Спосіб отримання суміші жирних кислот, гліцерину та кристалогідрату сульфату натрію.
Винахід відноситься до вдосконаленого способу переробки відходів олії. Спосіб отримання суміші вищих жирних кислот, гліцерину та кристалогідрату сульфату натрію здійснюють шляхом розщеплення жирів - відходів виробництва рослинної олії з подальшою нейтралізацією сірчаної кислотою. При цьому розщеплення проводять 30-33%-ним водним розчином NaOH, а нейтралізацію 75-77%-ним водним розчином H2SO4. Обробку лугом ведуть при температурі до 95 o С. Кислоту дозують при 50-60 o С, потім витримують при 70-80 o С. Жирні кислоти відокремлюють при 10-25 o С, кристалогідрат Na2SO410 H2O відфільтровують при (-5 - 0) o З одержують 50-60%-ний водний розчин гліцерину. Винахід дозволяє утилізувати відходи виробництва рослинних олій з одержанням одночасно суміші жирних кислот високої якості, гліцерину та кристалогідрату сульфату натрію. 1 табл.
Винахід відноситься до вдосконаленого способу переробки відходів рослинної олії і може бути використане для одержання широко застосовуваних у різних галузях промисловості жирних кислот, гліцерину, кристалогідрату сульфату натрію.
Відомий спосіб виділення з фузів (відхід переробки рослинної олії у вигляді осаду утворюється при зберіганні фільтрованої олії) [1] основної частини масла, що міститься в них шляхом випарювання з водою, що містить 5% кальцинованої соди і 10% кухонної солі. Цим способом витягується до 80% масла, що міститься у фузах, а решта прямує на переробку його в нижчі сорти господарського мила на миловарних заводах [2].
Найбільш близьким до пропонованого винаходу є спосіб вилучення жирних кислот і гліцерину з соапстоку (відхід переробки рослинних олій після лужної рафінації у вигляді нерозчинногов нейтральному жирі мила) [3] де соапсток обробляють сірчаною кислотою і піддають безреактивному розщепленню в автоклавах. Безреактивне розщеплення в автоклавах під тиском 25 атм ведуть у присутності 50% від ваги жиру води, тривалість процесу 5 год 30 хв. Гліцеринову воду, що відокремилася, нейтралізують вапном, підлужують концентрованим розчином їдкого натру до вмісту вільної лугу 0,2%, потім при кип'ятінні осаджують 40%-ним розчином сірчанокислого алюмінію, вводячи його з невеликим надлишком. Осад, що утворився (шлам) відфільтровують на фільтр-пресі. Фільтрат нейтралізують до вмісту в ньому лугу трохи більше 0,01%. Очищену гліцеринову воду упарюють під вакуумом в одну фазу і одержують технічний гліцерин, що містить 97,5% гліцерину, 1,87% золи та 4% органічного залишку. Жирні кислоти, одержувані після розщеплення жирової суміші соапстока в автоклаві, мають темний колір, для використання цих кислот миловаріння їх необхідно попередньо дистилювати [4] (прототип). Недоліком даного способу є те, що описаний спосіб є трудомістким та дорогим, жирні кислоти виходять низької якості та є побічними продуктами процесу.
Мета винаходу - утилізація відходів виробництва рослинних олій з одержанням одночасно суміші жирних кислот високої якості, гліцерину та кристалогідрату сульфату натрію.
Поставлена мета досягається тим, що виділене з відходів виробництва технічне масло піддають лужному гідролізу 30-33%-ним водним розчином NaOH, потім мильний розчин, що утворився, обробляють 75-77%-ним розчином H2SO4 при температурі 50-60 o З для виділення жирних кислот. Використовувані концентрації лугу і сірчаної кислоти, а також кристалогідрат натрію, що виділяється в процесіNa2SO410H2O дозволяють окрім суміші високоякісних жирних кислот (вихід 96-99%) отримати концентрований водний розчин гліцерину (50-60%).
Сутність пропонованого способу полягає в тому, що збільшення концентрації лугу і кислоти, тобто зменшення кількості води, що вводиться з ними, призводить до підвищення концентрації у водному шарі утворюється в процесі гліцерину та утворення перенасиченого розчину сульфату натрію. Сульфат натрію, випадаючи в осад у вигляді десятиводного кристалогідрату, при охолодженні зв'язує частину води і сприяє ще більшому концентруванню гліцерину. В результаті цього жировий та водний шари, маючи значну різницю в щільності, легко розділяються, концентрований водно-гліцериновий шар містить менше розчинених жирних кислот. Таким чином пропонований спосіб дозволяє отримати одночасно суміш жирних кислот, концентрований розчин гліцерину і кристалогідрат сульфату натрію, причому всі продукти, що утворюються, мінімально забруднені.
