در اوایل قرن پانزدهم، برخی از کیمیاگران و طبیعت شناسان مشاهده کردند که برخی از مورچه ها مایعی اسیدی از خود ترشح می کنند که بسیار جالب توجه و عجیب بنظر میر سد. جان ری، طبیعت شناس انگلیسی، اولین کسی بود که در سال 1671 با تقطیر تعداد زیادی مورچه، فرمیک اسید را جدا کرد. برای مدت طولانی، این ماده اهمیت فنی کمی داشت. در اواخر دهه 1960، مقادیر قابل توجهی از آن به عنوان یک محصول جانبی از اسید استیک تولید و باعث شد در مقیاسهای بزرگتر استفاده شود. این اسید فقط به عنوان یک محصول جانبی به دست نمی آمد، بلکه عمدتاً به صورت مصنوعی تولید می شد. در ادامه علاوه بر معرفی به کاربرد و اهمیت و مزایا و مضرات فرمیک اسید در زنبورداری خواهیم پرداخت.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
فرمیک اسید چیست؟
فرمیک اسید مایعی بی رنگ، خورنده و محلول در آب است که اغلب توسط موجودات زنده در طبیعت برای اهداف دفاعی استفاده می شود. این ماده توسط بسیاری از گونه های گیاهی و جانوری، به ویژه حیوانات گزنده، به عنوان جزئی از مخلوطهای سمی برای اهداف دفاعی و تهاجمی استفاده می شود. همچنین این اسید جزء طبیعی عسل است وبا توجه به نوع عسل، مقدار آن در هر کیلوگرم، بین 50 تا 1000 میلی گرم است.
فرمیک اسید مایعی نسبتاً ناپایدار، بی رنگ، شفاف و بسیار فرار است و در دمای 8 درجه سانتیگراد به جامد بی رنگ تبدیل می شود و در درجه 100.7 سانتیگراد می جوشد. نقطه ذوب و جوش آن به طور قابل توجهی بالاتر از ترکیبات آلی با جرم مولی مشابه، مانند پروپان است زیرا که پیوندهای هیدروژنی بین هر مولکول نیز باید در طول ذوب و جوش شکسته شود. این اسید بویی قوی و تند دارد و می توان آن را به هر نسبتی با آب، اتانول و گلیکول مخلوط کرد. این ماده در بیشتر مواد آلی محلول است.
کاربردهای فرمیک اسید
فرمیک اسید تا سال 1998 به عنوان یک نگهدارنده در محصولات دریایی، میوه و سبزیجات کاربرد داشت. در پزشکی، به عنوان یک داروی ضد روماتیسمی و درمان زگیل استفاده می شود و در صنعت نساجی و چرم برای رنگ آمیزی و اشباع استفاده می شود. گاهی به عنوان یک ضدعفونی کننده در پاک کننده های اسیدی استفاده می شود. در صنعت شیمیایی برای خنثی کردن مخلوطهای واکنش قلیایی استفاده می گردد. در تولید لوازم الکترونیکی، به عنوان یک عامل کاهنده در فرآیند لحیم کاری به کار می رود. همچنین در صنعت، برای کلسیم زدایی سیستمهای خنک کننده آب استفاده می شود. در ژنتیک، فرمیک اسید را می توان همراه با آنزیم AP اندونوکلئاز برای تولید جهشهای تصادفی که به عنوان جهش زایی آزمایشگاهی شناخته می شود، استفاده کرد. در صنعت پلاستیک برای چسباندن پلاستیکهای پلی آمیدی استفاده می شود.
