أحادي أوليات السوربيتان (سبان 80): الدليل الفني والتطبيقات الصناعية
في مجال كيمياء المواد الفعالة بالسطح، لا توفر سوى قلة من المواد الفعالة بالسطح غير الأيونية تنوعًا واستقرارًا في التركيبات مثل أحادي أوليات السوربيتان, والمعروف تجارياً باسم سبان 80. باعتباره مادة خافضة للتوتر السطحي محبة للدهون مشتقة من أسترة السوربيتان مع حمض الأوليك، فإن Span 80 هو عنصر حاسم في تطوير المستحلبات المستقرة في قطاعات الأغذية ومستحضرات التجميل والصناعات.
لمهندسي التركيبات ومتخصصي المشتريات في foodemul.com, يُعدّ فهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية الدقيقة وديناميكيات التوازن بين الخاصية المحبة للماء والخاصية المحبة للدهون (HLB) لهذا المكون أمرًا ضروريًا لتحسين أداء المنتج. يقدم هذا الدليل شرحًا معمقًا للمواصفات الفنية، والامتثال التنظيمي، ومختلف الجوانب الأخرى. تطبيقات Span 80.
ما هو أحادي أوليات السوربيتان (سبان 80)؟
أحادي أوليات السوربيتان هو مادة فعالة سطحية غير أيونية، تتميز بلونها الكهرماني ولزوجتها السائلة في درجة حرارة الغرفة. كيميائيًا، هو مزيج من الإسترات الجزئية للسوربيتول وأحادي وثنائي أنهيدريداته مع حمض الأوليك الصالح للأكل. نظرًا لوجود سلسلة طويلة من حمض الأوليك غير المشبع، يُظهر سبان 80 خصائص محبة للدهون (محبة للزيت) مميزة مقارنةً بنظائره المشبعة مثل سبان 20 (لورات) أو سبان 60 (ستيرات).
الخواص الكيميائية وقيمة HLB
تعتمد فعالية المادة الفعالة سطحياً إلى حد كبير على قيمة HLB الخاصة بها. أحادي أوليات السوربيتان يمتلك قيمة HLB منخفضة تبلغ حوالي 4.3. وهذا يضعه بقوة في فئة المواد الخافضة للتوتر السطحي المحبة للدهون، مما يجعله قابلاً للذوبان بدرجة عالية في الزيوت والمذيبات العضوية، ولكنه قابل للتشتت في الماء.
| المعلمة | المواصفات الفنية (المدى 80) |
|---|---|
| الاسم الكيميائي | أحادي أوليات السوربيتان |
| رقم CAS | 1338-43-8 |
| مظهر | سائل زيتي لزج لونه كهرماني إلى أصفر |
| قيمة HLB | 4.3 (± 1.0) |
| قيمة الحمض | ≤ 8.0 ملغ KOH/غ |
| قيمة التصبن | 145-160 ملغ KOH/غ |
فعاليته كمستحلب ماء في زيت
نظراً لانخفاض قيمة HLB الخاصة به، فإن Span 80 يعمل بشكل أساسي كعامل قوي مستحلب الماء في الزيت (ماء/زيت). في هذه الأنظمة، يُخفّض المُستحلب التوتر السطحي بين قطرات الماء والطور الزيتي المستمر، مما يمنع التكتل ويضمن استقرارًا طويل الأمد. تسمح طبيعة سلسلة حمض الأوليك غير المشبعة بسيولة أكبر عند درجات حرارة منخفضة مقارنةً بالمُستحلبات القائمة على الستيرات، وهو أمر مفيد للتركيبات التي تتطلب سهولة الصب أو التصنيع على البارد.
📚 هل تحتاج إلى رؤية الصورة الكاملة؟
أنت تقرأ فصلاً مفصلاً حول موضوع محدد. لفهم التركيب الكيميائي الكامل، وعملية التصنيع، ونطاق التطبيقات الكامل لسلسلة Span، راجع دليلنا المركزي.
التطبيقات الرئيسية لـ Span 80
تتعدد استخدامات أحادي أوليات السوربيتان في مختلف الصناعات، وذلك بفضل خصائصه الآمنة وكفاءته العالية في الاستحلاب. فيما يلي، نستعرض سياقات التركيبات المحددة للقطاعات الرئيسية لموقع foodemul.com.
