กลีเซอรีน/กลีเซอรอล

กลีเซอรีน (Glycerin) หรือ กลีเซอรอล (Glycerol) เป็นสารประกอบอินทรีย์ในกลุ่มของโพลิไฮดริกแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง ถือเป็นสารชนิดเดียวกันสำหรับเป็นสารตั้งต้นสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ อาทิ การผลิตสบู่ การผลิตยา การผลิตเครื่องสำอาง เป็นต้น

กลีเซอรีน หรือกลีเซอรอล ถูกค้นพบครั้งแรก เมื่อปี ค.ศ. 1779 โดยนักเคมีชาวสวีเดน ชื่อ Carl W. Scheele จากการทดลองปฏิกิริยาสะปอนนิฟิเคชันในการสกัดน้ำมันมะกอก กลีเซอรีนหรือกลีเซอรอล  มาจากคำว่า glykys แปลว่า “หวาน” โดยในระยะแรกมีการใช้ประโยชน์สำหรับเป็นส่วนผสมของกาว ทำให้กาวมีความเหนียวมากขึ้น รวมถึงส่วนผสมของสีย้อม และน้ำหมึก ต่อมาถูกประยุกต์ใช้สำหรับทำระเบิดไดนาไมด์ ในรูปของไตรกลีเซอรีน ผสมกับซิลิกา

ข้อแตกต่างของกลีเซอรีนกับกลีเซอรอล
กลีเซอรีน และกลีเซอรอล ถือเป็นสารเดียวกัน แต่ผู้ใช้ทั่วไปมักเรียก กลีเซอรีน (Glycerin) และกลีเซอรีนจะมีความบริสุทธิ์น้อยกว่า มักมีการปนเปื้อนสิ่งต่างๆ เช่น น้ำ สี เป็นต้น และกลีเซอรีนจะใช้เรียกสำหรับอ้างถึงสารละลายในทางการค้าของกลีเซอรอลที่มี น้ำเจือปน โดยมีกลีเซอรอลเป็นองค์ประกอบโดยส่วนใหญ่

กลีเซอรอลดิบจะมีความบริสุทธิ ์ประมาณ 70-80 เปอร์เซ็นต์ และความบริสุทธิ์มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ มักเป็นผลิตภัณฑ์ค้าขายในเชิงพาณิชย์ สำหรับชื่ออื่นนอกเหนือจาก Glycerol และ Glycerin ได้แก่ propane-1,2,3 -triol, 1,2,3 – propanetriol, 1,2,3 trihydroxypropane, glyceritol และglycyl alcohol

กลีเซอรีน/กลีเซอรอล ที่มีจำหน่ายในปัจจุบันมักมีสถานะเป็นของแข็งหรือของเหลว ซึ่งมีองค์ประกอบ และกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน โดยสถานะของเหลวเป็นสถานะปกติของกลีเซอรีน/กลีเซอรอล ส่วนกลีเซอรีนก้อนที่เป็นผลิตภัณฑ์จำหน่ายตามท้องตลาดสำหรับทำสบู่ก้อนใสทั่วไปจะมีส่วนผสมของเอทิลแอลกอฮอล์ และกลีเซอรีนเหลว ได้เป็นกลีเซอรีนก้อนที่เรียกกันทั่วไป

สำหรับกลีเซอรีนก้อนที่จำหน่ายในร้านค้าหรืออินเตอร์เน็ตมักใช้สำหรับการผลิตสบู่ในครัวเรือนทั่วไป รวมถึงการใช้ในภาคอุตสาหกรรม ส่วนกลีเซอรีนเหลวมักใช้ในภาคอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่

– สบู่ก้อนแข็ง เนื้อขาวนวลจะใช้สารตั้งต้นจากสบู่ ที่ได้จากกระบวนการสะปอนนิฟิเคชันดังสมการด้านล่าง

– สบู่ก้อนแข็ง เนื้อมีลักษณะใสจะใช้สารตั้งต้นเป็นกลีเซอรีนก้อนที่เป็นส่วนผสมของเอทิลแอลกอฮอล์กับกลีเซอรีนเหลว

– สบู่เหลว เป็นลักษณะสบู่ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบมาก โดยใช้สารตั้งต้นจากสบู่ ที่ได้จากกระบวนการสะปอนนิฟิเคชัน โดยมีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารทำปฏิกิริยาแทนโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ได้เนื้อสบู่แบบทั่วไป

คุณลักษณะเฉพาะของกลีเซอรอล/กลีเซอรีน
– มีสถานะปกติเป็นของเหลวข้น ไม่มีสี มีรสหวาน
– สูตรทางเคมี C3H8O3
– มวลอะตอม 92.09382 กรัม/โมล
– ความหนาแน่น 1.261 กรัม/ลบ.ซม.
– จุดหลอมเหลว 18 องศาเซลเซียส
– จุดเดือด 290 องศาเซลเซียส
– ความหนืด 1.2 pa-s
– แรงตึงผิว (20 องศาเซลเซียส) 63.4 มิลลินิวตัน/เมตร
– จุดวาบไฟ (ระบบเปิด) 177 องศาเซลเซียส
– จุดติดไฟ 204 องศาเซลเซียส
– ละลายได้ในน้ำ และแอลกอฮอล์ ไม่ละลายในเบนซีน อีเทอร์ และน้ำมัน