فرمیک اسید غلیظ برای تمیز کردن سنگهای قیمتی خام استفاده می شود؛ زیرا بدون آسیب رساندن به سنگ قیمتی، سنگ آهک و سایر ناخالصیها را نابود می کند. این روش تمیز کردن فقط باید بر روی سنگهای قیمتی مقاوم در برابر اسید استفاده شود. دیگر کاربرد این محصول در صنعت طیوراست که فرمیک اسید برای مدت طولانی برای جلوگیری از رشد عوامل بیماری زا در خوراک استفاده می شود. در رنگرزی چرم، از آن به عنوان یک عاملِ تراز کننده برای کمک به انتقال رنگ از ناحیه ای از چرم به ناحیه دیگر استفاده و در نتیجه توزیع، صاف و یکنواخت تر رنگ، حاصل می شود. در صنعت نساجی، فرمیک اسید به عنوان یک عامل تنظیم کننده pH در رنگرزی پشم، نایلون و سایر الیاف طبیعی و مصنوعی با رنگهای اسیدی و کرومات استفاده می شود.
فرمیک اسید به عنوان یک واسطه مصنوعی برای مواد شیمیایی مختلف دارویی و غذایی، از جمله انسولین مصنوعی، کافئین، آسپارتام و ویتامین B1 استفاده می شود. همچنین به طور گسترده برای تنظیم pH در طول ساخت مواد شیمیایی مختلف بکار می رود. کاربردهای دیگر در مواد غذایی شامل ضدعفونی کردن سالمونلا و استفاده به عنوان نگهدارنده و به عنوان یک طعم دهنده است. فرمیک اسید به عنوان یک کاتالیزور در گوگرد زدایی از گازهای احتراق در نیروگاه های ذغال سنگ استفاده می گردد.
مضرات فرمیک اسید
فرمیک اسید می تواند توسط بدن تجزیه شود. تماس مستقیم با آن یا بخارات غلیظ، برای مجاری تنفسی و چشمها تحریک کننده است. در غلظتهای بالای ده درصد، تماس با پوست منجر به سوختگی شدید شیمیایی و تاول می شود. قرارگیری در معرض طولانی مدت باعث آلرژی پوستی می شود. در دوزهای بسیار بالا علاوه بر سوختگیهای شیمیایی و نکروز، در غشاهای مخاطی دهان و گلو، مری و دستگاه گوارش، باعث اسیدوز، بیهوشی، افت فشار خون، آسیب به خون، کبد و کلیه ها و همچنین ذات الریه و آسیب به قلب می شود. اسید باید در مکانی با تهویه مناسب و خنک نگهداری شود و ظروفی که در آنها اسید ذخیره می شود نیز باید با یک اتصال پیچی یکسان سازی فشار، آب بندی شوند.
کاربرد فرمیک اسید در زنبورداری
استفاده از فرمیک اسید علیه کنه ها مخصوصا کنه واروا به طور گسترده استفاده می شود. این اسید علیه کنه واروا در کندوی زنبورها بسیار کاربردی است. زنبورداران آن را روی یک پارچه پشمی چکانده و آن را در کندو تبخیر می‌کنند. این ماده بی رنگ، بسیار خورنده و سنگین تر از هوا است و از بالا وارد کندو می گردد. وقتی هوای کندو حاوی غلظت خاصی از آن باشد، کنه ها می میرند و یا باعث آسیب به آنها می شود. در چنین شرایطی هوای کندو آنقدر اسیدی می شود که کنه ها دیگر نمی توانند به درستی تنفس کنند. چرا که کنه نسبتا سبک است، اما سطح بدن بزرگی دارد و فعالیت تنفسی بالاتری نسبت به زنبورهای عسل دارد. از آنجایی که پوشش سلولیِ سلولهای مولد به هوا نفوذ می کند، محلول اسیدی در آنجا پخش می شود و به کنه های نوزاد آسیب می رساند.
