Титан

    Физиологическая роль титана

    Титан является одним из наиболее биологически инертных металлов. Содержание титана в организме человека составляет 9 мг, из них на долю легких приходится около 2,4 мг. Достаточно высока концентрация титана в лимфоузлах. Суточное поступление  титана с пищей и жидкостями составляет 0,85 мг, их них с питьевой водой 0,002 мг и воздухом 0,0007 мг. Всасывание соединений титана в ЖКТ человека составляет 1-3%. Ингаляционным путем в организм поступает менее 1% от поглощенной  дозы, при этом до 30% титана задерживается  в легких. Считается, что повышенное содержание титана в легких обусловлено  его поступлением с пылью. Концентрация титана с возрастом в легких человека увеличивается многократно. Токсическая  доза для человека: не токсичен.

    Летальная доза для человека: нет данных. 
 

    Повышенное  содержание титана.

    Вдыхание  двуокиси титана вызывает раздражение  легких у человека и животных. Симптомами этого процесса являются кашель, часто  с мокротой и одышка. Хроническое  воздействие оксида титана приводит к его накоплению в легких (более 4 мг/кг сырого веса), а также в  легочных (до 24 мг/кг сырого веса) и периферических (до 120 мг/кг сырого веса) лимфатических  узлах. В дальнейшем возможно развитие воспаления, а в некоторых случаях  и гранулематоза легких и плевры, при сочетанном воздействии оксида титана с другими реагентами, например с асбестом, силикатами, никелем  или алюминием. Отмечена прямая корреляция тяжести силикоза с накоплением  титана в легких, и особенно прикорневых  лимфоузлах. Тем не менее, считается, что явления фиброза и воспаления в бронхо-легочной системе обусловлены  в основном действием соединений кремния, а не титана.

    При вдыхании четыреххлористого титана ярко выражены раздражения бронхо-легочной системы, что может привести к  развитию трахеита и альвеолита. 

    Титан в медицине.

    Конструкторов медицинской техники, медицинского инструментария и врачей разных профессий  в новом конструкционном металле  привлекают прежде всего биологическая  инертность по отношению к организму  живого существа в сочетании с  высокими механическими свойствами, антикоррозионной стойкостью, а также  дешевизна и доступность. Эти  качества титана, усиленные специфическими свойствами, и обеспечили очень большой  интерес к нему и интенсивное  проведение конструкторских работ  и клинических испытаний самых  различных изделий. Известно, что  по коррозионной стойкости во многих медицинских агрессивных средах титан не уступает платине; он стоек  в растворах кислот и щелочей. Скорость коррозии титана в морской  воде (по своему химическому составу очень похожей на лимфу) — 0,00002 мм/год или 0,02 мм в 1000 лет. Титан и его сплавы устойчивы и перекиси водорода, бензине, феноле, формальдегиде. После многократной стерилизации кипячением и обработки в автоклаве, многомесячной выдержки в 3%-ном растворе хлорамина, 96-градусиом этиловом спирте, растворе сулемы, трихлорэтилене следов коррозии на титановых сплавах не обнаружено. Точечная коррозия наблюдается у титановых сплавов лишь после пребывания в течение нескольких суток в 10%-ной спиртовой настойке йода.

    Титан и его сплавы обладают высокой  усталостной прочностью при знакопеременных  нагрузках, что очень важно при  изготовлении внутрикостных фиксаторов, наружных и внутренних протезов, которые  постоянно подвергаются переменным нагрузкам.

    Титан — пластичный металл; он хорошо поддается  механической обработке: резанию, сверлению, фрезерованию, шлифованию. Изготавливать  из него различные конструкции не труднее, чем из нержавеющей стали. Титан — немагнитный материал с низкой электропроводностью, что  особенно ценно, так как благодаря  этому можно использовать физиотерапию для лечения больных, в организме которых находятся титановые конструкции. Все это делает титан весьма перспективным для широкого применения в медицине.

    Но  самым важным результатом многолетних  и тщательных исследований оказалось  то, что титан является инертным металлом по отношению к биологической  среде. Конструкции из титановых  сплавов хорошо переносится человеческим организмом, обрастает костной и  мышечной тканью. Металл практически  не корродирует в агрессивных  средах человеческого тела, а структура  тканей, окружающих титановые конструкции, не изменяется на протяжении длительного  времени. Своей химической индифферентностью  титан превосходит не только все  нержавеющие стали, но и нашедший в последнее время широкое  применение «виталлиум» — сплав  на кобальтовой основе. Ценно, что  технически чистый титан содержит гораздо  меньше примесей, чем другие используемые в медицине сплавы. 