การผลิต
1. กลีเซอรีน/กลีเซอรอล สามารถผลิตได้จากกระบวนการไฮโดรไลซีสของน้ำมันจากพืช และไขมันจากสัตว์ โดยมีกรดหรือเบสเจือจางเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เกิดเป็นกลีเซอรอลกับกรดไขมัน

ไขมันพืช/สัตว์ + น้ำ = กลีเซอรีน/กลีเซอรอล + กรดไขมัน

2. กลีเซอรีน/กลีเซอรอล ยังสามารถผลิตได้จากกระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล ที่ถือเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการสะปอนนิฟิเคชัน ได้สบู่ แอลกอฮอล์ และน้ำผสมรวมอยู่ ซึ่งการผลิตไบโอดีเซลทุกๆ 9 กิโลกรัม จะเกิดกลีเซอรอลประมาณ 1 กิโลกรัม เสมอ

ไขมันพืช/สัตว์ + ด่าง = สบู่ + กลีเซอรีน/กลีเซอรอล + แอลกอฮอล์ + น้ำ

3. การผลิตที่ได้จากกระบวนการการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน ได้เมทิลเอสเทอร์กับกลีเซอรีน

ไขมันพืช/สัตว์ + เมทิลอแลกอฮอล์ = กลีเซอรีน/กลีเซอรอล + เมทิลเอสเทอร์

ประโยชน์กลีเซอรีน/กลีเซอรอล/
1. ใช้เป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากสามารถละลายได้ดีในน้ำ และแอลกอออล์
2. สำหรับอุตสาหกรรมเคมีใช้สำหรับเป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารประกอบโพลิออล (polyol) สำหรับผลิตโฟม
3. กลีเซอรีน/กลีเซอรอล ที่มีความเข้มข้นมากกว่าร้อยละ 55 จะมีรสหวานสามารถใช้เป็นสารทดแทนน้ำตาลได้
4. กลีเซอรีน/กลีเซอรอล ที่เป็นสารจำพวก Hydroscopic มีคุณสมบัติดูดซับความชื้นในบรรยากาศได้ดี จึงนิยมนำมาใช้เป็นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความนุ่ม ความยืดหยุ่น และเป็นครีม เช่น อุตสาหกรรมพลาสติกเพื่อให้มีความอ่อนตัว และยืดหยุ่นได้ดี
5. ใช้เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์เพื่อทำหน้าที่เป็น Thickening agent หรือ Bodying agent เพราะสามารถให้ความหนืดได้ดี
6. ใช้เป็นส่วนผสมสำหรับผลิตภัณฑ์เพื่อรักษาความชุ่มชื้น เช่น น้ำยาบ้วนปาก ยาสีฟัน สบู่ เป็นต้น
7. ใช้เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ยา อาหาร และเครื่องดื่ม เช่น เป็นสารทดแทนน้ำตาล เป็นต้น
8. โมโนกลีเซอไรด์ใช้เป็นสารอิมัลชั่น และสารเพิ่มความคงตัว
9. ใช้ฉีดพ่นหรือเคลือบผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรเพื่อรักษาความสด ป้องกันการระเหยของน้ำ เช่น ใช้พ่นใบยาสูบ
10. ใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางสำหรับเป็นสารอิมัลชันในผลิตภัณฑ์ครีม และเป็นสารที่ทำหน้ารักษาความชุ่มชื้นทั้งในส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ และแก่ผิว

ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยากลีเซอรีน/กลีเซอรอล
กลีซอลรีน/กลีเซอรอล สามารถเกิดปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่ายเหมือนกับแอลกอฮอล์ โดยเฉพาะคาร์บอนอะตอมด้านนอกจะมีความว่องไวมากกว่าคาร์บอนอะตอมในด้าน ปฏิกิริยาที่เกิดออกซิไดซ์คาร์บอนอะตอมด้านนอกจะเกิดเป็นอัลดีไฮด์ ส่วนคาร์บอนอะตอมด้านในจะเกิดเป็นหมู่คาร์บอนิล ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยา ได้แก่
1. กรดอินทรีย์ และกรดอนินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชัน 1, 2 และ3 หมู่
2. โมโนกลีเซอไรด์ และไดกลีเซอไรด์ของกรดไขมัน
3. อะลิฟาติกเอสเทอร์ และอะโรมาติกเอสเทอร์ที่เกิดจากการทำปฏิกิริยากับสารอัลคิเลติ้ง และเอซิเลติ้ง
4. โพลีกลีเซอรีนที่เกิดจากปฏิกิริยา Intermolecular Elimaination ของน้ำ โดยมีเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
5. โมโนกลีเซอไรด์ และไดกลีเซอไรด์จากปฏิกิริยาอัลคาไล
6. Clyclic 1,2 หรือ1,3 และ Acetal หรือ Ketal จากการทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์หรือคีโตน