Co je oxid titaničitý – články RusProm

Oxid titaničitý (jiné názvy: oxid titaničitý (IV), potravinářské barvivo E171, titanová běloba, oxid titaničitý, oxid titaničitý) je amfoterní oxid čtyřmocného titanu. Chemický zápis prvku: TiO2. Vzorec: C6H8O7 · H2O. CAS: 13463-67-7. Registrační číslo OSN: UN2546. Jedná se o potravinářskou přísadu, jejíž hlavní charakteristikou jsou bělící prvky. Je široce používán v mnoha oblastech výroby.
Složky obsažené v oxidu titaničitém: oxid titaničitý (prvek s bělícími vlastnostmi), titanová běloba. Má strukturu práškovité hmoty (jemně drcené sypké krystaly) sněhově bílé barvy. Hmotnostní podíl účinné látky: 99,5 % nebo více. Neexistují žádné výrazné chuťové nebo aromatické vlastnosti. Když teplota stoupá, dochází k metamorfóze: látka mění barvu a stává se světle nažloutlým odstínem. Látka se vyznačuje inertními vlastnostmi a nerozpouští se v látkách, jako je alkohol, voda a rostlinné oleje. Má dlouhodobou odolnost vůči slunečnímu záření, kyselému a zásaditému prostředí, nízkým i vysokým teplotám.
V přírodním prostředí se oxid titaničitý vyskytuje v některých minerálech (brookit, anatas, rutil).

Vlastnosti oxidu titaničitého

Představuje většinu produkce v titanovém průmyslu. Nezbytná anorganická látka používaná v mnoha oblastech průmyslu a poskytující nezbytné podmínky pro technický pokrok v hospodářském sektoru po celém světě.

Fyzikální a termodynamické vlastnosti oxidu titaničitého:

• teplota tání = 1870 °C (tavení je možné při 1850 °C a 1855 °C);
• bod varu = 2500 °C;
• teplota rozkladu = 2900 °C.

Chemické vlastnosti oxidu titaničitého
:

• látka je amfoterní (jinými slovy, je schopna vykazovat jak zásadité, tak kyselé vlastnosti);
• reaguje hlavně s koncentrovanými kyselinami;
• pomalu se rozpouští v koncentrované kyselině sírové;
• Při tavení s oxidovými prvky tvoří oxid titaničitý titanáty (soli kyseliny titanové, amfoterní hydroxid titaničitý TiO(OH)2);
• při zvýšení teploty lze redukovat následující kovy na nižší oxidy: Mg (hořčík), Na (sodík), Ca (vápník);
• při smíchání s chlorem, uhlíkem a následném vystavení výraznému zvýšení teploty vzniká chlorid titaničitý;
• Při zahřátí oxidu titaničitého na teplotu 2 200 °C se v prvním stupni uvolňuje kyslík a vzniká Ti3O5 (modrý) a ve druhém stupni Ti2O3 (tmavě fialový).

Škodlivé

Při vdechování je přípustný expoziční limit pro oxid titaničitý 10 mg/m4 A2001 (podle ACGIH 10). MAC (maximální přípustná koncentrace) v atmosféře přímé výrobní zóny je 1998 mg/mXNUMX (podle údajů z roku XNUMX).
Jako potravinářská přídatná látka pod kódem E171 je oxid titaničitý schválen pro použití v potravinách. Je povoleno používat E171 jako potravinářské barvivo a používat kosmetické přípravky a léky s přídavkem tohoto prvku. Látka je povolena v řadě zemí, ale ve Francii je zakázána. Do budoucna se plánuje úplný zákaz oxidu titaničitého na území zemí, které jsou členy EU (Evropské unie). V Ruské federaci (stejně jako na Ukrajině) zatím žádné takové pravidlo neexistuje (podle Rospotrebnadzor), nicméně obavy obyvatel ohledně tohoto produktu každým rokem rostou.

Zatímco konzumace oxidu titaničitého v různých produktech je považována za bezpečnou kvůli malé hmotnosti látky vstupující do těla, inhalace částic látky může být značně bolestivá. Podle výzkumů je při požití titanové běloby ve velkém množství dýchacími cestami nebo ústní dutinou vysoké riziko vzniku onemocnění ledvin a jater. Pravděpodobnost předávkování částicemi léčiva je velmi vysoká v případě přímého kontaktu s ním během výroby (jemný prášek tvoří prašný oblak, podobný tomu, který se tvoří při rozprašování aerosolu): existuje vysoká pravděpodobnost podráždění sliznic a silného kašle. Z tohoto důvodu se důrazně doporučuje pracovat s oxidem titaničitým za použití osobních ochranných prostředků (respirátor).

