Диоксид титана в пищевой промышленности: мифы и факты о добавке Е171. Титана оксиды - химическая энциклопедия - толковые словари и энциклопедии.

Благодаря своим свойствам сегодня диоксида титана используется при производстве широкого круга товаров различного назначения. Так, более 50% всего объема диоксида титана идет на изготовление товаров лакокрасочной отрасли (титановые белила), поскольку диоксид обладает отличными красящими свойствами. Это: краски (глянцевые, матовые и полуматовые, силикатные, кремнийорганические, порошковые, эмульсионные и с наполнителями для разнообразных строительных, ремонтных и промышленных работ, печати), лаки и эмали, смеси и растворы для грунтования, шпаклевки, штукатурки, цементирования, а также полиуретановые и эпоксидные покрытия, в том числе и для древесины. Диоксид, как и металл, белого цвета, поэтому используется он в качестве пигмента. Главное его достоинство – нетоксичность и безвредность. Кроме того, покрытия приобретают высокую стойкость к воздействиям ультрафиолета, не желтеют и практически не стареют.

Более 20% объема производства двуокиси титана потребляется для изготовления пластических масс и изделий на их основе с высокими термическими свойствами (к примеру, оконный пластик, различная мебель, предметы быта, детали автомобилей, машин и техники), а также каучука, линолеума и резины. Здесь он выступает в роли наполнителя, обеспечивая стойкость изделий и поверхностей к изменениям светопогоды, сопротивление при смене среды, защиту от агрессивных факторов.

Около 14% используется при производстве бумаги (белой, цветной, пропитанной), картона, обоев. Диоксид титана играет важную роль при пигментовании. Для придания бумаге гладкости, белости и высоких свойств при печати на поверхность наносят диоксид или его смеси с другими пигментами.

Диоксид титана химической чистоты 99,9998% применяется при производстве оптоволоконных изделий, медицинского оборудования, в радиоэлектронной промышленности. При изготовлении сверхчистых стекол диоксид служит эталоном чистоты. Также он незаменим при выработке термостойкого и оптического стекла, как огнеупорное защитное покрытие при сварочных работах. При производстве керамики диоксид используется для придания максимальной белости черепку либо же эмали (ангобам).


Известно применение оксида титана в косметической отрасли, в частности для усиления свойств солнцезащитных средств, отбеливающих возможностей различных кремов и пр. Упаковочные материалы с использованием диоксида титана играют важную роль при транспортировке и хранении нестойких к солнечному свету продуктов. В пищевой промышленности диоксид используют для отбеливания таких продуктов, как рыбные фарши и полуфабрикаты, белое мясо (кальмар, курица), сахар-рафинад, жевательные резинки, драже и т. д. При этом, конечно же, регламентируется максимальная концентрация диоксида в массе продукта.


Также соединение может использоваться как катализатор в химическом и фармацевтическом производстве для получения специфических промежуточных продуктов.


В целом, для каждого производства нормируется чистота диоксида, количество и характер примесей, допустимые массовые концентрации и другие показатели. Производство и потребление диоксида титана на сегодня является одним из показателей развития экономики.

Старшее поколение помнит натуральный цвет сгущенного молока – он был далек от чисто белого цвета. Сгущенка того времени была с желтизной, что объяснялось наличием жиров животного происхождения и других натуральных компонентов. С тех пор ГОСТы и рецептуры претерпели значительные изменения; многие продукты стали девственно-белыми, но не из-за натуральности применяемых ингредиентов, а в результате ухищрений производителей.

Знакомьтесь: диоксид титана, пищевая добавка Е171, химические формула – TiO?. На этикетках может упоминаться как «титановые белила», titanium dioxide, двуокись титана. На пищевые комбинаты данный продукт химического производства поступает в виде порошка белого цвета, используемого в качестве белого красителя или отбеливателя. Нерастворим в воде, в естественных условиях слабо взаимодействует с кислотами и щелочами. В настоящее время диоксид титана широко применяется в ряде производств, в том числе при изготовлении кондитерских, хлебобулочных и рыбоконсервных изделий.