مستحلب تجميلي سبان 80: لتركيب الكريمات والمستحضرات
في صناعة العناية الشخصية،, مستحلب تجميلي سبان 80 لا غنى عنه لخلق قوام غني ومرطب. ويُستخدم بكثرة في:
- كريمات الليل واللوشنات الثقيلة: باعتباره مستحلبًا من نوع الماء في الزيت، فإنه يساعد على إنشاء حاجز وقائي على الجلد، مما يقلل من فقدان الماء عبر البشرة (TEWL).
- مزيلات المكياج: إن قدرتها على امتصاص الزيوت تسمح لها بإذابة الزهم وتثبيت المكياج المقاوم للماء بشكل فعال دون تجريد البشرة من الدهون الطبيعية.
- واقيات الشمس: يساعد Span 80 في تشتيت مرشحات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية (مثل أكسيد الزنك) داخل التركيبات الزيتية.
نطاق 80 للأطعمة: الأرقام الإلكترونية واستخدامات التثبيت
يُعدّ الامتثال للوائح التنظيمية أمراً بالغ الأهمية في إنتاج الغذاء. سبان 80 من الدرجة الغذائية يُصنف في الاتحاد الأوروبي على أنه E494. وهو معترف به عموماً على أنه آمن (GRAS) من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية عند استخدامه وفقاً لممارسات التصنيع الجيدة.
أبرز النقاط التنظيمية: يجب أن يستوفي سبان 80 (E494) المُصنّف للاستخدام الغذائي معايير نقاء صارمة فيما يتعلق بالمعادن الثقيلة والأحماض الدهنية الحرة. وهو يختلف عن سبان 60 (E491) وسبان 65 (E492)، حيث يُستخدم بشكل أساسي كعامل مضاد للرغوة ومستحلب في إنتاج الخميرة وتطبيقات المخابز.
تشمل التطبيقات الغذائية الرئيسية ما يلي:
- منتجات المخابز: تحسين تهوية وحجم الكعك والإسفنج.
- تصنيع الخميرة: حماية خلايا الخميرة النشطة ومنع الرغوة الزائدة أثناء التخمير.
- إنتاج الشوكولاتة: تعديل اللزوجة لمنع التزهير.
مواد التشحيم الصناعية والمواد الكيميائية الزراعية
إلى جانب الاستخدام البشري، يُعدّ سبان 80 مكونًا أساسيًا في التركيبات الصناعية. ففي مجال الكيماويات الزراعية، يعمل كمشتت في المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب، مما يضمن التصاق المكونات الفعالة بأسطح النباتات (الأوراق) بدلًا من انجرافها. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم في صناعة البترول في طين الحفر وكمثبط للتآكل في مادة تشحيم إضافات، تستفيد من قابليتها للذوبان في الزيت لحماية الأسطح المعدنية.
التحليل الفني المقارن
غالباً ما ينطوي اختيار المادة الفعالة السطحية المناسبة على مقارنة الجزيئات المتشابهة هيكلياً أو فهم التزاوجات التآزرية.
أحادي أوليات السوربيتان مقابل سيسكوي أوليات السوربيتان
غالباً ما يختار مصممو التركيبات بين أحادي أوليات السوربيتان و سوربيتان سيسكويوليت. على الرغم من أن كليهما يعتمد على حمض الأوليك، إلا أن درجات الأسترة الخاصة بهما تختلف.
| ميزة | أحادي أوليات السوربيتان (سبان 80) | سوربيتان سيسكويوليت |
|---|---|---|
| قيمة HLB | ~4.3 | ~3.7 |
| بناء | أحادي الإستر | خليط من الإسترات الأحادية والثنائية (بنسبة 1.5) |
| الاستخدام الأساسي | مستحلب عام من نوع ماء/زيت، عامل ترطيب | كريمات التجميل الثقيلة، تشتيت الصبغة |
| الذوبانية | يذوب في معظم الزيوت | قابل للذوبان بدرجة عالية في الزيوت، ومقاومة أكبر للماء |
سوربيتان سيسكويوليت يُشكّل طبقات أكثر كثافةً قليلاً، ويُفضّل استخدامه غالبًا في مستحضرات التجميل الملونة (مثل كريم الأساس) نظرًا لقدرته الفائقة على ترطيب الصبغة. مع ذلك، يبقى Span 80 الخيار الأمثل للمستحلبات المائية الزيتية العامة وتطبيقات الأغذية.