Odborníci dospěli k závěru, že látka je nebezpečná pro těhotné ženy. Podle nich částice barviva vstupující do těla poškozují nejen nastávající matku, ale i plod. Přítomnost E171 v těle se stává podmínkou pro rozvoj zánětlivých procesů ve střevní oblasti, což později vede ke vzniku rakovinných buněk, zvyšujících se zranitelnost těla vůči různým infekčním chorobám a bakteriím; zvyšuje se pravděpodobnost cukrovky XNUMX. typu. Stojí za zmínku, že děti trpí nanočásticemi ve větší míře než dospělí nebo teenageři.

Hlavní kontraindikací konzumace potravin obsahujících prvky oxidu titaničitého je individuální nesnášenlivost jeho jednotlivých mikroprvků. Přestože jsou takové případy považovány za vzácné, existuje riziko alergických reakcí. Hlavními příznaky intolerance barviv jsou nevolnost a dyspepsie.
Jednou z vlastností E171 je, že látka, která se dostane do těla, se nehromadí a je velmi rychle vyloučena během několika hodin přirozeně.

Toto tvrzení však bylo považováno za pravdivé, dokud v roce 2010 neprovedli experimenty vědci z Itálie. Odborníci vyvrátili mýtus o absolutní neškodnosti E171 a dokázali opak: částice titanového barviva se stále hromadí v těle, což může vést k vážným následkům. Relativně nedávno, v květnu loňského roku, dospěl Evropský úřad pro bezpečnost potravin k závěru, že dříve považovaná za bezpečnou složku již za bezpečnou nelze považovat. Jinými slovy, použití E171 jako potravinářské přídatné látky je vysoce nežádoucí.

přihláška

Oxid titaničitý, jak již bylo zmíněno dříve, se používá v mnoha oblastech výroby. Jedná se o běžný produkt v následujících odvětvích:

• potravinářský průmysl;
• kosmetologie;
• výroba barev a laků, silné lepenky, vápno;
• průmysl celulózy a papíru (laminovaný papír);
• výroba vápna, pryžových výrobků;
• výroba skla (včetně optického a tepelně odolného) a plastů, syntetických vláken;
• tvorba keramických dielektrik, povlakových prvků pro elektrické svařování a elektrických vodičů, odlévací formy;
• lék.

Potravinářský průmysl. Oxid titaničitý dokáže vybělit potravinářské výrobky a dodat jim komerčnější vzhled. Tato přísada se velmi často používá při výrobě takových potravinářských výrobků, jako jsou rychlé snídaňové směsi, majonézy, masné výrobky (včetně sádla, uzeniny, těsta na vareniki a pelmeně a různé druhy paštik), mléko (v suché formě), krabí maso, žvýkačky, rybí konzervy, mořské plody, různé omáčky, soda a sycené nápoje, sýrové výrobky. Za zmínku také stojí, že oxid titaničitý je zvláště široce používán v cukrářském průmyslu. Přidává se nejen do dezertů, ale také do bobulových a ovocných džemů, cukrových polev, karamelu, čokolády (zejména bílé), kondenzovaného mléka, pekařských výrobků, sušenek a perníků.

Výroba kosmetiky. E171 najdete v opalovacích mlékách, antialergických a proti vyrážkách. Právě oxid titaničitý ve složení těchto produktů jim dodává jejich nejzákladnější ochranné vlastnosti. Mnoho prostředků osobní hygieny obsahuje také výše zmíněnou přísadu: antiperspiranty, zubní pasty, mýdlo, sprchové gely, některé šampony. Z kosmetiky můžeme vyzdvihnout rtěnky, lesky, oční stíny.

Lékařské přípravky. Mnoho tablet, krémů a léčivých mastí obsahuje E171. Díky tomu jsou zbarveny do sněhově bílé barvy typické pro léčivé přípravky; Stejná přísada pomáhá prodloužit dobu použitelnosti léku.

V únoru 2022 vstupuje v Evropské unii v platnost zákaz používání oxidu titaničitého (E171). Aditivum se používá v potravinářském, lékařském, stavebním a jiném průmyslu. Proč byl oxid titaničitý zakázán, v jakých odvětvích a zda škodí lidskému zdraví, zkoumá portál OKNA MEDIA.

Proč je oxid titaničitý v EU od roku 2022 zakázán

Dne 14. ledna 2022 přijala Evropská komise nařízení o zákazu používání oxidu titaničitého jako barviva v potravinářském průmyslu z důvodu potenciálních zdravotních rizik. Mezinárodní index potravinářských přídatných látek – E171. Toto opatření schválil na podzim 2021 Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA).