Покупаете продукты белого цвета? В составе может быть диоксид титана

Сыры, мороженное, карамели, жевательная резинка, сухие завтраки и сухое молоко, – во всех вышеперечисленных продуктах содержится TiO?. Если вы покупаете любой пищевой продукт , будьте уверены: в 90 случаях из 100 он изготовлен с применением диоксида титана.

Относительно вреда или пользы от применения диоксида титана в пищевой промышленности единого мнения пока не выработано. Поверхностные исследования, проведенные в Европе в конце прошлого века, не выявили негативного влияния на здоровье человека, в результате чего в 1997 г. TiO? был внесен в список разрешенных пищевых добавок. Тем не менее, осталась группа скептиков, убежденных в негативном влиянии диоксида титана на организм человека. В частности, предполагается, что систематическое употребление продуктов с диоксидом титана негативно сказывается на генетике человека. «Антититановцы» утверждают, что TiO? провоцирует развитие раковых опухолей.

Что мы знаем о добавке Е171?

Достоверно известно, что наночастицы титана не вступают в химические реакции с клетками организма, но как они взаимодействуют с тканями на физико-механическом уровне – пока остается загадкой.


Нейтрален или вреден диоксид титана в пищевых продуктах? На сегодняшний день сложилась такая ситуация: вред не доказан, безвредность не опровергнута. Исследования в данной области продолжаются. Роберт Шистл , профессор из Калифорнийского университета, работает в этом направлении уже несколько лет; поставленные им опыты на лабораторных мышах неоднозначно свидетельствуют о вреде диоксида титана. Сам исследователь объясняет этот эффект тем, что мельчайшие частицы диоксида титана (наночастицы) не выводятся полностью из организма, а осаживаются и блуждают в нем, нанося механические повреждения белковым цепочкам.

Современный покупатель пока не имеет право выбора: приобретать ему продукты с диоксидом титана или без оного. Найдется немало желающих приобретать продукты питания в пускай внешне неприглядном, но натуральном виде, без довеска в виде диоксида титана.

В современно мире титановая индустрия развивается стремительно. Она является источником появления большого количества веществ, которые используются в разных сферах промышленности.

Характеристики диоксид титана

Диоксид титана обладает большим количеством названий. Он является амфотерным оксидом четырехвалентного титана. Он играет важную роль в развитии титановой индустрии. Только пять процентов титановой руды идет на производство оксида титана.

Есть большое количество модификаций диоксида титана. В природе встречаются кристаллы титана, которые обладают формой ромба или четырехугольника.

Диоксид титана формула представлена следующим образом: TiO2.

Диоксид титана нашел широкое распространение в различных отраслях промышленности. Он известен во всем мире в качестве такой пищевой добавки, как Е-171. Однако у данного компонента есть ряд негативных действий, что может свидетельствовать о том, что диоксид титана вред несет для организма человека. Известно, что этот компонент обладает отбеливающими качествами. Это может быть хорошо при производстве синтетических моющих средств. Вред для организма человека этой пищевой добавки представляет собой угрозу печени и почкам.

В пищевой промышленности есть вероятность появления вреда от диоксида титана. При избыточном его использовании продукция может приобрести нежелательный оттенок, что только оттолкнет потребителей.



Диоксид титана обладает достаточно низким уровнем токсичности.

Он может стать токсичным при взаимодействии с другими компонентами какой - либо продукции. Использование продукции с высоким содержанием токсинов может привести к отравлениям или даже к смертельному исходу. Поэтому очень важно знать, с какими элементами не стоит использовать оксид титана.

Свойства диоксида титана

У диоксида титана имеется большое количество характерных для него свойств. Они определяют возможность его использования в разных отраслях промышленности. Диоксид титана свойства имеет следующие:

  • отличная степень отбеливания различных видов материалов,
  • отлично взаимодействует с веществами, которые предназначены для образования пленки,
  • устойчивость к высокому уровню влажности и к условиям окружающей среды,
  • низкий уровень токсичности,
  • высокий уровень стойкости с химической точки зрения.

