Menu
domMakijaż

W wyniku uwodornienia ciekłych tłuszczów. Programowalne sterowniki logiczne - uwodornienie (uwodornienie) tłuszczów

Wstęp

Głównym elementem

Tłuszcze

a) Historia odkrycia i otrzymania

b) Skład cząsteczki, jej struktura. Rodzaje tłuszczów

c) Właściwości fizykochemiczne

d) Rola tłuszczów w organizmie

e) Zastosowanie w technologii

Mydło i SMS-y

a) Definicja mydła i SMS, skład, struktura

b) Historia produkcji mydła (wytwarzanie mydła)

c) Rodzaje mydeł, mechanizm działania czyszczącego mydła i SMS

d) SMS: zalety i wady

e) Konsekwencje środowiskowe korzystania z SMS-ów

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Tłuszcze Lub Trójglicerydy- naturalne związki organiczne, pełne estry gliceryny i jednozasadowych kwasów tłuszczowych; należą do klasy lipidów.

Mydło- produkt w postaci płynnej lub stałej zawierający środki powierzchniowo czynne w połączeniu z wodą, stosowany albo jako produkt kosmetyczny - do oczyszczania i pielęgnacji skóry (mydło toaletowe); lub jako chemia gospodarcza – detergent (mydło do prania).

Detergenty syntetyczne- są to sole sodowe estrów kwasowych wyższych alkoholi i kwasu siarkowego:

Mydła, tłuszcze i SMS są integralną częścią życia człowieka, ponieważ... znajdują zastosowanie w różnych obszarach życia. Są używane przez ludzi od wielu lat. Teraz trudno sobie wyobrazić nasze życie bez substancji takich jak mydła, tłuszcze i SMS-y.

Głównym elementem

Tłuszcze

a) Historia odkrycia i otrzymania

Już w XVII wieku. Niemiecki naukowiec, jeden z pierwszych chemików analitycznych Otto Tacheny’ego(1652–1699) jako pierwsi zasugerowali, że tłuszcze zawierają „ukryty kwas”.

W 1741 roku francuski chemik Claude Joseph Geoffroy(1685–1752) odkryli, że gdy mydło (przygotowane przez gotowanie tłuszczu z alkaliami) rozkłada się pod wpływem kwasu, tworzy się masa, która jest tłusta w dotyku.

Fakt, że tłuszcze i oleje zawierają glicerynę, odkrył po raz pierwszy w 1779 roku słynny szwedzki chemik Karola Wilhelma Scheele.

Skład chemiczny tłuszczów został po raz pierwszy określony przez francuskiego chemika na początku ubiegłego wieku. Michela Eugeniusza Chevreula, twórca chemii tłuszczów, autor licznych badań nad ich naturą, podsumowanych w sześciotomowej monografii „Chemical Studies of Bodies of Animal Origin”.

1813 E. Chevreul ustalił strukturę tłuszczów, dzięki reakcji hydrolizy tłuszczów w środowisku zasadowym. Pokazał, że tłuszcze składają się z gliceryny i kwasów tłuszczowych i nie jest to tylko ich mieszanina, ale związek, który po dodaniu wody rozkłada się na glicerol i kwasy.

b) Skład cząsteczki, jej struktura. Rodzaje tłuszczów

Główny składnik tłuszczów są glicerol i kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone i nienasycone. Nasycone kwasy tłuszczowe są wykorzystywane przez organizm jako materiał energetyczny. Organizm może je częściowo syntetyzować z węglowodanów i białek. Wśród nienasyconych kwasów tłuszczowych szczególne znaczenie mają wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Nie mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka i dlatego są niezbędne, podobnie jak niektóre aminokwasy i witaminy. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe znajdują się w słoneczniku, soi, oliwce, kukurydzy, brzoskwiniach, sezamie, musztardzie i innych olejach roślinnych.

Naturalne tłuszcze dzielimy na tłuszcze zwierzęce i roślinne. Konsystencja tłuszczów i ich smak wynikają z nierównego stosunku kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych. Im więcej nasyconych kwasów tłuszczowych, tym wyższa temperatura topnienia tłuszczu („wzrasta „twardość”), tym trudniej jest go rozłożyć w organizmie przez enzymy trawienne. Tłuszcze roślinne z reguły w normalnych warunkach pozostają płynne, zawierają głównie nienasycone kwasy tłuszczowe (linolowy, linolenowy, arachidonowy) i mają niską temperaturę topnienia. Źródłem tłuszczów roślinnych są oleje roślinne, orzechy, soja, fasola, płatki owsiane, gryka i inne. Tłuszcze zwierzęce(przeważnie gęsta konsystencja) jest znacznie bogatszy w nasycone kwasy tłuszczowe (masłowy, palmitynowy...). Źródłem tłuszczów zwierzęcych jest smalec, smalec, masło, śmietana, śmietana.

Rodzaje tłuszczów:

· Tłuszcze bogate w nasycone kwasy tłuszczowe.

· Tłuszcze bogate w niższe nienasycone kwasy tłuszczowe (oliwa z oliwek, olej arachidowy).

· Tłuszcze o stosunkowo dużej zawartości wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych (olej łopianowy, sojowy, kukurydziany i słonecznikowy).

c) Właściwości fizykochemiczne

Właściwości fizyczne tłuszczów:
W temperaturze pokojowej tłuszcze (mieszaniny trójglicerydów) są substancjami stałymi, maściowymi lub ciekłymi. Jak każda mieszanina substancji, nie mają wyraźnej temperatury topnienia. Tylko poszczególne trójglicerydy charakteryzują się określoną temperaturą topnienia.
Konsystencja tłuszczów zależy od ich składu:

  • w tłuszczach stałych dominują triglicerydy z resztami kwasów nasyconych, posiadające stosunkowo wysokie temperatury topnienia;
  • Natomiast tłuszcze płynne (oleje) charakteryzują się dużą zawartością triglicerydów kwasów nienasyconych o niskiej temperaturze topnienia.