التوازن التآزري بين Span 80 و Tween 80
لعلّ أشهر علاقة في كيمياء المواد الخافضة للتوتر السطحي هي اقتران سبان 80 مع توين 80 (بوليسوربات 80). فبينما يُعدّ سبان 80 محبًا للدهون (HLB 4.3)، يُعدّ توين 80 محبًا للماء (HLB 15.0).
بدمج هذين المكونين، يستطيع مصنّعو مستحضرات التجميل تحقيق قيمة HLB دقيقة ومُستهدفة لتحقيق استقرار مستحلبات الزيت في الماء (O/W). يُنتج هذا التآزر طبقة سطحية أكثر تماسكًا حول القطرات مقارنةً بما يُمكن تحقيقه باستخدام أيٍّ من المادتين السطحيتين على حدة. على سبيل المثال، يُنتج مزيج من 30% تقريبًا من Span 80 و70% تقريبًا من Tween 80 قيمة HLB تتراوح بين 11 و12، وهي قيمة مثالية لمستحضرات O/W السائلة.
بروتوكولات السلامة والمناولة والتخزين
يضمن التعامل السليم مع إسترات السوربيتان سلامة المكونات وسلامة العاملين. يُعتبر سبان 80 عمومًا غير سام وغير مهيج، ولكن يجب مراعاة معايير النظافة الصناعية.
- شروط التخزين: يُحفظ في عبوات محكمة الإغلاق في مكان بارد وجاف وجيد التهوية. تجنب أشعة الشمس المباشرة والحرارة الشديدة، لأنها قد تسرع من أكسدة سلاسل حمض الأوليك غير المشبعة.
- مدة الصلاحية: عادةً ما تدوم من 12 إلى 24 شهرًا عند تخزينها بشكل صحيح.
- التعامل: استخدم معدات الحماية الشخصية (القفازات، النظارات الواقية) لمنع ملامسة الجلد لفترات طويلة، والتي قد تسبب تهيجًا طفيفًا لدى الأشخاص ذوي البشرة الحساسة.
ملاحظة بشأن الامتثال: يرجى دائمًا الرجوع إلى صحيفة بيانات سلامة المواد (MSDS) أو صحيفة بيانات السلامة (SDS) المحددة التي يوفرها موقع foodemul.com للاطلاع على أحدث لوائح التواصل بشأن المخاطر والنقل.
الأسئلة الشائعة
هل مادة Span 80 قابلة للذوبان في الماء؟
لا، سبان 80 غير قابل للذوبان في الماء. هو قابل للتشتت في الماء ولكنه قابل للذوبان في معظم الزيوت المعدنية والنباتية. هذه الخاصية للذوبان هي ما تجعله مادة محبة للدهون. مستحلب الماء في الزيت.
ما الفرق بين Span 80 و Tween 80؟
يكمن الاختلاف الرئيسي بينهما في تركيبهما الكيميائي وقيم HLB. سبان 80 هو أحادي أوليات السوربيتان (HLB 4.3، قابل للذوبان في الزيت)، بينما توين 80 هو أحادي أوليات السوربيتان الإيثوكسيلي (HLB 15، قابل للذوبان في الماء). يُستخدم سبان في مستحلبات الماء في الزيت، بينما يُستخدم توين في مستحلبات الزيت في الماء أو كمذيب.
هل يمكن استخدام مادة Span 80 الغذائية في مستحضرات التجميل؟
نعم،, سبان 80 من الدرجة الغذائية يلبي هذا المنتج عمومًا متطلبات النقاء اللازمة للاستخدامات التجميلية، بل ويتجاوزها. مع ذلك، قد لا يفي منتج Span 80 المخصص للاستخدامات التجميلية دائمًا بمعايير سلامة الغذاء فيما يتعلق ببعض المنتجات الثانوية. لذا، يُرجى دائمًا التحقق من شهادة الجودة.
لماذا يكون Span 80 سائلاً بينما يكون Span 60 صلباً؟
يعود ذلك إلى تركيبة الأحماض الدهنية. يُشتق سبان 60 من حمض الستياريك (الدهون المشبعة)، وهو صلب في درجة حرارة الغرفة. أما سبان 80 فيُشتق من حمض الأوليك (الدهون غير المشبعة)، وهو سائل في درجة حرارة الغرفة، مما يُضفي خصائص قوامية مختلفة على التركيبة.