Получение диоксид титана



Ежегодно в мире производится более пяти миллионов тонн диоксида титана. За последнее время его производство очень сильно увеличил Китай. Мировыми лидерами по получению этого вещества являются США, Финляндия, Германия. Именно эти государства имеют большие возможности для получения этого компонента. Они экспортируют его в разные страны мира.

Диоксид титана получение возможно двумя основными методами:

1. Изготовление диоксида титана из ильменитового концентрата.

На производственных предприятиях процесс получения оксида титана таким образом делится на три этапа. На первом из них осуществляется обработка ильменитовых концентратов при помощи серной кислоты. В итоге образуются два компонента сульфат железа и сульфат титана. Затем осуществляет повышения уровня окисления железа. В специальных фильтрах происходит разделение сульфатов и шламов. На втором этапе производится гидролиз сульфатный солей титана. Гидролиз осуществляется путем использования зародышей из растворов сульфатов. В результате образуются гидраты оксида титана. На третьем этапе производится их нагревание до определенной температуры.

2. Изготовление диоксида титана из тетрахлорида титана.

В данном виде получения вещества существует три метода, которые представлены:

  • гидролизом водных растворов тетрахлорида титана,
  • парофазным гидролизом тетрахлорида титана,
  • термической обработкой тетрахлорида титана.

Таблица. Производители диоксид титана.

Предприятие Объемы производства, тыс. тонн
DuPont Titanium Technologies 1150
National Titanium Dioxide Co н/д
Ltd. (Cristal) 705
Huntsman Pigments 659
Tronox, Inc. 642
Kronos Worldwide, Inc. 532
Sachtleben Chemie GmbH 240
Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd 230

В современном мире оксид титана активно применяется в различных отраслях промышленности.

Диоксид титана применение имеет следующее:

  • Изготовление лакокрасочной продукции. В большинстве случаев на основе этого компонента производятся титановые белила.
  • использование при производстве пластмассовых материалов.
  • изготовление бумаги ламинированного типа,
  • Изготовление косметических декоративных средств.

Оксид титана также нашел широкое применение в пищевой промышленности. Производители добавляют его в свои изделия в качестве одного из компонентов красителей пищевого типа. В продуктах питания он практически не ощущается. Производители добавляют его в минимальных количествах для того, чтобы их продукция лучше хранилась и имела привлекательный внешний вид.

Всем привет. Думаю, вы, перед тем как купить какую-то продукцию знакомитесь с ее составом. Вот и я всегда так делаю. В составе многих косметических средств можно увидеть диоксид титана. Я встречала такие надписи: titanium dioxide, micronized titanium dioxide. А также titanium dioxide , ci 77891. Естественно мне стало интересно диоксид титана что это такое. И есть ли какой-то вред от данного вещества? Давайте разберемся вместе.

В природе данное вещество встречается в виде трех минералов: рутила, анатаза и брукита. Чистая двуокись представляет собой бесцветные кристаллы, при нагревании они желтеют.

В косметической промышленности двуокись титана применяют в раздробленном состоянии. Она представляет собой белую пудру, не растворимую в воде. По консистенции напоминает мел, что хорошо видно на фото порошка. Как видите, вещество имеет природное происхождение. Т.е. это не синтетический продукт и не органика.

По своим химическим свойствам двуокись абсолютно инертна. Это значит, что она не вступает в реакцию с другими веществами.

Т.е. при добавлении ее в различные средства никаких дополнительных соединений она не образует. Это говорит о ее безвредности. Частично растворяется в соляной кислоте. Т.е. с соединениями хлора реакция возможна.

Титан не является летучим. Из организма выводится практически полностью. Мелкие частицы диоксида обладают способностью отражать УФА-излучение. Именно это излучение вызывает такое смертельное заболевание, как меланома. Также частички двуокиси отражают УФВ-излучение, которое приводит к раку кожи.


Применение двуокиси титана

Применение данного вещества довольно обширно. Его активно используют в мыловарении, в косметике и пищевой промышленности. В составе продуктов двуокись вы найдете по мркировке Е171. По сути – это краситель, вещество используется для придания продукту белого цвета. Такое широкое применение двуокись титана получила из-за своей не токсичности. А также хорошей отбеливающей способности и стойкости к влаге.