Przyczyną obniżenia temperatury topnienia trójglicerydów z nienasyconymi resztami kwasowymi jest obecność w nich podwójnych wiązań z cis- konfiguracja. Prowadzi to do znacznego zagięcia łańcucha węglowego, zakłócając uporządkowane (równoległe) ułożenie długołańcuchowych rodników kwasowych.



Tłuszcze są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, ale po dodaniu mydła lub innych środków powierzchniowo czynnych (emulgatorów) potrafią tworzyć stabilne emulsje wodne. Tłuszcze są trudno rozpuszczalne w alkoholu i dobrze rozpuszczalne w wielu rozpuszczalnikach niepolarnych i niskopolarnych - eterze, benzenie, chloroformie, benzynie.

Właściwości chemiczne:

Hydroliza tłuszczów

Hydroliza jest typowa dla tłuszczów, ponieważ są to estry. Przeprowadza się go pod wpływem kwasów mineralnych i zasad po podgrzaniu. Hydroliza tłuszczów w organizmach żywych zachodzi pod wpływem enzymów. W wyniku hydrolizy powstaje glicerol i odpowiednie kwasy karboksylowe: C 3 H 5 (COO) 3 -R + 3H 2 O ↔ C 3 H 5 (OH) 3 + 3RCOOH

Rozkład tłuszczów na glicerynę i sole wyższych kwasów karboksylowych przeprowadza się poprzez działanie alkaliami (sodą kaustyczną), parą przegrzaną, a czasami także kwasami mineralnymi. Proces ten nazywa się zmydlanie tłuszczów.
C 3 H 5 (COO) 3 - (C 17 H 35) 3 + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa
tristearyna (tłuszcz) + wodorotlenek sodu → gliceryna + stearynian sodu (mydło)

Uwodornienie tłuszczów

Oleje roślinne zawierają pozostałości nienasyconych kwasów karboksylowych, dzięki czemu mogą ulegać uwodornieniu. Wodór przepuszcza się przez ogrzaną mieszaninę oleju z drobno zmielonym katalizatorem niklowym, który dodaje się w miejscu podwójnych wiązań nienasyconych rodników węglowodorowych. W wyniku reakcji ciekły olej zamienia się w tłuszcz stały. Tłuszcz ten nazywany jest salomą, czyli tłuszczem mieszanym. CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-CO-C 17 H 35

CH-O-CO-C17H33 + 3H2 → CH-O-CO-C 17 H 35

CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-CO-C 17 H 35

trioleina, tristearyna

d) Rola tłuszczów w organizmie

Tłuszcze w organizmach żywych są głównym rodzajem substancji rezerwowych i głównym źródłem energii. U kręgowców i ludzi około połowa energii zużywanej przez żywe komórki w spoczynku jest wytwarzana w wyniku utleniania kwasów tłuszczowych znajdujących się w tłuszczach.

1. Tłuszcz tworzy warstwy ochronne narządów wewnętrznych: serca, wątroby, nerek i tak dalej.

2. Błona wszystkich komórek ciała składa się w około 30% z tłuszczu.

3. Tłuszcze są niezbędne do produkcji wielu hormonów. Odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu układu odpornościowego, który jak wiadomo jest wewnętrznym systemem samoleczenia organizmu.

4. Tłuszcze dostarczają do organizmu rozpuszczalne w nich witaminy A, D, E i K.

Rozwój metody

Metodę uwodornienia tłuszczów zaproponowali Norman i S.A. Fokin w latach 1902-03; zastosowany po raz pierwszy w przemyśle w Rosji.

Zastosowanie uwodornienia tłuszczów


Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „Uwodornienie tłuszczów” w innych słownikach:

    uwodornienie tłuszczów- riebalų hidrinimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Skystųjų riebalų pavertimas kietaisiais prijungiant vandenilį prie riebalų molekulės dvigubųjų ryšių. atitikmenys: pol. uwodornienie tłuszczów; utwardzanie tłuszczów rus. uwodornienie tłuszczów;… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    Przeprowadza się go w celu zmniejszenia nienasycenia kwasów tłuszczowych wchodzących w skład trójglicerydów. oleje (głównie słonecznikowy, sojowy, bawełniany) i tłuszcze zwierząt morskich (głównie olej wielorybi). G. zh. heterog. katalityczny proces (kat.... ... Encyklopedia chemiczna

    uwodornienie tłuszczów- twardnienie tłuszczów... Słownik synonimów chemicznych I

    Uwodornienie tłuszczów to katalityczna addycja wodoru do estrów glicerolu i nienasyconych kwasów tłuszczowych. Rozwój metody Metodę uwodornienia tłuszczów zaproponowali Norman i S.A. Fokin w 1902 r. 03; po raz pierwszy użyte w przemyśle w 1908 roku... ... Wikipedia

    - (uwodornienie) reakcja dodania wodoru przy wiązaniu wielokrotnym, zwykle w obecności katalizatorów: Odwodornienie nazywa się wyodrębnianiem wodoru ze związków. Uwodornienie i odwodornienie są powiązane równowagą dynamiczną. Większość... Wikipedia

    Katalityczna addycja wodoru do estrów gliceryny i nienasyconych kwasów tłuszczowych; metodę uwodornienia tłuszczów zaproponowali Norman i SA Fokin w 1902 r. 03; po raz pierwszy zastosowany w przemyśle w 1908 roku w Rosji. Uwodornienie... ... Wielka encyklopedia radziecka

    Uwodornienie- 4) uwodornienie to proces częściowego lub całkowitego nasycenia wodorem nienasyconych kwasów tłuszczowych triacyloglicerydów wchodzących w skład olejów i (lub) tłuszczów roślinnych;...