Foto: Evropská unie zakázala potravinářskou přísadu oxidu titaničitého E171, © depositphotos.com Nařízení počítá s postupným zákazem E171. Zákaz vstoupí v platnost 7. února 2022. Šest měsíců poté, co zákaz začal, až do 7. srpna, mohou podniky vyrábět produkty využívající toto barvivo. V tomto období musí najít náhradu za oxid titaničitý a vyvinout nové výrobní předpisy zohledňující změněnou recepturu. S produkty, které již byly vyrobeny nebo budou vyrobeny před 7. srpnem s použitím E171, je povoleno obchodovat až do data expirace. Od 7. srpna 2022, tedy do konce přechodného období, budou muset místní regulační úřady zajistit, aby se na trhu neobjevily produkty s pozdějším datem výroby.

Kde se používá oxid titaničitý?

Oxid titaničitý má jedinečné vlastnosti.

Foto: vlastnosti oxidu titaničitého, © oknamedia.ru

Video níže ukazuje příklad, kdy bylo v okenním profilu použito nedostatečné množství oxidu titaničitého, aby se ušetřily peníze. Vlivem atmosférických faktorů profil časem zežloutl.

Díky svým vlastnostem se oxid titaničitý stal široce používaným v mnoha průmyslových odvětvích.

Aplikace oxidu titaničitého

číslo
Průmyslová odvětví
Název produktu
Potravinářský průmysl
Výrobky na bázi mléka:

jogurt, kefír, zakysaná smetana, majonéza, sušené a kondenzované mléko, sýry, syrovátka, zmrzlina, mléčné koktejly, směsi dětské výživy

koláče, pečivo, sladkosti, jako barvivo pro dosažení požadovaného odstínu čokolády, polevy, moučkového cukru, marshmallow, bílé čokolády

Masné výrobky:
kuřecí, vepřové a hovězí jazyky, selata, mleté ​​maso
Ryby a jejich polotovary:
filé, mleté ​​maso, jatečně upravená těla olihní, krillové maso, krabí tyčinky, paštiky (surimi)
Ostatní produkty:
pekařské výrobky, žvýkačky, rychlé snídaně, rafinovaný cukr, džemy, mouka, omáčky
je součástí obalové fólie, která chrání výrobky před ultrafialovým zářením
Výroba kosmetiky
ochranné krémy, základy, pudry, rtěnky
Výroba hygienických výrobků
zubní pasta, zubní prášek
Léčiva

jako bílý povlak pro tablety, vitamíny, komplexy mikroprvků, krémy, čípky, pasty

Chemický průmysl
Barvy a laky:

barvy, emaily, laky a nátěry na jejich bázi, fasádní nátěry, barevné vodou ředitelné barvy, autoopravárenské emaily

Výroba plastů:
dodává výrobkům bělost, krycí schopnost, chrání před ultrafialovým zářením a žloutnutím
Polygrafický průmysl
tiskařské barvy, papír, karton
Lehký průmysl
syntetická vlákna a tkaniny
Stavební sektor
keramiky, při malování betonu, dlažebních desek
alternativní energie

Nanosystémy oxidu titanu v solárních článcích, žáruvzdorných, high-tech keramických a optických materiálech.

OSCh jakost oxidu titaničitého se používá jako standard čistoty při výrobě opticky průhledného skla, ve vláknové optice, radioelektronice a lékařských zařízeních.

V Rusku je roční spotřeba oxidu titaničitého asi 75 tisíc tun.

Je oxid titaničitý škodlivý pro lidské zdraví?

V různých zemích světa byl proveden výzkum účinků oxidu titaničitého (E171) na lidské zdraví.

Výzkum E171 probíhá ve Spojených státech od roku 1969. V roce 2015 američtí vědci zveřejnili výsledky experimentů prováděných na laboratorních myších. K pití dostali speciálně připravenou jemně rozptýlenou suspenzi oxidu titaničitého. V důsledku toho bylo odhaleno poškození mitochondrií v mozkových buňkách. Mitochondrie produkují energii na podporu buněčných procesů. Poškození mitochondrií vede k narušení centrálního nervového systému. V roce 2018 Texaská univerzita dospěla k závěru, že E171 v zubní pastě může způsobit cukrovku 2. typu.

