ОТРИМАННЯ ГІДРОВАНИХ ЖИРІВ
ОТРИМАННЯ ГІДРОВАНИХ ЖИРІВ
Для виробництва таких продуктів, як маргарин, кондитерські та кулінарні жири, мила, стеарин, технологічні мастила різного призначення, необхідні пластичні, високоплавкі та тверді (при кімнатній температурі) жири. Вони можуть бути отримані з рідких рослинних олій шляхом гідрогенізації. Завдання гідрогенізації масел і жирів - цілеспрямована зміна жирнокислотного, а отже, і ацилгліцеринового складу вихідного жиру в результаті приєднання водню в присутності каталізатора до ненасичених залишків жирних кислот, що входять до складу ацилгліцеринів соняшникової, бавовняної, соєвої, рапсової.
Основна хімічна реакція, що протікає при гідрогенізації, - приєднання водню до подвійних зв'язків ненасичених жирних кислот:
Гідрування залишків поліненасичених жирних кислот, що входять у триацилгліцерини, відбувається східчасто, тобто більш ненасичені послідовно перетворюються на менш ненасичені:
Селективність (виборчість) гідрування пояснюється більшою швидкістю гідрування більш ненасичених кислот, наприклад лінолевої, порівняно з менш ненасиченою олеїновою. Одночасно з основною хімічною реакцією змінюється просторова конфігурація залишків жирних кис-лот, що входять до. склад ацилгліцеринів (цис-транс-ізомеризація).
Зміна просторової конфігурації, поява /іронс-ізомеризованих кислот (в окремих випадках до 40%) пов'язана з особливостями механізму гідрування лінолевої кислоти, основного структурного компонента більшості природних олій.
Гідрування жирів проводять за участю каталізаторів, найважливішими з яких є нікелевий каталізатор на кізельгурі, що випускаєтьсяпромисловістю у вигляді таблеток, що подрібнюються перед використанням, або у вигляді порошку, і нікель-мідний каталізатор, що випускається під назвами ВНІІЖ-1 і ВНІІЖ-2. Для отримання харчових гідрованих жирів – саломасів застосовують нікелевий каталізатор на кізельгурі. Нікель-мідні каталізатори використовують в основному для одержання саломас технічного призначення.
Нині більшість гідрогенізаційних заводів постачаються готовими каталізаторами. Після використання відпрацьований каталізатор регенерації не піддають, а направляють вторкольору. Це дозволило виключити зі схеми гідрогенізаційного заводу операції, пов'язані з виробництвом каталізаторів.
Стаціонарні каталізатори - найбільш досконалі, що дозволяють виключити операції приготування суспензії каталізатора в олії та фільтрування саломас для відділення каталізатора.
Технологічна схема гідрогенізації олій та жирів представлена на рис. 116.
Найбільш поширений метод отримання водню для гідрування - електролітичний, який дозволяє отримати чистий водень. Електроліз практично піддають не воду, а слабкі водні розчини лугів і кислот в електролізерах. Зберігають водень у газгольдерах. На гідрування надходить ретельно відрафінована олія, оскільки домішки здатні знизити активність каталізаторів.
У промисловості переважно застосовують безперервний процес гідрування.
Для безперервного гідрування масел на суспензованих
каталізаторах застосовують послідовно працюючі реактори з турбінними мішалками (рис. 117). Реактор — циліндричний апарат 1 із кислототривкої сталі зі сферичним дном і кришкою, всередині якого знаходяться турбінна мішалка 4, що працює з частотою обертання 59 хв-1, барботер 5 для подачіводню, розташований нижче мішалки, і шість змійовиків 2 для підігріву та охолодження олії. Зазвичай у схемі встановлено три послідовно працюючі реактори. Частково прогідроване масло переливних патрубках 3 надходить з першого реактора в другий, а потім третій. Температура олії при гідруванні 210. 230 °С (для харчового саломасу) та
240. 250 ° С (для технічного саломасу). Кількість каталізатора становить від 0,5 до 2 кг (у перерахунку на нікель) на 1 т олії. Тиск водню у реакторі 0,5 МПа.
Мал. 116. Технологічна схема отримання гідрованих жирів
Мал. 117. Реактор з турбінною мішалкою
Мал. 118. Колонний реактор для гідрування на стаціонарному каталізаторі:
Для гідрування олії зі стаціонарним каталізатором застосовують колонні реактори (рис. 118). Апарат являє собою вертикальний циліндр 1 заввишки 10 м, всередині якого встановлені кошики для каталізатора 2, що займають висоту близько 7 м. Над каталізатором знаходиться газовий простір (1. 1,5 м). У нижній частині розташовані змійовик 3 для подачі пари, що гріє, і пристрій для підведення водню. Зазвичай колонні реактори встановлюються батареї з двох-трьох апаратів, особливо в тому випадку, якщо колонні реактори працюють не на стаціонарному, а на суспензованому каталізаторі.
Гідрування на стаціонарному каталізаторі застосовують головним чином для отримання технічних саломасів. У міру використання стаціонарний каталізатор втрачає гідрувальну активність (через 1. 3 міс роботи), після цього його необхідно регенерувати безпосередньо в реакторі або замінити на новий.
Якісні показники саломасів повинні відповідати ОСТ 18-262 «Саломас нерафінований для маргариновоїпромисловості» та ОСТ 18-263 «Саломас технічний».