Tematem naszego artykułu są szkodliwe tłuszcze i ich negatywny wpływ na organizm człowieka. Chcielibyśmy od razu zaznaczyć, że tłuszcze nie tylko szkodzą – są niezwykle ważnym i niezbędnym składnikiem diety, są niezwykle pożywne i niezbędne dla naszych narządów i tkanek.

Wartość energetyczna tłuszczów jest dwukrotnie większa niż białek i węglowodanów. Tłuszcze poprawiają smak potraw. Wspomagają wchłanianie wielu pokarmów i są źródłem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, fosfolipidów i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Tłuszcze pomagają we wchłanianiu i transporcie witaminy A, witaminy D, witaminy E i witaminy K. Oczywiście, jeśli spożywasz „właściwe” tłuszcze w odpowiednich ilościach. „Właściwe” tłuszcze i oleje to naturalne związki występujące w tkankach zwierząt i roślin, nasionach i owocach. Najcenniejsze dla organizmu tłuszcze znajdują się w nierafinowanych olejach roślinnych (oliwa, słonecznik, kukurydza, konopie, siemię lniane, soja, orzeszki ziemne), orzechach, nasionach, awokado i tłustych rybach (makrela, śledź, łosoś).

W przyrodzie występuje około 1300 rodzajów tłuszczów, ale ich skład pierwiastkowy jest dość podobny: węgiel (76–79%), wodór (11–13%) i tlen (10–12%). Spektrum kwasów tłuszczowych jest zróżnicowane. Cząsteczka tłuszczu roślinnego lub zwierzęcego jest mieszanym estrem gliceryny i różnych kwasów tłuszczowych. Wszystkie kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone, których cząsteczki nie zawierają podwójnych wiązań między atomami węgla (palmitynowy, stearynowy) i nienasycone, których cząsteczki zawierają takie wiązania (linolowy, linolenowy, arachidonowy). Tłuszcze zwierzęce są stałe i składają się głównie z nasyconych kwasów tłuszczowych. Zawierają smalec (90–92% tłuszczu), masło (72–82%), wieprzowinę (do 49%), kiełbasy (20–40% w zależności od odmiany), śmietanę (20–30%), ser ( 15 -trzydzieści%). Tłuszcze roślinne są płynne (z wyjątkiem oleju palmowego) i zawierają znaczną ilość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które nie są syntetyzowane w organizmie człowieka, ale są niezbędne w wielu procesach biochemicznych. Dlatego są niezbędnymi produktami spożywczymi. Źródłem tłuszczów roślinnych są oleje (99,9% tłuszczu), orzechy (53–60%), płatki owsiane (6,1%) i kasza gryczana (3,3%). Aż 50% tłuszczów gromadzi się w nasionach lnu, słonecznika, rzepaku i dyni.

Co to jest uwodornienie tłuszczu?

Aby zwiększyć trwałość i stabilność produktów spożywczych, a także obniżyć koszty produktów spożywczych, przemysł wykorzystuje proces uwodornienia – przemiany ciekłych olejów roślinnych w tłuszcze stałe.

Uwodornienie to nasycanie oleju atomami wodoru przez kilka godzin w temperaturze 200–300°C w obecności katalizatorów niklowych lub platynowych. W miejscu podwójnych wiązań atomy wodoru łączą się z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi, zamieniając je w tłuszcze nasycone, a tłuszcze płynne w stałe. W procesie uwodornienia zmienia się naturalny kształt cząsteczki kwasu tłuszczowego i zostaje zakłócona jej konfiguracja przestrzenna. Cząsteczki o konfiguracji cis przekształcają się w cząsteczki o konfiguracji trans.

Uwodornienie wykorzystuje się do produkcji tłuszczów kuchennych: margaryny, zamienników masła (smarów do smarowania) itp. Na całym świecie obecność tłuszczów trans jest koniecznie wskazywana na opakowaniach produktów („tłuszcze trans”), ale w naszym kraju na etykiecie można powiedzieć „uwodorniony” tłuszcz roślinny”. Pamiętaj: to tłuszcze trans, które są niezwykle szkodliwe dla Twojego organizmu!

Choroby układu krążenia, cukrzyca, nowotwory, zaburzenia układu odpornościowego i inne choroby często kojarzą się z nadmiernym spożyciem tłustych potraw. Choroby te mogą być wywołane jedynie przez „złe”, szkodliwe tłuszcze w nadmiernych ilościach.

Naukowcy zalecają spożywanie nie więcej niż 2 g tłuszczów trans dziennie. Swoją drogą, taka ilość tłuszczów trans zawiera jedna porcja frytek. Tłuszcz, w którym produkty spożywcze smażono przez 24 godziny, jest szkodliwy. Zawiera aż 32,5% izomerów kwasów tłuszczowych trans. Uwaga na uliczne smażone potrawy!

Dlaczego tłuszcze trans są niebezpieczne?

Cząsteczki tłuszczów trans zakłócają proces wydzielania enzymów trawiennych w organizmie, co uruchamia mechanizm wchłaniania pokarmu. Dostając się do krwi, cząsteczki tłuszczów trans osadzają się w błonach komórkowych, wypierając cenne dla organizmu kwasy tłuszczowe omega-6 i omega-3. W wyniku tego procesu zmienia się struktura błony komórkowej. Przestaje wpuszczać niezbędne składniki odżywcze do komórki i usuwać produkty przemiany materii. Metabolizm komórkowy zostaje zakłócony. Komórki ważnych narządów doświadczają głodu energetycznego i gromadzą toksyny. Percepcja sygnałów przez komórki nerwowe zostaje zakłócona, co prowadzi do zahamowania funkcji mózgu. Regularne spożywanie tak szkodliwych tłuszczów wpływa na proces starzenia, rozwój zakłopotania starczego, niską inteligencję u dzieci, a co za tym idzie, spadek inteligencji całego narodu.