• 2008 – bezpečnostní potvrzení a schválení pro použití v EU;
• 2010 – potvrzení bezpečnosti;
• 2016 – nová studie o vlivu E171 na reprodukční systém – potvrzení bezpečnosti, shoda na přesných vlastnostech materiálu pro potravinářskou přídatnou látku: velikost částic a složení TiO₂;
• 2017 – Ve Francii a Lucembursku bylo zjištěno, že oxid titaničitý zvyšuje riziko rozvoje prekancerózních stadií u laboratorních potkanů ​​o 40 %;
• 2019 – studie francouzské Národní agentury pro kontrolu produktů, životního prostředí a bezpečnosti práce (ANSES). Výsledky ukázaly, že TiO₂ se může hromadit v těle např. v plicích, střevech, játrech, mozku. Oxid titaničitý zvyšuje oxidační proces v těle a vede k zánětům, což vede k chronickým střevním onemocněním. Existuje také podezření, že E171 podporuje tvorbu nádorů. EFSA považoval zjištění ANSES za nedostatečné k tomu, aby zvrátily závěr evropských odborníků o bezpečnosti oxidu titaničitého;
• 2019 – Nizozemský úřad pro bezpečnost potravin a spotřebního zboží (NVWA) zveřejnil stanovisko k možným zdravotním účinkům E171. Závěr doporučil podrobnou studii možných imunotoxikologických účinků a možných negativních důsledků pro reprodukční systém;
• Leden 2020 – Výrobky obsahující E171 jsou ve Francii zakázány;
• Dne 6. května 2021 EFSA zveřejnil vědecké stanovisko, že E171 nelze považovat za bezpečné jako potravinářskou přídatnou látku. Závěr uvádí, že EFSA nedospěl k závěru, že E171 je genotoxický. Nebylo však možné určit maximální denní dávku potravinářské přídatné látky, jejíž překročení může způsobit genotoxicitu – schopnost látky nebo jiného toxického činidla poškodit DNA a vést k rakovině. Podle EFSA nebyla bezpečnost aditiva prokázána. V předchozím stanovisku z roku 2016 EFSA uvedl, že při současné úrovni spotřeby neexistují žádné jasné důkazy, že E171 je karcinogenní nebo genotoxický. Ve svém novém závěru o nanočásticích oxidu titaničitého vzala organizace v úvahu nová data, která dříve nebyla k dispozici.

Podle Rospotrebnadzor bylo v Rusku v roce 2019 provedeno toxikologické a hygienické posouzení oxidu titaničitého jako součásti potravinářské přídatné látky.

Foto: zpráva na webu Rospotrebnadzor o potravinářské přídatné látce s oxidem titaničitým, © rospotrebnadzor.ru V důsledku toho byla identifikována možnost zdravotních rizik při použití oxidu titaničitého pouze v nanoformě.

Pro záznamu: E171 – jednu třetinu tvoří nanočástice oxidu titaničitého.

Proč dosud nebyl oxid titaničitý v lécích zakázán?

Dne 8. září 2021 vydala Evropská léková agentura (EMA) stanovisko, že zákaz TiO₂ v lécích by mohl způsobit „výrazný nedostatek léků“ v Evropě s „významnými důsledky pro pacienty“.

Náhradě oxidu titaničitého musí předcházet řada výzkumů a testování různých alternativních prvků, aby se prokázala jejich účinnost a bezpečnost. Použití tohoto barviva ve farmacii je tedy stále povoleno.

Zároveň je zde požadavek na provedení nového posouzení situace s ohledem na případnou revizi stávajícího rozhodnutí po 3 letech účinnosti nařízení. Je to jasný signál pro farmaceutický průmysl, aby se vážně zabýval otázkou hledání a testování alternativních náhrad za oxid titaničitý v nových i již registrovaných produktech.

Oxid titaničitý v oknech

Oxid titaničitý je široce používán v okenním průmyslu při výrobě:

1. Plastové profily a PVC panely:

• okenní a dveřní PVC profily (rám, křídlo, impost, zasklívací lišta);
• doplňkové profily (nástavce, spojky, ozdobné profily, neprůhledné výplně);
• materiály pro instalaci (parapety, vnitřní svahy, tmely atd.).

2. Příslušenství – dekorativní překrytí kování.

3. Těsnění – jako barvivo například pro šedé těsnění.

Oxid titaničitý díky svým jedinečným vlastnostem přispívá k odolnosti oken – chrání před povětrnostními vlivy (teplo, chlad, UV záření) a udržuje jas a sytost barvy – profily vypadají jako nové po mnoho let.

V okenních profilech se používá od 100 (Evropa) do 5 (jižní země) dílů oxidu titaničitého na 8 dílů PVC pryskyřice.

4. Sklo

Výroba samočistícího skla. TiO povlak₂ ve skle pod vlivem ultrafialových paprsků slunce podporuje rozklad organických nečistot na skle. Díky hydrofilním vlastnostem povlaků oxidu titaničitého lze tyto nečistoty snadno smýt i dešťovou vodou.

