مطالعه فیزیکی و شیمیایی کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ

مطالعه فیزیکی و شیمیایی کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ

مطالعه فیزیکی و شیمیایی کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ از کربنات کلسیم، یک ماده مخدر دارویی، به عنوان رقیق کننده در اشکال دوز جامد استفاده می شود. همچنین از این ماده به عنوان پایه ای برای داروها و دندانپزشکی، کمک بافر و انحلال قرص های قابل پخش، یک افزودنی غذایی و یک مکمل کلسیم استفاده می شود. پوسته های تخم مرغ منبع غنی از نمک های معدنی، عمدتا کربنات کلسیم است که مربوط به حدود 94٪ پوسته است. مزارع لایه ای مقادیر زیادی پوسته تولید می کنند که دفع نهایی آنها از نظر زیست محیطی یک چالش محسوب می شود. این کار برای ارزیابی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حرارتی کربنات کلسیم بدست آمده از پوسته تخم مرغ طراحی شده است. یافته ها نشان داده است که کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ می تواند به عنوان یک ماده جانبی دارویی جایگزین استفاده شود. از زمان های بسیار قدیم تخم مرغهای بارور، تخمهای بارور نشده و تخمهای جنین مرغ توسط بشریت به عنوان غذا و همچنین در درمان بیماریها استفاده می شده است. ما باید توجه داشته باشیم که تخم مرغ برای تغذیه انسان ایجاد نشده است، بلکه باعث ایجاد زندگی جدید می شود، بنابراین دلیل این غذای کامل و مغذی است. پوسته تخم مرغ عملکرد اصلی محافظت از جنین مرغ را دارد که به عنوان یک مانع فیزیکی برای مهار حمله میکروارگانیسم ها عمل می کند و همچنین تغییرات گازی را انتخاب می کند.

طبق گفته محققان، پوسته تقریباً 11٪ از وزن كل تخم مرغ است و محتوای آن شامل: كربنات كلسیم (94٪)، فسفات كلسیم (1٪)، كربنات منیزیم (1٪) و مواد آلی است. بنابراین، پوسته تخم مرغ منبع غنی از نمکهای معدنی، عمدتا کربنات کلسیم است. متأسفانه، پوسته تخم مرغ باقی مانده صنعت فرآورده تخم مرغ است. کربنات کلسیم، یک ماده کمکی دارویی و عمدتاً به عنوان رقیق کننده در اشکال دوز جامد استفاده می شود. این ماده همچنین به عنوان پایه ای برای داروهای دارویی و دندانپزشکی، بافر و کمک به انحلال در قرص های قابل پخش و همچنین افزودنی غذایی و مکمل کلسیم استفاده می شود. امروزه، علاقه زیادی به یافتن منابع جدید کربنات کلسیم خالص وجود دارد. کربنات کلسیم به دست آمده از آرد استخوان، همان فراهمی زیستی کلسیم حاصل از منابع مصنوعی را ندارد. کربنات کلسیم از پوسته صدف شامل عناصر سمی بالقوه مانند آلومینیوم، کادمیوم و جیوه است. از طرف دیگر، پوسته تخم مرغ دارای مزیت حاوی نبودن عناصر سمی است. صنایع تولید محصولات تخم مرغ مقدار زیادی پوسته تولید می کنند و سرنوشت نهایی آنها چالشی برای تأثیرات زیست محیطی است. این کار برای تهیه و ارزیابی کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ طراحی شده است زیرا دارای یک کاربرد بالقوه در ایجاد گزینه جدید دارویی است. کمبود اطلاعات در مورد این موضوعات نشان می دهد که یک منطقه امیدوار کننده برای کشف وجود دارد. در این زمینه، هدف اصلی این مطالعه بررسی رفتار فیزیکی-شیمیایی و حرارتی کربنات کلسیم حاصل از پوسته تخم مرغ در مقایسه با کربنات کلسیم صنعتی است.