Osoby nadużywające żywności zawierającej szkodliwe tłuszcze trans zwiększają ryzyko poważnych zaburzeń neuropsychiatrycznych. Udowodniono, że gdy tłuszcze trans dostaną się do mózgu, aktywność enzymu odpowiedzialnego za oddychanie komórkowe spada. Prowadzi to do spowolnienia procesów metabolicznych w mózgu i wzrostu napięcia nerwowego, lęku i poważnych zaburzeń neuropsychiatrycznych. Często ludzie nawet nie zdają sobie sprawy, że przyczyną ich stanu depresyjnego, rozdrażnienia czy złego stanu zdrowia jest naruszenie procesów metabolicznych na poziomie komórkowym na skutek spożywania tłuszczów trans. Dietetycy nazywają tłuszcze trans „buldożerem”, który niszczy nasze komórki, powoduje ich mutacje i przyspiesza starzenie. Unikaj tłuszczów trans!

Liczne badania światowych klinik potwierdziły, że regularne spożywanie tłuszczów trans ma szkodliwy wpływ na organizm, zwłaszcza u dzieci i młodzieży, który rośnie i formuje się. Warto czytać etykiety wskazujące skład produktu – powinno to stać się normą życiową. Jeśli regularnie spożywamy tłuszcze trans, prędzej czy później organizm padnie.

Jak usunąć tłuszcze trans z organizmu?

Komórki mają zdolność do samoodnawiania się i usuwania szkodliwych tłuszczów trans z organizmu. Wyeliminuj ze swojej diety produkty zawierające uwodornione tłuszcze i zwiększ spożycie zdrowych kwasów tłuszczowych omega-3, które występują w dużych ilościach w oleju lnianym (58%) i dyniowym (1-15%) oraz orzechach włoskich (40%). Jeśli jesteś przyzwyczajony do słonecznika i oliwy z oliwek, dodaj oleje zawierające kwasy tłuszczowe omega-3. Występują także w rybach morskich, takich jak śledź, makrela, łosoś, tuńczyk i kawior. Spożywając codziennie żywność zawierającą przynajmniej łyżeczkę tych olejków, można odbudować strukturę błon komórkowych, poprawić funkcjonowanie organizmu i zmniejszyć ryzyko wystąpienia różnych chorób.

Aby obniżyć koszty produkcji, zamiast wysokiej jakości ziaren kakaowych do tabliczek czekolady dodaje się tłuszcz palmowy lub odpady ziaren kakaowych. To oszustwo słodzone jest cukrem. Jakość czekolady (lub cukierka) można określić na podstawie jej wyglądu, zapachu i smaku. Poczuj zapach czekolady. Jeśli pachnie tłuszczem, nie jedz go. Pocieraj to. Jeśli twoje ręce są umazane jak plastelina, to nie jest czekolada. Spróbuj prawdziwej czekolady, a zapamiętasz jej niepowtarzalny smak.

  • Spożywaj odpowiednią ilość tłuszczu dla swojego wieku. Jedz zdrowe tłuszcze: dwie trzecie Twojej diety powinny składać się z tłuszczów nienasyconych, a maksymalnie jedna trzecia (najlepiej mniej) powinna stanowić tłuszcze nasycone.
  • Spożywaj więcej tłuszczów roślinnych, zmniejsz liczbę zwierząt.
  • Unikaj uwodornionych i częściowo uwodornionych niezdrowych tłuszczów i substytutów tłuszczu.
  • Daj przykład swoim dzieciom: nie kupuj jedzenia w fast foodach. („Jeśli to jedzenie jest szkodliwe dla mojego zdrowia, to dlaczego moi rodzice je jedzą?”). Nie zachęcaj ani nie nagradzaj dzieci niezdrowym jedzeniem. („Jeśli coś jest szkodliwe, dlaczego obiecuje się to jako nagrodę?”)
  • Aby zmniejszyć kaloryczność domowych wypieków, zastąp tłuste kremy przecierami owocowymi (jabłka, suszone śliwki, dynia itp.) oraz przecierami z suszonych owoców (suszone morele, jabłka, brzoskwinie) rozcieńczonymi wodą.
  • Pamiętaj: zdrowa żywność jest kluczem do Twojego zdrowia. Pilnuj swojej diety i przestrzegaj zasad zdrowego odżywiania.

Co musisz wiedzieć o źródłach szkodliwych tłuszczów trans?

Produkty te zawierają tłuszcze trans: margaryna, smarowidło, majonez i sosy na bazie majonezu, ketchup, fast food, frytki, chipsy.

W wyrobach cukierniczych (gofry, krakersy, pączki, ciasteczka, ciasta, cukierki, lody, polewa czekoladowa) zawartość szkodliwych tłuszczów trans waha się od jednej trzeciej do połowy całkowitej ilości tłuszczu. Suche koncentraty zup, sosów, deserów, kremów, proszków do „wybielania” kawy, półprodukty, pieczywo pieczone na margarynie są bogate w tłuszcze trans.

Tłuszcze trans są szkodliwe i toksyczne. Gromadząc się w organizmie, prowadzą do chorób układu sercowo-naczyniowego, zwiększają ryzyko nagłego zatrzymania krążenia, cukrzycy, otyłości, nowotworów, chorób wątroby i układu nerwowego. Spożywanie tłuszczów trans zmniejsza ilość testosteronu (męskiego hormonu płciowego), zwiększa lepkość krwi, prowadzi do zaburzeń równowagi hormonalnej i zaburzeń metabolicznych.