Титан также используют в производстве бумаги, пластмасс, лакокрасочной промышленности. Рассуждая о вреде, давайте просто посмотрим, где добавку Е171 применяют в пищевой промышленности:

  • в завтраки быстрого приготовления
  • крабовые палочки
  • сухое молоко
  • майонез
  • белый шоколад
  • муку (на 100 кг муки разрешено добавлять от 100 до 200 г диоксида)
  • в кондитерской промышленности - осветление глазури и т.д.

Применение настолько широко, что думать о колоссальном вреде организму просто смешно. Ведь двуокись встречается практически везде: в мыле, зубной пасте, креме, продуктах. Почему диоксид получил такое широкое применение в косметике? И насколько это оправданно - давайте разбираться.

Для чего титан применяют в косметике

Как я уже говорила основное применение вещества – как красителя. В косметике тоже самое – белоснежный цвет крема, мыла, пасты – это двуоксись титана. В составе пудры и тональных кремов вещество применяют для создания нужного оттенка.

Концентрация в пудре не более 15%, в тональном креме не более 10%

Но основное и незаменимое свойство титана в косметике – это все же защита от ультрафиолета. Плюс к этому вещество гипоаллергенно, оно не раздражает кожу. Поэтому добавляется даже в кремы для самых маленьких.


В ЕС и США диоксид разрешен не только в косметической и пищевой промышленности. Его успешно применяют для окрашивания лекарственных средств. Также и в РФ – капсулы и таблетки окрашивают титаном.

В косметической, фармацевтической и пищевой промышленности двуокись тщательно очищают и очень мелко дробят. А в дезодоранты, помады и пудры, порошок попадает в виде нано частиц. Вот вокруг этих наночастичек и идут споры.

ВСЕ СЕКРЕТЫ КРАСОТЫ

Двуокись титана – вредна или нет

Недавние исследования показали, что солнцезащитная косметика с этим веществом бесполезна в бассейнах. Т.е. при купании в хлорированной воде диоксид сразу смывается с тела. И, естественно, теряет свои свойства. А вот в морской воде выдерживаете до 4-х заходов в воду. Что можно сказать по этому поводу? Здесь скорее речь не о вреде. А о неспособности крема выполнить свои функции при определенных условиях.

Были и другие исследования о якобы биохимическом воздействии двуокиси на клетки. Титан на клеточном уровне может мешать передаче сигналов. При этом двуокись должна попадать в организм через пищу. Сразу скажу, исследования были проведены минимальные.

По токсикологии и аллергии уровень опасности низкий. Что касается онкологии – ниже среднего. Вы должны понимать, что нужно есть двуокись большими ложками и длительно. Тогда есть вероятность спровоцировать онкопроцесс. Все опыты проводились на животных и дозы им давались максимальные. В здравом уме мы не станем диоксид титана употреблять в таком количестве.

Американская независимая организация EWG делит диоксид на обычный и солнцезащитный. Эта организация составляет рейтинг опасных веществ. Так вот солнцезащитным диоксид становится при измельчении до нано частиц.


Нано частица имеет размер менее 100 нм в диаметре. Для солнцезащитной косметики применяют диоксид с размером частиц около 25 нм

Существует предположение, что нано частицы могут через кожу попадать в кровь. А кровью они будут разноситься по организму, попадать в клетки и мозг. Также предполагают, что нано частицы могут накапливаться в организме. Но вы же понимаете, никто не проводил многолетние исследования. Допустим, какие изменения в организме происходят, если 10 лет использовать пудру с диоксидом.

ТИТАНА ОКСИДЫ . Известно до 15 Т.о., св-ва важнейших приведены в табл., на рис. представлена диаграмма состояния системы титан - кислород.