Foto: Aplikace oxidu titaničitého (TiO2) v okenním průmyslu, © oknamedia.ru Vliv oxidu titaničitého na lidské zdraví v okenním průmyslu se týká hotových výrobků (okna a dveře se všemi komponenty včetně montážních dílů) a bezpečnosti pracovníků ve výrobě.

V hotových výrobcích TiO₂ je ve „vázaném stavu“ a nezpůsobuje újmu na zdraví.

Více otázek vyvstává nad škodlivostí jeho použití jako přísady do recepturní směsi přímo při výrobě oxidu titaničitého a materiálů z něj vyrobených, jako jsou profily. Potenciální nebezpečí může vzniknout při vdechování práškového TiO₂.

Je třeba poznamenat, že při výrobě oxidu titaničitého a výrobě materiálů (profilů), v jejichž formulaci je použit práškový oxid titaničitý, je nutné dodržovat požadovaná opatření v souladu s technickými předpisy a bezpečnostními pokyny na pracovišti. To potvrzuje i provedená analýza možností řízení rizik (RMOA).

“Není kouře bez ohně”

V současnosti neexistuje žádný zákaz používání oxidu titaničitého v okenním průmyslu. Podle účastníků trhu zatím nevidí alternativu k použití oxidu titaničitého. TiO₂ dává oknům a dveřím důležité vlastnosti, bez kterých se jejich dlouhodobé používání zdá pochybné.

Okamžitě mě však napadá další příklad – tok negativních informací kolem olověných stabilizátorů. Navzdory tomu, že různé studie v této oblasti nepotvrdily škodlivé účinky použití olověných stabilizátorů v okenních a dveřních konstrukcích na lidský organismus, stále hrála roli „špatná pověst“ olova. Společnosti vyrábějící okenní profily v Evropě začaly jeden po druhém přecházet na přísady vápník-zinek (Ca/Zn). Některé společnosti na tom dokonce založily své marketingové pozice. Ačkoli podle mnoha výrobců okenních profilů díky přísadám olova byly výrobky odolnější a pevnější. Olověné stabilizátory se nyní v Evropě prakticky nepoužívají. Jejich produkce v EU prudce poklesla.

Co se týče kalcium-zinkového (Ca/Zn) doplňku, ani zde není vše tak jasné. Negativní vliv zinku na lidský organismus může být symptomaticky nepozorovatelný. Dlouhodobé vystavení dávce například při svařování (svařovací operace se používají při výrobě oken) může vést k chronické otravě, tzv. „slévárenské horečce“.

Navzdory nedostatku omezení používání oxidu titaničitého v okenním průmyslu, příklad olověných stabilizátorů a zákaz TiO₂ v potravinářském průmyslu si nelze nevzpomenout na známé přísloví: „Není kouře bez ohně“.

Oxid titaničitý – škodí nebo prospívá

Pokud vezmeme v úvahu důvod použití potravinářské přísady s oxidem titaničitým E171 v potravinářském průmyslu, jde výhradně o zlepšení vzhledu produktu – jasnější a krásnější. Jedná se pouze o marketingový tah, který nezlepší základní vlastnosti produktu. S jakoukoli pravděpodobností rizika pro lidské zdraví lze zákaz používání oxidu titaničitého v potravinářském průmyslu považovat za správný. Dnešní spotřebitelé jsou ochotni kupovat méně bílých výrobků, ale s nálepkou „bez škodlivých přísad“.

Hlavní věc je, že se neukáže, že jde o „jedno šídlo za druhé“ – že náhražka oxidu titaničitého nebude o nic méně a možná ještě škodlivější.

Ve farmaceutickém průmyslu se navzdory obavám z oxidu titaničitého rozhodli nezavádět ani částečný zákaz aditiva, protože si uvědomili, že bez důstojné alternativy by takový zákaz mohl způsobit mnohem větší škody (nedostatek léků), než je pravděpodobnost, že by aditivum bylo toxické.

Pokud jde o jiné využití oxidu titaničitého, např. v okenním průmyslu, dnes za něj není možné najít náhradu. V oknech hraje přísada kromě sněhově bílého vzhledu ochrannou roli – zvyšuje odolnost. Jsou známy případy, kdy výrobci PVC profilů šetřili oxidem titaničitým a profil po krátké době zežloutl nebo se pokryl nesmazatelnými žlutohnědými skvrnami.

Výrobci by rádi drahou přísadu něčím nahradili, ale v tuto chvíli není alternativa.