Uwodornienie tłuszczów, przemiana ciekłych olejów w tłuszcze stałe poprzez dodanie wodoru do nienasyconych glicerydów. Pod względem chemicznym wszystkie substancje tłuszczowe są glicerydami kwasów tłuszczowych, czyli estrami gliceryny z wymienionymi kwasami. Różnica między tłuszczami stałymi a olejami ciekłymi polega na tym, że w składzie tych pierwszych dominują glicerydy kwasów nasyconych o ogólnym wzorze C n H 2 n O 2 (stearynowy C 18 H 36 O 2 i palmitynowy C 16 H 32 O 2) , podczas gdy w cieczy W olejach dominują glicerydy nienasyconych kwasów o ogólnych wzorach C n H 2 n-2 O 2, C n H 2 n-4 O 2, C n H 2n-6 O 2 itp. (oleinowy C 18 H 34 O 2 itd.). Ponieważ wraz ze wzrostem liczby ludności i rozwojem technologii spożycie tłuszczów stałych znacznie wzrosło i przestały one wystarczać do produkcji mydła, stearyny itp., a ekspansja upraw nasion oleistych jest zadaniem, które można rozwiązać wcześniej niż zadanie intensywniejszej hodowli zwierząt gospodarskich, wówczas jest oczywiste, że pomysł otrzymywania tłuszczów stałych z ciekłych olejów roślinnych poprzez uwodornienie zainteresował wielu wybitnych chemików. Pomysł ten znakomicie wdrożył francuski chemik Sabatier (patrz Uwodornienie). Wodór do uwodornienia tłuszczów otrzymuje się z gazu wodnego lub elektrolitycznie (patrz Wodór).

Uwodornienie olejów roślinnych na skalę fabryczną zostało po raz pierwszy przeprowadzone w 1905 roku przez Normana w Joseph Crossfield a. Synowie w Warrington. W Niemczech, na mocy patentu Normana, w 1908 roku rozpoczęła działalność fabryka Germania w Emmerich. W tym samym roku pod kierownictwem Wiłbusewicza uruchomiono zakład uwodornienia w olejarni Persica w Niżnym Nowogrodzie, rozbudowany w 1909 r. Do produkcji 50 ton gotowego produktu miesięcznie. Liczne modyfikacje metod uwodornienia tłuszczów, które później się pojawiły, zdaniem Ubbelohda, sprowadzają się do trzech typów: 1) katalizator zawiesza się w oleju, a przez tę zawiesinę przepuszcza się wodór w postaci małych pęcherzyków (metoda Normana); 2) katalizator rozprowadzony na bardzo dużej powierzchni w atmosferze nasyconej wodorem jest polewany olejem (metoda Erdmanna); 3) katalizator ma postać zawiesiny olejowej i ta zawiesina w postaci drobnych kropelek przechodzi przez atmosferę wodoru. W większości fabryk, w tym rosyjskich, działają one w ten sposób, że metal molekularny Ni osadzony na powierzchni gleby infuzorowej jest mielony w młynku do farb z niewielką ilością oleju; mieszaninę tę umieszcza się w autoklawie, w którym znajduje się olej przeznaczony do uwodornienia, podgrzewa do określonej temperatury (190-220°) i przez autoklaw przepuszcza się strumień wodoru. Zatem produkcję dzieli się na dwa etapy: przygotowanie katalizatora i samo uwodornienie.

Przygotowanie katalizatora. Materiałem wyjściowym jest siarczan niklu NiSO 4 · 7H 2 O. Rozpuszcza się go w wodzie do 14 ° C i do roztworu dodaje się podwójną ilość drobno zmielonej ziemi infuzorskiej; mieszaninę umieszcza się w kadzi wyłożonej ołowiem, a węglan niklu wytrąca się sodą, co powstaje według następującego równania:

NiSO 4 + Na 2 CO 3 = NiCO 3 + Na 2 SO 4.

Ziemię orzęskową z osadzonym na niej węglanem niklu filtruje się za pomocą prasy filtracyjnej, dokładnie przemywa wodą do zaniku reakcji z kwasem siarkowym, następnie suszy, kalcynuje i powstały tlenek niklu redukuje się w strumieniu wodoru do niklu metalicznego:

NiCO3 = NiO + CO2 I NiO + H2 = Ni + H2O.

Suszenie, kalcynacja i regeneracja przeprowadzane są w aparacie Vilbushevicha (ryc. 1), który jest cylindryczną poziomą retortą B, wolno obracającą się na rolkach M.

Retorta otoczona jest obudową O; W przestrzeni pomiędzy retortą a obudową umieszczono dysze olejowe typu Y, które podgrzewają retortę do temperatury 500°. Wodór wpływa do retorty rurą A; nadmiar wodoru wraz z powstałą podczas reakcji parą wodną opuszcza retortę przez odpylacz C, lodówkę F, naczynia: G z H 2 SO 4 i NaOH, a na koniec przez pompę H wodór ponownie dostaje się do retorty. Redukcja niklu w retorcie Wiłbusewicza trwa 8-12 godzin, po czym retortę schładza się i w celu uniknięcia utleniania niklu, któremu czasami towarzyszy eksplozja, przepuszcza się go przez retortę przez 5 minut. strumień dwutlenku węgla. Następnie katalizator jest dobrze zachowany.

Przygotowanie oleju do uwodornienia. Aby proces uwodornienia tłuszczów przebiegał szybko i całkowicie, konieczne jest, aby olej poddawany obróbce był jak najbardziej wolny zarówno od zanieczyszczeń mechanicznych, jak i rozpuszczonych w nim białek, substancji żywicznych, śluzowych i barwiących, a także wolnych od Kwasy tłuszczowe. Najbardziej zanieczyszczone są olej lniany i olej lniankowy (Camelina sativa), które należy oczyścić poprzez wytrząsanie z H2SO4 (1 1/4 - 1/2%) i NaOH (1,5-2% w temperaturze 17° C); pozostałe olejki oczyszcza się zwykle za pomocą ziemi okrzemkowej i różnych glinek (florydyna, kaolin).