Низшие Т.о.-продукты упорядочения твердого р-ра О 2 в a -Ti, макс. концентрация к-рого 31,9 ат.% О. При длит. обжиге образуются фазы на основе Ti 3 O (20-30 ат.% О) с ромбоэдрич. кристаллич. решеткой (при 25 ат.% О a = 0,51411, с = 0,95334 нм, пространств. группа ) и Ti 2 O (~25-33,4 ат.% О; а = 0,29593 нм, с = 0,48454 нм, пространств. группа ). Промежут. оксид Тi 3 О 2 -фаза с гексагон. решеткой (а = 0,49915, с = 0,28794 нм, пространств. группа Р 6/mmm ).

Монооксид TiO-кристаллы от золотисто-желтого до коричнево-фиолетового цвета со структурой типа NaCl со статистич. распределением вакансий Ti и О; полиморфные переходы при 1250, 820 и 720 °С, при 940 °С образуется стехиометрич. низкотемпературная моноклинная модификация (D H перехода 3,5 кДж/моль). TiO испаряется конгруэнтно; ур-ние температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт.ст.) =11,46-28240/T (1921-1998 К); в воде не раств., раств. в разб. соляной и серной к-тах; при нагр. на воздухе окисляется; получают взаимод. Ti с ТiO 2 , компонент катализаторов.

Гидроксид титана(II) Ti(OH) 2 образуется при действии на р-ры солей Ti(II) водного р-ра NH 3 или солей слабых к-т в виде синего, коричневого или черного осадка, к-рый постепенно светлеет из-за разложения на ТiO 2 и Н 2 ; сильный восстановитель; легко раств. в к-тах; при нагр. на воздухе окисляется.

Сесквиоксид Ti 2 O 3 -кристаллы темно-фиолетового или черного цвета со структурой типа корунда; при 200 °С превращ. в др. гексагон. модификацию; при испарении диссоциирует на TiO и ТiO 2 ; окисляется на воздухе только при очень высоких т-рах; с водой и минер. к-тами не реагирует; раств. при нагр. в конц. H 2 SO 4 с образованием фиолетового р-ра Ti 2 (SO 4) 3 ; сплавляется с KHSO 4 с получением титанилсульфатов K 2 TiO(SO 4) 2 ; при спекании или сплавлении с оксидами или карбонатами щелочных, щел.-зем. и др. металлов образует двойные оксиды.




Диаграмма состояния системы титан-кислород (ж- жидкость).

Гидроксид титана(III) Ti(OH) 3 образуется при гидролизе солей Ti(III) или титанатов(III) в виде вишнево-красного, коричневого, синего или черного осадка, к-рый постепенно белеет из-за окисления водой, легко окисляется на воздухе, раств. в минер. к-тах.

Оксид Ti 3 O 5 , или,-голубые или голубовато-черные кристаллы моноклинной сингонии (а = 0,9757 нм, b = = 0,3802 нм, с = 0,9452 нм, b = 93,11°, пространств. группа С 2/m ); при 175°С превращ. в др. моноклинную модификацию; плотн. 4,29 г/см 3 ; - 2460 кДж/моль; испаряется конгруэнтно с диссоциацией на TiO и ТiO 2 .

В области от Ti 1,75 до Ti 1,9 существует гомологич. группа фаз Ti n O 2 1 , где n = 4-9 (фазы Магнелли), кристаллизующиеся в триклинной решетке (пространств. группа или ).

Диоксид ТiO 2 -бесцв. кристаллы, при нагр. желтеет, но обесцвечивается после охлаждения; известен в виде неск. модификаций; кроме рутила, анатаза и брукита, известных в виде минералов, получены две модификации высокого давления: ромбич. IV (а = 0,4531нм, b = 0,5498 нм, с = = 0,4900 нм, пространств. группа Рbсп ) при 4-12 ГПа и 400-1500°С, гексагон. V (а = 0,922 нм, с = 0,5685 нм) при давлении выше 25 ГПа. Брукит при всех условиях метастабилен. При нагр. анатаз и брукит необратимо превращ. в рутил соотв. при 400-1000 °С и ~750°С. В основе структур этих модификаций октаэдры ТiO 6 . Ур-ния температурной зависимости давления пара: для рутила lgp (мм рт. ст.) = 10,97-29180/T (1850-2113 К), для жидкого lgp (мм рт.ст.) = 9,03-25120/T (2113-2540 К); конгруэнтному испарению отвечает состав ТiO 1,87 .