Технологія способу полягає в наступному: беруть масло, після відстоювання фузів нагрівають до 60 o С і додають в нього при перемішуванні 33%-ний водний розчин NaOH, взятий з 10%-вим надлишком від необхідної кількості і також нагрітий до 60 o С. Температуру суміші поступово підвищують до 90-95 o З і витримують три години. При цьому візуальна ознака закінчення реакції омилення - повне загусання суміші до пастоподібного стану. Реакційну суміш охолоджують до 50 o З і при перемішуванні доливають 75-77% водний розчин H2SO4. Підвищення температури може призвести до осмоління, тому дозування кислоти ведуть з такою швидкістю, щоб температура суміші не перевищувала 60 o С. Далі температуру підвищують до 70-80 o С і витримують 1,5 години. Про закінчення реакції нейтралізаціїсудять зі зміни кольору суміші з каламутно-жовтого на зовсім прозорий. Реакційну суміш охолоджують до температури 10-25 o С, відокремлюють спочатку водно-жировий шар від випав осаду - 10%-ного водного сульфату натрію (декантують і віджимають під вакуумом), потім на ділильній лійці розділяють жирні кислоти і водно-гліцериновий шар. Утворені жирні кислоти – прозора рідина світло-жовтого кольору – мають кислотне число 184-193 (вихід 96-99%). Після деякого відстоювання при кімнатній температурі суміші жирних кислот випадають у вигляді білого осаду насичені жирні кислоти (10%). Водно-гліцериновий шар охолоджують до (-5 - 0) o і відфільтровують випав кристалогідрат натрію під вакуумом. Отриманий водно-гліцериновий розчин містить 50-60% гліцерину, 1-2% золи та 0,2-0,3% органічного залишку. Таким чином, на відміну від прототипу одержувану гліцеринову воду можна упарювати і піддавати подальшій дистиляції без попередньої обробки вапном і сірчанокислим алюмінієм. Виділений з реакційної суміші та водно-гліцеринового розчину кристалогідрат сульфату натрію об'єднують і для подальшого використання перекристалізовують з води.
Приклад 1. У скляну склянку поміщають 126,4 г виділеного з фузів олії з відходів (0,143 моль, виходячи із вмісту в олії 10% стеаринової, 30% олеїнової та 60% лінолевої кислот) і нагрівають до 60 o С. Окремо готують 30% -ний розчин лугу - 18,9 NaOH (0,47 моль), розчиняють у 44,2 г води, і 75%-ний розчин сірчаної кислоти - 24,2 г концентрованої (95%) H2SO4 (0,235 моль) змішують з 7 7 г води. Нагрітий до 60 o З розчин лугу при перемішуванні додають у нагріте масло, температуру суміші підвищують до 95 o З і витримують 3 год. Потім суміш охолоджують до температури 50 o З і дозують розчин кислоти, спостерігаючиза тим, щоб температура не піднімалася вище 60 o З. Через 20 хв піднімають температуру суміші до 80 o З і витримують ще 1,5 години. Після закінчення витримки суміш охолоджують і поділяють. Отримують 125 г суміші жирних кислот з кислотним числом 185,3 (мг КОН на 1 г жирних кислот), вихід 98,0%, 32,8 г водно-гліцеринового розчину, що містить 50,1% гліцерину, та 68,5 г кристалогідрату сульфату натрію.
Приклади 2-5 проводять аналогічно, змінюючи концентрацію лугу та сірчаної кислоти. Результати дослідів наведено у таблиці.
Даний спосіб дозволяє переробляти будь-які відходи виробництва олії, що містять відстій технічної олії, з отриманням трьох товарних продуктів - суміші жирних кислот, концентрованого розчину гліцерину та кристалогідрату сульфату натрію.
Джерела інформації 1. Денщиков М.Т. Відходи харчової промисловості та їх використання. М.: Пищепромиздат, 1963, с.417.
2. Денщиков М.Т. Відходи харчової промисловості та їх використання. М.: Пищепромиздат, 1963, с.418.
3. Денщиков М.Т. Відходи харчової промисловості та їх використання. М.: Харчовийпромвидав, 1963, с.427.
4. Денщиков М.Т. Відходи харчової промисловості та їх використання. М.: Харчовийпромвидав, 1963, с.430.
Спосіб отримання суміші вищих жирних кислот, гліцерину і кристалогідрату сульфату натрію шляхом розщеплення жирів-відходів виробництва рослинної олії з подальшою нейтралізацією сірчаної кислотою, який відрізняється тим, що, з метою зменшення вмісту води в продуктах реакції, розщеплення проводять 30-33%-ним водним розчином NaOH, а нейтралізацію 75-77%-ним водним розчином H2SO4, обробку лугом ведуть при температурі до 95С, кислоту дозують при 50-60С, потім витримують при 70-80С, а жирні кислоти відокремлюють при 10-25С, кристалогідратNa2SO4·10 H2O відфільтровують при -5-0С, з отриманням 50-60%-ного водного розчину гліцерину.