Proces uwodornienia. Oczyszczony olej podgrzewa się w kotłach do temperatury 190-220° i przenosi do autoklawu; ten ostatni (rys. 2) to pionowy, cylindryczny, nitowany lub spawany kocioł żeliwny ze stożkowym dnem, wyposażony w kurki do napełniania i opróżniania, właz do czyszczenia, manometr z zaworem bezpieczeństwa, termometr i rury do dopływ wodoru H i usunięcie jego nadmiaru H 1 .

Często spotykane są instalacje składające się z 2, 3 lub 4 autoklawów. W tym przypadku wodór, który nie przereagował w pierwszym autoklawie, wchodzi do drugiego autoklawu, z drugiego do trzeciego itd. Rurka doprowadzająca wodór w autoklawie zwykle jest rozgałęziona; Odgałęzienia wyposażone są w szereg małych otworów, dzięki czemu dopływający wodór miesza uwodorniony olej, bez konieczności stosowania mieszadła mechanicznego. Po napełnieniu autoklawu (przez rurkę A) podgrzanym olejem, wlewa się do niego przygotowany, jak wspomniano powyżej, katalizator (pompy B 1, B 2, B 3 przepompowują masę z jednego autoklawu do drugiego) i rozpoczynają przepuszczanie wodoru. Reakcja uwodornienia jest egzotermiczna, a temperatura oleju może wzrosnąć powyżej 300°, co jednak eliminuje się (w celu uniknięcia odwodornienia i rozkładu glicerydów) przepuszczając parę o temperaturze 120-150° do obudowy otaczającej autoklaw. Zazwyczaj autoklaw ma średnicę 1 metra i wysokość około 4,5 m; oleje zyskują około 2000 kg, a katalizator (nikiel + ziemia okrzemkowa) około 30-35 kg, czyli 1,5%, - zatem nikiel stanowi około 0,5% wagowych oleju.

Czas uwodornienia i zużycie katalizatora zależą od aktywności katalizatora, stopnia czystości oleju i stopnia nasycenia zawartymi w nim kwasami tłuszczowymi. Wystarczający jest aktywny katalizator w ilości 0,2% wagowych oleju. Czyste oleje z nasion bawełny i słonecznika uwodornia się przez 2-2,5 godziny; Uwodornienie siemienia lnianego wymaga 5-6 godzin. Ponadto czas trwania uwodornienia zależy od stopnia nasycenia, do jakiego ma zostać doprowadzony olej. Jeśli uwodornienie zostanie przeprowadzone do końca, wszystkie nienasycone kwasy zamienią się w kwas stearynowy, ale możliwe jest (na przykład w przypadku tłuszczów stosowanych do przygotowania produktów spożywczych) niepełne przeprowadzenie uwodornienia i otrzymanie tłuszczów o podobnych właściwościach do naturalne tłuszcze zwierzęce. Stopień uwodornienia kontroluje się poprzez oznaczenie miana, czyli temperatury krzepnięcia kwasów tłuszczowych wyizolowanych z tłuszczu oraz ich liczby jodowej. W miarę postępu uwodornienia miano wzrasta, a liczba jodowa maleje. Poniższa tabela przedstawia dane dotyczące uwodornienia oleju słonecznikowego o mianie początkowym 17,6 i liczbie jodowej 123, zaczerpnięte z praktyki jednej z rosyjskich fabryk.

Olej słonecznikowy uwodorniony do miana 60° staje się kruchy i łatwo mielony na proszek. Tłuszcze o mianie do 35° mają konsystencję maści, przy mianie do 45° przypominają smalec. Różne fabryki produkują tłuszcze uwodornione pod różnymi nazwami i o różnej konsystencji. Na przykład niemiecki zakład w Emmerich produkuje następujące produkty:

Z tych liczb jasno wynika, że ​​talgol ma temperaturę topnienia zbliżoną do jadalnych tłuszczów zwierzęcych, a kandelit nadaje się do celów technicznych. Rosyjskie fabryki produkują także tłuszcze uwodornione pod różnymi nazwami (salolina, salomas, tłuszcz bawełniany), które mają różne właściwości.

Jeśli chodzi o procesy chemiczne zachodzące podczas uwodornienia, to według ostatnich badań nie są one tak proste, jak wcześniej sądzono: zachodzi tu nie tylko przemiana kwasów nienasyconych w kwas stearynowy, ale powstają też inne kwasy, na przykład izomery kwasu oleinowego - kwasy elaidynowy i izooleinowy; powstają prawdopodobnie pod wpływem kwasów o większym nienasyceniu; Podobno zachodzą także procesy związane z ruchem wiązań podwójnych.

Regeneracja katalizatora. W miarę działania katalizator nieuchronnie ulega „zatruciu”, traci swoją aktywność i wymaga regeneracji. Szczególnie niebezpiecznymi truciznami dla katalizatora są: H 2 S, Cl, SO 2, HCN, CS 2, CO oraz substancje białkowe. Związki te mogą przedostawać się do ośrodka uwodornionego w postaci zanieczyszczeń w oleju i wodorze. Podczas regeneracji katalizator po przefiltrowaniu na prasie filtracyjnej ekstrahuje się go benzyną w ekstraktorze Merz w celu uwolnienia go od oleju; następnie beztłuszczowy katalizator rozpuszcza się w H2SO4 ogrzewanym parą wodną do wrzenia; roztwór NiSO4 filtruje się, miesza z nową porcją gleby okrzemkowej i wytrąca sodą, jak opisano powyżej.

Zużycie wodoru do uwodornienia tłuszczów zależy od stopnia nienasycenia kwasów tłuszczowych, od miana, do jakiego chcą doprowadzić tłuszcz oraz od możliwości urządzeń do mieszania wodoru z olejem. Jeśli J oznacza liczbę jodową, tj. % dodanego jodu, M jest cząstkową masą kwasu tłuszczowego, m jest liczbą atomów węgla, a n jest liczbą atomów wodoru, wówczas przyjmując masę atomową jodu jako 127, otrzymujemy to

2m-n jest równe liczbie atomów jodu dodanych poprzez wiązania podwójne. Stąd ilość wodoru

Obliczając te wzory, Barnitz stwierdził, że do nasycenia 100 kg oleju kokosowego potrzeba 1,5–2,5 m 3 wodoru, 12–12,5 m 3 oleju z nasion bawełny i 12–15 m 3 tłuszczu.