مزایا و معایب استفاده از فرمیک اسید در زنبورداری
مانند هر عامل کنترل کننده کندو، این ماده نیز دارای مزایا و معایب مختص به خود است. اول از همه باید خاطرنشان کرد که استفاده از آن چه مزایایی به همراه دارد. استفاده از فرمیک اسید در کندو می تواند کنه واروا را که مهمترین انگل و آفت زنبور می باشد را در مرحله فورتتیک از بین ببرد. در این چرخه، اثر خورنده اسید و قطع فرآیندهای متابولیک پس از استنشاق توسط کنه صورت می پذیرد. همچنین به دلیل اثرات القایی، زنبورها را به رفتار بهداشتی بیشتری ترغیب می کند و این منجر به کاهش بار ویروسی، قارچی و باکتریایی در کندو می شود. چرا که این اسید از ساختاری بهینه بهره مند است و در مدت کوتاهی تجزیه می شود و متابولیتهای بی ضرری مانند آب و دی اکسید کربن را در لانه تشکیل می دهد.
فرمیک اسید تنها عامل کنترل کننده واروا است که کنه ها را در نسل زنبور و تولید مثل بعدی آنها از بین می برد. کنه های واروا به سرعت در برابر عوامل جدید و مصنوعی مقاوم می شوند و گاهی، عوامل کنترل کننده برای آنان بی اثر است. این مشکل با فرمیک اسید بعنوان یک عامل طبیعی برطرف می شود. همچنین درصد بسیار کمی از این اسید در عسل وجود دارد و می توان از فرمیک اسید در زنبورداری ارگانیک استفاده کرد، اما استفاده بی رویه از آن ممکن است باعث آسیب به زنبورها شود. اگرچه هنوز مطالعات زیادی در مورد اثرات آن روی زنبورها صورت نپذیرفته است. اگرچه این ماده در محیط های آزمایشگاهی به عنوان یک اسید ضعیف تعریف می شود، اما برای مصارف معمول، یک ماده قابل اشتعال و درغلظتهای بالا بسیار خورنده است. بنابراین باید با احتیاط و با استفاده از تجهیزات حفاظت فردی استفاده گردد.
فرمیک اسید لانه را ضد عفونی و باکتریها، قارچها و ویروسها را از بین می برد. این یک نکته مثبت است، اما استفاده از آن به میکروارگانیسمهای ارزشمندی مانند آنتاگونیست نیز آسیب می زند که نقش مهمی در سلامت زنبورها دارند. همچنین شرایط خارجی باید مناسب باشد تا اسید به میزان مورد استفاده تبخیر شود. اگر فضای موجود خیلی سرد باشد، اسید اثرگذار نیست و اگر خیلی گرم باشد می تواند به نوزادان و زنبورها آسیب برساند. از آنجایی که فرمیک اسید آب را جذب می کند، اگر رطوبت زیاد باشد، بد است. بنابراین نباید در هوای بارانی یا مه آلود استفاده شود و نباید همزمان هنگام اسید کاری به آنها غذا داد. چرا که در هنگام تغذیه آب تبخیر و اثر آن کاهش می یابد.
چگونه و چه زمانی از فرمیک اسید در زنبورداری استفاده کنیم؟
فرمیک اسید واروا را از طریق تبخیر می کشد؛ زیرا کلنی زنبور با گاز اشباع شده و واروا در اثر اسیدی شدن می میرد و تا زمانی که با غلظت خیلی زیاد استفاده نشود هیچ عواقبی برای زنبورها در پی ندارد. بنابراین در دمای بالای 30 درجه سانتیگراد یعنی زمانی که هوا بسیار گرم است باید از اسید 50 درصد استفاده کرد. از فرمیک اسید 60% باید زمانی که دما در نوسان است یا بین 25 تا 30 درجه سانتیگراد که هوا در دمای متوسط است، استفاده کرد. فرمیک اسید با غلظت 70% باید زمانی استفاده شود که دما زیر 30 درجه سانتیگراد باشد. این زمانی است که دما در زمان استفاده پایین یا سرد است.