TiO 2 не раств. в воде, разб. минер. к-тах (кроме плавиковой) и разб. р-рах щелочей. С Н 2 О 2 образует ортотитано-вую к-ту Н 4 ТiO 4 (желтого цвета). Медленно раств. в конц. H 2 SO 4 , конц. р-рах щелочей, насыщ. р-ре КНCO 3 . При нагр. с NH 3 образует TiN. При сплавлении или спекании с оксидами, карбонатами металлов образуются титанаты и двойные оксиды. Водородом, углеродом, активными металлами (Mg, Ca, Na) TiO 2 при нагр. восстанавливается до низших оксидов. С Сl 2 при натр. в присут. восстановителей (угля) образует TiCl 4 .

Получают TiO 2 либо прокаливанием гидроксида, образующегося при гидролизе сульфатных р-ров (при сульфатной переработке титановых концентратов), либо сжиганием TiCl 4 (при 1200-1700 °С). ТiO 2 высокой чистоты можно получить гидролизом титанорг. соединений, Ti(OC 4 H 9) с послед. прокаливанием. Используют TiO 2 как пигмент в лакокрасочной пром-сти (титановые белила), в произ-ве бумаги, синтетич. волокон, пластмасс, резиновых изделий, в произ-ве керамич. диэлектриков, белой эмали, термостойкого и оптич. стекла (в т.ч. для волоконной оптики), как компонент обмазки электродов для электросварки и покрытий литейных форм и т. д.

Пыль TiO 2 обладает раздражающим действием, может вызвать бронхит, пневмосклероз и др. поражения легких; ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 , в атм. воздухе 0,5 мг/м 3 , в воде 0,1 мг/л.

Гидратир. диоксид ТiO 2 ·n Н 2 О [гидроксид Ti(IV), оксо-гидрат Ti, оксогидроксид Ti] в зависимости от условий получения может содержать переменные кол-ва связанных с Ti групп ОН, структурную воду, кислотные остатки и адсорбир. катионы. Полученный на холоду свежеосажденный ТiO 2 ·n Н 2 О хорошо раств. в разб. минер. и сильных орг. к-тах, но почти не раств. в р-рах щелочей. Легко пептизируется с образованием устойчивых коллоидных р-ров. При высушивании на воздухе образует объемистый белый порошок плота. 2,6 г/см 3 , приближающийся цо составу к ф-ле ТiO 2 ·2Н 2 О (ортотитановая к-та). При натр. и длит. сушке в вакууме постепенно обезвоживается, приближаясь по составу к ф-ле TiO 2 · Н 2 О (метатитановая к-та). Осадки такого состава получаются при осаждении из горячих р-ров, при взаимод. металлич. Ti с HNO 3 и т.п. Их плотн. ~ 3,2 г/см 3 и выше. Они практически не раств. в разб. к-тах, не способны пептизироваться.

При старении осадки TiО 2 ·n H 2 О постепенно превращ. в безводный диоксид, удерживающий в связанном состоянии адсорбир. катионы и анионы. Старение ускоряется кипячением суспензии с водой. Структура образующегося при старении TiO 2 определяется условиями осаждения. При осаждении аммиаком из солянокислых р-ров при рН < 2 получаются образцы со структурой рутила, при рН 2-5-со структурой анатаза, из щелочной среды-рентгеноаморф-ные. Из сульфатных р-ров продукты со структурой рутила не образуются.

Получают TiО 2 ·n H 2 О гидролитич. осаждением из сульфатных р-ров или гидролизом TiCl 4 ; промежут. продукт при получении ТiO 2 , ионообменный материал.

Лит.: Хазин Л. Г., Двуокись титана, 2 изд., Л., 1970; Производство тетра-хлорида и двуокиси титана, L .-А., 1974; Гидратированный оксиды элементов IV и V групп, М., 1986. П. И. Федоров.

Заболевания