Właściwości uwodornionych tłuszczów. Podczas uwodornienia współczynnik zmydlania nieznacznie maleje, kwasowość pozostaje prawie niezmieniona (wzrasta wraz z ogrzewaniem), maleje współczynnik załamania światła, wzrasta ciężar właściwy i zmniejsza się rozpuszczalność w rozpuszczalnikach (benzenie, eterze, benzenie). Zapach charakterystyczny dla niektórych tłuszczów, np. tłuszczu, zanika podczas uwodornienia, co tłumaczy się łatwą redukowalnością kwasu klupanodowego C 18 H 28 O 2 z pięcioma podwójnymi wiązaniami, których obecność decyduje o zapachu tłuszczu.

Nic nie można zarzucić stosowaniu uwodornionych tłuszczów w żywności, ponieważ ich stałe są zbliżone do stałych tłuszczów spożywczych: obawy związane z obecnością w nich Ni są bezpodstawne: szereg badań przeprowadzonych na uwodornionych olejach wykazało, że Ni zawartość w nich sięga 0,02-0,675 mg na 1 kg tłuszczu, natomiast w 1 kg warzyw gotowanych na patelni niklowej znajduje się aż 127,4 mg Ni. Znaczenie gospodarcze uwodornionych tłuszczów jest bardzo duże. W Europie funkcjonuje obecnie aż 80 zakładów uwodornienia o mocy do 1,5 mln ton (w ZSRR – 7 zakładów). Dalej w Ameryce, bogatej w tłuszcze zwierzęce, znajduje się 15 zakładów o wydajności do 142 000 ton.

Metoda Lesha. Opisane metody uwodornienia tłuszczów mają następujące istotne wady: 1) wysoki koszt przygotowania, 2) czas trwania operacji regeneracyjnych (filtracja oleju itp.), 3) nieciągłość procesu, 4) hydroliza oleju spowodowana glebą okrzemkową. Wszystkie te niedociągnięcia eliminuje zaproponowana w 1923 roku metoda Lesha, która przyciągnęła powszechną uwagę. Metoda ta nie została jeszcze zastosowana na dużą skalę, ale w Loders & Nucoline Ltd istnieje już znacząca instalacja. Silvertown, Londyn, 2. Metoda polega na przepuszczaniu oleju ciągłym strumieniem przez szereg cylindrów wypełnionych aktywowanym niklem w postaci wiórów; Prąd wodoru przepływa w kierunku ruchu oleju. Osobliwością tej metody jest aktywacja wiórów niklowych. Te ostatnie umieszczone są w drucianych koszach w cylindrach. Aby aktywować, kosze wyjmuje się z cylindrów i zanurza w 5% roztworze Na2SO4, przez który przepuszcza się prąd elektryczny (Ni - anoda, roztwór - katoda). Następuje anodowe utlenianie Ni, które pokrywa się cienką warstwą nadtlenku; ten ostatni łatwo ulega redukcji za pomocą wodoru w niskiej temperaturze do bardzo aktywnej powierzchni metalicznego Ni. Uwodornienie w aparacie Lescha można prowadzić w sposób ciągły przez trzy tygodnie; Regeneracja katalizatora wymaga dwóch dni.

Ta ważna gałąź przemysłu przetwórstwa tłuszczów uległa w naszych czasach szerokiemu rozwojowi ze względu na fakt, że do produkcji margaryny i tłuszczów kuchennych, a także niektórych innych produktów technicznych potrzebne są głównie tłuszcze stałe. Rosnące zapotrzebowanie na te ostatnie jest w dużej mierze zaspokajane poprzez zastosowanie utwardzonych tłuszczów ciekłych otrzymywanych w procesie uwodornienia.

W przemyśle do uwodornienia wykorzystuje się oleje bawełniany, słonecznikowy, sojowy i inne oleje roślinne, które zawierają kwasy oleinowy, linolowy, linolenowy i inne nienasycone kwasy tłuszczowe oraz niewielkie ilości kwasów nasyconych w postaci glicerydów. Spośród tłuszczów zwierząt morskich najbardziej uwodorniony jest olej wielorybi, który zawiera glicerydy kwasów tłuszczowych z czterema i pięcioma wiązaniami podwójnymi. Utwardzony produkt uwodornienia nazywany jest salomą.

Przygotowanie tłuszczów do uwodornienia sprowadza się do rafinacji w celu uwolnienia ich od wolnych kwasów tłuszczowych i różnych naturalnych zanieczyszczeń, które negatywnie wpływają na działanie katalizatora i zakłócają reżim technologiczny uwodornienia.

Jako katalizator przyspieszający proces nasycania, w przemyśle stosuje się sole niklu i miedzi i niklu w postaci silnie zdyspergowanych proszków, które zwiększają powierzchnię kontaktu tłuszczu z wodorem. Proces nasycania tłuszczu wodorem zachodzi w temperaturze 190-220°C w celu uzyskania jadalnego smalcu. Istota procesu utwardzania tłuszczu polega na tym, że glicerydy nienasyconych kwasów tłuszczowych wchodzące w skład tłuszczów ciekłych są nasycone wodorem i zamieniają się w stałe glicerydy kwasów nasyconych. Reakcja przebiega w ten sposób, że do każdego wiązania podwójnego dodaje się jedną cząsteczkę wodoru.

Charakter reakcji addycji wodoru w obecności katalizatorów determinuje jej odwracalność, tzn. wraz z procesem uwodornienia może zachodzić proces odwrotny – odwodornienie.