بعد از برداشت عسل
فقط باید بعد از برداشت عسل، یعنی زمانی که دیگر عسل را برداشت نمی کنید، از فرمیک اسید استفاده کنید. اگرچه عسل به طور طبیعی حاوی حداقلی از این اسید است، تبخیر آن می تواند اثرات بزرگتری از خود برجا بگذارد که عسل را غیرقابل فروش می کند.
استفاده در آب و هوای مناسب
دما برای تبخیر فرمیک اسید بسیار مهم است و باید بین 10 تا 30 درجه سانتیگراد باشد. علاوه بر این، رطوبت نباید خیلی زیاد باشد.
استفاده به موقع
استفاده از فرمیک اسید عمدتاً در ماه های تیر و مرداد در تابستان انجام می شود. البته در بهار و پاییز هم می شود آن را بکار برد، اما باید در نظر داشت که اگرچه استفاده دیرهنگام، کنه ها را از بین می برند، اما زنبورها همچنان می توانند به ویروس آلوده شوند. بنابراین توصیه می شود زنبورها را بلافاصله پس از سانتریفیوژ کردن از فرمیک اسید استفاده کنید.
سوراخ ورودی کاملاً باز باشد
فرمیک اسید در هوای گرم خیلی سریع تبخیر می شود. بنابراین غلظت آن در هوا می تواند آنقدر بالا باشد که زنبورها وحشت زده شوند. شما می بایست سوراخ ورودی را به حداکثر عرض خود باز کنید تا زنبورها بیشترین استفاده را از هوای تهویه شده کنند.
کنترل ریزش کنه
حدود سه هفته پس از استفاده، ریزش کنه به حالت طبیعی خود باز می گردد و شما باید مدام مراقب کندو باشید، چراکه زنبورهای سارق می توانند کنه های واروا را بین کندوها پخش کنند.
تبخیر
دستگاه های مختلفی برای تبخیراین ماده وجود دارد. در تمام این دستگاه ها، اسید، در یک ظرف قرار می گیرد و به آرامی از طریق یک فتیله تبخیر می شود. از آنجایی که این ماده یک داروی تجویزی نیست، زنبورداران ممکن است دوز و کاربرد را با مسئولیت خود تغییر دهند. با این حال، بهتر است به مفهوم مقدار اولیه مورد تائید توسط موسسات زنبورعسل، پایبند باشید.
سوالات متداول فرمیک اسید در زنبورداری
1- چه چیزی اسید فرمیک را از بین می برد؟
این ماده در اثر حرارت شدید یا سوختن، به گازهای خطرناک مانند مونوکسید کربن و آب، دی اکسید کربن و هیدروژن تجزیه می شود.
2- فرمیک اسید کجا یافت می شود؟
فرمیک اسید که اسید متانوئیک یا اسید هیدروکسی کربوکسیلیک نیزمی نامیم، به طور طبیعی توسط برخی از انواع مورچه ترشح می گردد. مورچه ها از آن برای دفاع از خود و همچنین به عنوان یک عامل ضد میکروب استفاده می کنند.
3- تا چه زمانی می توانید اسید فرمیک را نگهداری کنید؟
فرمیک اسید را می توان در ظروف مخصوص نگهداری آن به مدت 3 الی 7 سال نگهداری و استفاده کرد.
4- ساختار کاربردی فرمیک اسید چگونه است؟
فرمیک اسید تحت تأثیر گرمای حدود 160 درجه سانتیگراد، به هیدروژن و دی اکسید کربن تجزیه می شود و از این رو خواص آن را کاهش می دهد. اگرچه یونیزه تر از همتایان بالاتر خود است، اما یک اسید ضعیف محسوب می شود.
5- کدام محصولات پاک کننده حاوی اسید فرمیک هستند؟
سفیدکننده های کف و تمیزکننده های توالت، حاوی مقدار اصولی فرمیک اسید است. بر این اساس اسید فرمیک، رسوبات آهک و رسوبات ادرار به سرعت حذف شده و با تشکیل رسوبات جدید مقابله می کند.