    Титан в пищевой промышленности

    Диоксид титана Е171 используется для окрашивания  драже, жевательной резинки, порошкообразных  продуктов, декорирования кондитерских изделий в дозировке около 0,1 г/кг. Предельно допустимые количества, приведённые  в Директиве ЕС 94/36, определены KaKQS. Другие области применения: в ЕС и США разрешён и используется для окрашивания лекарственных  средств и косметических препаратов, в РФ разрешён для приготовления  таблеток и капсул (Приложение к  приказу МЗ РФ № 80 от 19.03.98). Диоксид титана марок Kronos 1171 и Kemira AFDS допущен в качестве пищевого красителя в соответствии с Европейской инструкцией 94/36/СИ от 30 июня 1994 года.

    В рыбной промышленности диоксид титана применяют при производстве аналогов рыбных изделий (крабовые палочки. лапша и пр.) и всевозможных изделий из рыбного фарша белой рыбы – котлет. фрикаделек, пельменей, паштетов, колбас.

    Закладка  рассчитывается в количестве 0,1 – 1% от массы рыбного/сурими фарша в  зависимости от серости рыбного/сурими фарша и желаемого осветления. Диоксид титана закладывается в  начальной стадии составления рецептуры  на рыбный фарш после стабилизации его фосфатом и тщательно перемешивается для хорошего распределения и  достижения максимального эффекта. Допускается закладывать диоксид  титана на более поздних стадиях  составления рецептуры.

    В кондитерской промышленности диоксид титана применяют для осветления глазурей.

    В производстве пельменей диоксид титана применяют для осветления муки.

    Двуокись  титана (Е171) можно использовать практически  в любых продуктах, которым для  эстетического вида необходим белый  цвет в дозировке 0,1 - 1%.

    Используется  также в качестве белого пигмента в живописи, пигмента и наполнителя  в производстве резин, пластмасс, бумаги и лакокрасочных материалов. 

    Дозировка

    Дозировка красителя диоксид титана подбирается  индивидуально, в зависимости от желаемой белизны теста. Расчетное  количество красителя вносится вместе с мукой, тщательно перемешивается, а затем замешивается тесто. Закладка 100-200гр. на 100 кг муки.

    В производстве растительных  консервов  диоксид титана применяют для осветления тертого хрена.

    Товарные  формы

    Пищевой краситель диоксид титана обычно представляет собой чистое вещество, в котором могут присутствовать небольшие количества оксида алюминия и диоксида кремния, улучшающие технологичность  продукта. 

    Анализ  рынков потребления

    В 2005 компания Titanium Corporation опубликовала следующую оценку потребления титана в мире:

    60 % — краска;

    20 % — пластик;

    13 % — бумага;

    7 % — машиностроение. 

    Цены

    15-25 $ за килограмм, в зависимости  от чистоты.

    Чистота и марка чернового титана (титановой  губки) обычно определяется по степени  её пластичности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

      Значение металлов в человеческом  обществе всё более возрастает. Переворот в технике происходит  с интенсивным развитием алюминиевой  и магниевой промышленности. В  последние десятилетия человечество  получило в своё распоряжение  группы редких металлов. И вот  уже в наши дни, в самые  последние годы на авансцену  истории «поднимается» новый  промышленный металл – титан. 

      Титан с большим правом, чем  алюминий, можно назвать металлом  нашего века, точнее – второй  его половины, так как этот  новый конструкционный материал  впервые стали производить и  использовать только в пятидесятые  годы. Впрочем, титан так и называют: «металл 20 века». И как много  значений у слова «титан», так  много эпитетов и наименований  у самого металла. «Вечный», «парадоксальный», «металл сверхзвуковых скоростей,  «металл будущего», «дитя войны»  – вот только некоторые из  них.

      Титан называют металлом будущего. Это, конечно, правильно. В будущем  появятся новые области применения  замечательного материала, люди  создадут сплавы с ещё более  удивительными свойствами. Но ведь  будущее начинается сегодня, будущее  и настоящее не отдельны непроходимой  границей.

    Титан уже давно стал материалом современности  – ценным, важным и необходимым. Больше того, широкое, повсеместное его  применение как раз позволит скорее приблизить то светлое и прекрасное будущее, о котором мы все мечтаем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Литература 

1.  Ресурсы  сайтов: www.wikipedia.org, www.npotitan.ru.
2. Химическая энциклопедия
3. Большая советская энциклопедия