplikácie
Ďalšie oblasti použitia propiónovej kyseliny sú:
- Výroba herbicídov a pesticídov
- Použitie ako laboratórna chemikália
- Použitie ako protipenivá prísada v priemyselných procesoch
- Použitie ako prísada v kozmetických produktoch
Výroba propiónovej kyseliny
Propiónová kyselina môže byť vyrobená rôznymi spôsobmi. Najbežnejšie postupy sú:
Fermentácia
Propiónová kyselina môže byť získaná mikrobiologickou fermentáciou sacharidov, ako je glukóza alebo laktóza. Na tento účel sa používajú špeciálne baktérie propiónovej kyseliny, ako Propionibacterium. Tento postup je relatívne lacný, ale stupeň čistoty produktu je často nižší.
Oxidácia propionaldehydu
Ďalšou metódou je katalytická oxidácia propionaldehydu na propiónovú kyselinu. K tomu sa propionaldehyd spracuje s kyslíkom za použitia kovových katalyzátorov ako meď alebo platina.
Karbonylácia etylénu
Propiónová kyselina môže byť vyrobená aj karbonyláciou etylénu. Pri tomto procese reaguje etylén s oxidom uhoľnatým za tlaku a teploty za vzniku propiónovej kyseliny.
Syntéza z kyseliny octovej
Nakoniec, propiónová kyselina môže byť syntetizovaná aj reakciou kyseliny octovej s metanolom alebo eténom. Vzniká najprv propionaldehyd, ktorý sa následne oxiduje na propiónovú kyselinu.
V závislosti od oblasti použitia a požiadaviek na čistotu sa používajú rôzne výrobné postupy. Voľba optimálneho procesu závisí od faktorov ako náklady, efektivita a environmentálna prijateľnosť.
Záver
Propiónová kyselina je všestranná chemická zlúčenina s početným priemyselným využitím. Od konzervácie potravín cez výrobu plastov až po použitie v medicíne – propiónová kyselina je neoddeliteľnou súčasťou moderného priemyslu. Vďaka zdokonaľovaniu výrobných postupov bude propiónová kyselina hrať dôležitú úlohu aj v budúcnosti chemického priemyslu.
