ПОЛУЧАВАНЕ НА ХИДРОГЕНИРАНИ МАЗНИНИ
ПОЛУЧАВАНЕ НА ХИДРОГЕНИРАНИ МАЗНИНИ
За производството на продукти като маргарин, сладкарски и готварски мазнини, сапуни, стеарин, технологични смазки за различни цели, пластични, високотопими и твърди (при стайна температура) мазнини са необходими. Те могат да бъдат получени от течни растителни масла чрез хидрогениране. Задачата на хидрогенирането на масла и мазнини е целенасочена промяна в мастнокиселинния и следователно ацилглицеролния състав на изходната мазнина в резултат на добавяне на водород в присъствието на катализатор към ненаситени мастнокиселинни остатъци, които са част от ацилглицеролите на слънчогледово, памучно, соево, рапично и други течни масла.
Основната химическа реакция, която протича по време на хидрогенирането, е добавянето на водород към двойните връзки на ненаситените мастни киселини:
Хидрогенирането на остатъците от полиненаситени мастни киселини, включени в триацилглицеролите, става на етапи, т.е. повече ненаситени мастни киселини последователно се превръщат в по-малко ненаситени:
Селективността (селективността) на хидрогенирането се обяснява с по-високата скорост на хидрогениране на по-ненаситени киселини, като линолова, в сравнение с по-малко ненаситена олеинова. Едновременно с основната химична реакция, пространствената конфигурация на остатъците от мастни киселини, включени в състав на ацилглицероли (цис-транс изомеризация).
Промяната в пространствената конфигурация, появата на желязо-изомеризирани киселини (в някои случаи до 40%) се свързва с особеностите на механизма на хидрогениране на линоловата киселина, основният структурен компонент на повечето естествени растителни масла.
Хидрогенирането на мазнините се извършва с участието на катализатори, най-важните от които са никелов катализатор на кизелгур, произведен отпромишленост под формата на таблетки, натрошени преди употреба или под формата на прах, и никел-меден катализатор, произведен под наименованията VNIIZH-1 и VNIIZH-2. За получаване на хранителни хидрогенирани мазнини - сланина се използва никелов катализатор върху кизелгур. Никел-медните катализатори се използват главно за производството на лой за технически цели.
В момента повечето инсталации за хидрогениране се доставят с готови катализатори. След употреба отработеният катализатор не се подлага на регенерация, а се изпраща във Вторцветмет. Това позволи да се изключат операциите, свързани с производството на катализатори, от схемата на инсталацията за хидрогениране.
Стационарните катализатори са най-модерните, което позволява да се изключат операциите по приготвяне на суспензия на катализатора в масло и филтриране на мазнината за отделяне на катализатора.
Технологичната схема на хидрогениране на масла и мазнини е показана на фиг. 116.
Най-често срещаният метод за получаване на водород за хидрогениране е електролитният, който позволява получаването на най-чистия водород. Електролизата практически не се подлага на вода, а на слаби водни разтвори на основи и киселини в електролизери. Водородът се съхранява в газови резервоари. За хидрогениране се доставя внимателно рафинирано масло, тъй като примесите могат да намалят активността на катализаторите.
В промишлеността се използва основно непрекъснат процес на хидрогениране.
За непрекъснато хидрогениране на масла върху суспенд
катализаторите използват последователно работещи реактори с турбинни бъркалки (фиг. 117). Реакторът е цилиндричен апарат 1, изработен от киселинноустойчива стомана със сферично дъно и капак, вътре в който има турбинен смесител 4, работещ със скорост 59 min-1, барботер 5 за захранваневодород, разположен под бъркалката, и шест намотки 2 за нагряване и охлаждане на маслото. Обикновено веригата има три реактора, работещи последователно. Частично хидрогенираното масло тече през преливни тръби 3 от първия реактор към втория и след това към третия. Температурата на маслото по време на хидрогенирането е 210,230 °C (за сланина) и
240. 250 °С (за техническа сланина). Количеството катализатор е от 0,5 до 2 кг (по отношение на никел) на 1 тон масло. Налягането на водорода в реактора е 0,5 MPa.
Фиг. 116. Технологична схема за производство на хидрогенирани мазнини
Фиг. 117. Реактор с турбинна бъркалка
Фиг. 118. Колонен реактор за хидрогениране на стационарен катализатор:
За хидрогенирането на масло със стационарен катализатор се използват колонни реактори (фиг. 118). Устройството представлява вертикален цилиндър 1 с височина 10 м, вътре в който са монтирани кошове за катализатора 2, заемащи височина около 7 м. Над катализатора е газово пространство (1,1,5 м). В долната част има намотка 3 за подаване на нагряваща пара и устройство за подаване на водород. Обикновено колонните реактори се инсталират в батерии от две или три апарата, особено ако колонните реактори работят не на стационарен, а на суспензиен катализатор.
Хидрогенирането на стационарен катализатор се използва главно при производството на техническа свинска мас. Тъй като се използва стационарен катализатор, той губи своята хидрогенираща активност (след 1,3 месеца работа), след което трябва да се регенерира директно в реактора или да се замени с нов.
Показателите за качество на свинската мас трябва да отговарят на OST 18-262 „Нерафинирана свинска мас за маргаринпромишленост” и OST 18-263 „Технически салони”.