تولید کربنات کلسیم از پوسته تخم مرغ

کربنات کلسیم پس از طی مراحل تولید: شستشو، خشک کردن، خرد کردن و تصفیه تولید می شود. آزمایش های TG / DTG بر روی ترموبالانس TGA-50 اندازه گیری شد. تقریباً 6 میلی گرم از نمونه ها، با استفاده از ظرف پلاتین، از دمای 25 تا 900 درجه سانتیگراد در جو نیتروژن پویا با سرعت جریان 50 میلی لیتر در دقیقه و 1 درجه حرارت 10 درجه سانتی گراد در دقیقه انجام شد. مطالعه جنبشی غیر ایزوترمال با استفاده از روش Ozawa انجام شد. مطالعه جنبشی هر دو کربنات کلسیم به دست آمده از پوسته تخم مرغ و صنعتی، توسط منحنی های گرماسنجی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها در دمای مختلف حرارت داده و (2.5 ، 5 ، 10 ، 15 و 20 درجه سانتی گراد در دقیقه) گرم می شوند تا دمای 900 درجه سانتیگراد را تحت جو نیتروژن پویا 50 میلی لیتر در دقیقه قرار دهند. تجهیزات از قبل با مرجع استاندارد اگزالات کلسیم کالیبره شدند.

پراش پودر اشعه ایکس (XRPD)

الگوهای XRPD بر روی پراش سنج اشعه X (زیمنس مدل D5000) ثبت شد. نمونه ها با تابش تک رنگ Cuka (1.54056 درجه سانتی گراد) تحت تابش قرار گرفتند و بین 10-80 درجه (2 تتا) تجزیه و تحلیل شدند. ولتاژ، جریان و زمان عبور به ترتیب 40 کیلووات، 40 میلی آمپر و 1 ثانیه بود.

مورفولوژی ذرات

مشاهده میکروسکوپی پوسته تخم مرغ هر دو کربنات کلسیم در زیر میکروسکوپ انجام شد (Zeiss Axiostar Plus ، ژاپن) نمونه ها بر روی یک اسلاید شیشه ای سوار شدند و در زیر نور معمولی و تصاویر گرفته شده با دوربین Zeiss MC80DX مشاهده شدند.

نتیجه گیری

از روش تجزیه و تحلیل حرارتی و همچنین پراش پودر اشعه ایکس و میکروسکوپ استفاده شد. این تکنیک های ترکیبی تفسیرهای سریع و مناسب را ارائه می دهند، ثبات حرارتی، سازمان مولکولی، اندازه ذرات و امکان کمی سازی مواد را ارائه می دهند. خصوصیات کربنات کلسیم به دست آمده از پوسته تخم مرغ با کربنات کلسیم صنعتی خریداری شده مقایسه شد.

منحنی گرماسنجی TG / DTG به دست آمده برای کربنات کلسیم صنعتی پایداری حرارتی تا 600 درجه سانتیگراد را با از دست دادن جرم کوچک (Dm = 1.8٪) مربوط به مواد فرار نشان داد. روند تجزیه در یک مرحله به روش تعریف شده، بین دامنه دما از 601 تا 770 درجه سانتیگراد، با Dm = 41.7٪ به دلیل آزاد شدن دی اکسید کربن، منجر به اکسید کلسیم رخ می دهد:

  CaCO3 ¬ گرما CO2 ( g) + CaO

کربنات کلسیم معمولاً در دمای بالاتر از 600 درجه سانتیگراد و بدون فرآیند همجوشی تجزیه می شود.

از طریق تجزیه و تحلیل حرارتی، مشخص شد که کربنات کلسیم صنعتی با دمای حدود 30 درجه سانتیگراد کمتر از کربنات کلسیم حاصل از پوسته تخم، تجزیه می شود. پارامترهای سینتیک بدست آمده (Ea) و (Z) تأیید می کنند که کربنات کلسیم پوسته تخم مرغ در مقایسه با صنعتی پایدارتر است. تجزیه و تحلیل XRPD نشان می دهد که هر دو محصول دارای توزیع پذیری مشابهی هستند و میکروسکوپ نشان می دهد که کربنات پوسته تخم مرغ بزرگترین اندازه ذرات را دارد. نتایج نشان داد که هر دو محصول دارای پارامترهای شیمیایی فیزیکی مشابه هستند، که نشان می دهد محصول پوسته تخم مرغ باید جایگزینی برای مواد دارویی باشد. علاوه بر این، مطالعاتی در مورد تأثیر کربنات کلسیم پوسته تخم مرغ در کیفیت محصولات دارویی مانند مواد آرایشی انجام شده است.