Діхтенко Костянтин Миколайович. Технологія отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії

Краткое описание

Діхтенко Костянтин Миколайович. Технологія отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії : Дис... канд. наук: 05.18.06 2008

Діхтенко К.М. Технологія отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06. технологія жирів, ефірних масел та парфумерно-косметичних продуктів. Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, Харків, 2008.
Дисертація присвячена розробці технології одержання моноацилгліцеринів (МАГ) амідуванням триацилгліцеринів (ТАГ) ріпакової олії (РО) етилендіаміном (ЕДА).
Знайдено закономірності перебігу реакції при мольних відношеннях реагентів від 1:0,5 до 1:1,5 і температурах від 353 до 413 К впродовж 9000 с., за якими процес амідування ТАГ РО ЕДА протікає постадійно як реакція ІІ порядку. Встановлено, що першій стадії (до 1000-2000 с.) відповідає протікання амідування ацилгліцеринів (АГ) переважно ЕДА з утворенням алкіламіноетиленамідів (АА), а другій стадії (після 1000-2000 с.) амідування АГ АА. Стадійність доказана тим, що константи швидкості і термодинамічні параметри амідування АГ ЕДА вищі, ніж АА, і знижуються в ряду ТАГ>ДАГ>МАГ та підтверджується різними константами швидкостей амідування трипальмітоїлгліцерину і моноацилгліцеринів ЕДА і змінами фізико-хімічних властивостей реакційних мас з часом. Запропоновано моделі, які адекватно описують кінетику процесу амідування ТАГ РО ЕДА. Їх оптимізацією знайдено, що максимум виходу МАГ (47 %) досягається при МВ ТАГ РО:ЕДА 1:1 температурі 393 К за 6000 с. З реакційної суміші, яку одержано за цих умов, послідовною обробки водою, гексаном, і-PrOH з наступним випарюванням розчинників одержані МАГ, ДАГ, діалкілетилендіаміди (ДАД) з концентрацією основної речовини 55,9 %, 40,3 %, 96 % мас., відповідно.
Проведено дослідження поверхневоактивних і фізико-хімічних властивостей одержаних продуктів, за якими МАГ можна використовувати у харчових продуктах, як емульгатор і стабілізатор емульсій, зокрема, для виготовлення маргарину і майонезу, ДАД для виготовлення кремів для рук і взуття та РМ, як адсорбційно-активні речовини, для захисту металу від корозії. Запропоновано технологію і технологічну схему одержання МАГ.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі з розробки нової технології отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії етилендіаміном. На основі проведених досліджень сформульовано наступні висновки:
1. За змінами компонентного складу реакційних мас на основі триацилгліцеринів ріпакової олії та етилендіаміну встановлено, що триацилгліцерини спочатку перетворюються в діацилгліцерини, потім діацилгліцерини в моноацилгліцерини, моноацилгліцерини в гліцерин з паралельним утворенням алкіламіноетиленамідів, які також реагують з ацилгліцеринами з утворенням діалкілетилендіамідів, що свідчить про постадійний перебіг цього процесу.
2. Дослідженнями кінетики і термодинаміки реакції взаємодії ацилгліцеринів ріпакової олії з етилендіаміном визначено, що на першій стадії перетворень, яка завершується за 1000-2000 с., протікають переважно реакції амідування ацилгліцеринів ріпакової олії етилендіаміном, а на другій стадії, яка завершується через 9000 с., - амідування ацилгліцеринів ріпакової олії алкіламіноетиленамідами. Стадійність доказана тим, що константи швидкості і термодинамічні параметри амідування ацилгліцеринів етилендіаміном вищі, ніж алкіламіноетиленамідами, і знижуються в ряду триацилгліцерини>діацилгліцерини>моноацилгліцерини та підтверджується різними константами швидкостей взаємодії трипальмітоїлгліцерину і моноацилгліцеринів з етилендіаміном, змінами фізико-хімічних властивостей реакційних мас (температура топлення, показник заломлення, адсорбційна здатність) з часом. На основі кінетичних досліджень встановлено, що реакція амідування ацилгліцеринів етилендіаміном підпорядковується закономірностям реакцій другого порядку.
3. Розроблено кінетичну і статистичну моделі амідування ріпакової олії, які адекватні реальному процесу. Похибка між експериментальними концентраціями реакційних мас і концентраціями, які розраховано за цими моделями, не перевищує 10 %.
4. Визначено раціональні умови максимального виходу моноацилгліцеринів (47 %): мольне відношення реагентів 1:1, температура 393 К впродовж 6000 с.; діацилгліцеринів (27 %): мольне відношення реагентів 1:0,5, температура 353 К впродовж 9000 с.; діалкілетилендіамідів (72,4 %): мольне відношення реагентів 1:1,5, температура 413 К впродовж 9000 с.
5. Запропоновано технологію і технологічні схеми амідування ріпакової олії етилендіаміном з наступним виділенням з реакційної суміші: концентрату моноацилгліцеринів (з концентрацією основної речовини 55,9 % мас.); діацилгліцеринів (з концентрацією основної речовини 40,3 % мас.); діалкілетилендіамідів (з концентрацією основної речовини 96 % мас). Технологічне обладнання процесу амідування розраховано з використанням кінетичної моделі.
6. Оцінкою поверхневоактивних і фізико-хімічних властивостей доказано, що одержані моноацилгліцерини, проявляючи поверхнево-активні властивості, можуть бути використані у виробництві маргарину та майонезу, діалкілетилендіаміди - для виготовлення кремів для рук і взуття, а реакційні маси, як адсорбційно-активні речовини, при захисті металу від корозії.
7. Розроблену технологію амідування впроваджено у промислових умовах Нафтохімімпекс” при виробництві інгібітору корозії за розробленим ТУ У 24.6-38799429.001-2005, а моноацилгліцерини - за протирозбризкуючими і емульгуючими властивостями рекомендовано для виробництва маргарину.