Reakcja addycji wodoru zachodzi w niejednorodnym środowisku, w którym reagujące substancje znajdują się w trzech stanach skupienia (ciekły – olej, stały – katalizator i gazowy – wodór). Nasycenie występuje w miejscach, w których te trzy substancje zderzają się jednocześnie. Reakcja może przebiegać w odwrotnym kierunku, jeżeli w punktach styku tłuszczu z katalizatorem nie będzie wodoru. W takich warunkach następuje odwodornienie.

Uwodornienie techniczne jest w zasadzie procesem selektywnym, gdyż jego szybkość jest różna i zależy od liczby wiązań podwójnych i ich umiejscowienia w glicerydach uwodornionego tłuszczu. Dochodzi do selektywnego nasycania wodorem rodników większości nienasyconych kwasów tłuszczowych zawartych w tym tłuszczu. W pierwszej kolejności uwodornieniu ulega więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych w porównaniu z mniej nienasyconymi. Zatem kwas linolowy zawierający dwa wiązania podwójne ulega uwodornieniu do kwasu oleinowego szybciej niż kwas oleinowy do nasyconego kwasu stearynowego. W kwasie linolenowym wiązanie podwójne w pozycjach 15-16 ulega uwodornieniu szybciej niż w pozycji 12-13, a wiązanie podwójne w pozycji 9-10 ulega uwodornieniu najwolniej. W tłuszczach zwierząt morskich i ryb nienasycone kwasy z czterema i pięcioma podwójnymi wiązaniami są przede wszystkim nasycone wodorem bez zauważalnego tworzenia nasyconych kwasów. Kwasy palmitynowy i stearynowy zaczynają się tworzyć dopiero, gdy liczba jodowa tłuszczu osiągnie 84-85. Glicerydy kwasów tłuszczowych o wyższych masach cząsteczkowych i tym samym stopniu nienasycenia ulegają uwodornieniu wolniej niż glicerydy o niższych masach cząsteczkowych.

Podczas uwodornienia tłuszczów naturalnych występuje ciekawy wzór kolejności nasycania kwasów w glicerydach różnymi kwasami. Przykładowo w oleju z nasion bawełny całkowite podstawienie tristearyny następuje dopiero po nasyceniu glicerydami zawierającymi kwas palmitynowy. Wskazuje to, że kwas stearynowy w porównaniu z kwasami palmitynowymi i innymi kwasami o niższej masie cząsteczkowej zmniejsza stopień nasycenia kwasu oleinowego. Powolny proces uwodornienia oleju rzepakowego tłumaczy się, między innymi, hamującym wpływem wielkocząsteczkowego kwasu erukowego na uwodornienie zawartego w tym oleju kwasu linolowego w postaci wielokwasowych glicerydów.

Selektywność uwodornienia tłuszczów zależy od charakteru tłuszczu i warunków procesu. W tym przypadku praktycznie nie obserwuje się absolutnej selektywności. Selektywność uwodornienia tłuszczu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, co znajduje odzwierciedlenie we wzroście stopnia nasycenia glicerydów kwasu linolowego i spadku glicerydów kwasu oleinowego.

Wzrostowi ciśnienia podczas uwodornienia towarzyszy przyspieszenie reakcji proporcjonalnie do ciśnienia wodoru. Wraz ze wzrostem ciśnienia maleje selektywność uwodornienia, a nasycenie glicerydów kwasu linolowego wzrasta w mniejszym stopniu niż glicerydów kwasu oleinowego.

Zwiększenie aktywności katalizatora przyspiesza reakcję uwodornienia, ale zmniejsza jej selektywność. Wpływa to przede wszystkim na zmniejszenie stopnia nasycenia glicerydami kwasu linolowego i zwiększenie stopnia nasycenia glicerydami kwasu oleinowego.

Przy dużej intensywności dopływu wodoru do katalizatora, szczególnie pod ciśnieniem, uwodornienie zachodzi ze znacznym odchyleniem od selektywności bezwzględnej.

Podczas uwodornienia tłuszczów, wraz z procesem nasycania wiązań podwójnych, następuje jednocześnie powstawanie izomerów pozycyjnych i geometrycznych kwasów nienasyconych, zarówno na skutek eliminacji, jak i migracji wiązań podwójnych.

Zasadniczo migracja następuje poprzez przemieszczenie wiązań podwójnych o jedno miejsce i w znacznie mniejszym stopniu o dwa miejsca na prawo lub na lewo od ich pierwotnego położenia. Izomeryzacja rodników kwasów tłuszczowych podczas uwodornienia prowadzi do powstania konfiguracji cis-, trans-, trans-cis- i trans-trans- izooleinowego, izoelaidynowego, sprzężonego i niesprzężonego kwasu dienowego. Ilość kwasów trans wzrasta wraz ze wzrostem temperatury uwodornienia, a sprzężonych kwasów dienowych maleje. Im wyższa temperatura uwodornienia, tym więcej powstaje kwasów izooleinowych. Wzrost ciśnienia prowadzi do zmniejszenia akumulacji kwasów izooleinowych w wyniku dostarczenia większej ilości wodoru na powierzchnię katalizatora. Z tego powodu ten sam efekt obserwuje się wraz ze wzrostem intensywności mieszania składników reakcji.

Podczas uwodornienia, oprócz głównych procesów utwardzania tłuszczu, zachodzą także reakcje uboczne, powodujące pewne straty produkcyjne. Zatem podczas termicznego rozkładu tłuszczu mogą powstawać wolne kwasy tłuszczowe, akroleina i ketony. Akroleina łatwo reaguje z wodą, tworząc aldehyd hydrakrylowy. W wysokiej temperaturze uwodornienia ten ostatni, wchodząc w interakcję z wodą, wytwarza aldehyd octowy, formaldehyd, kwas mrówkowy i metanol. Wnikanie wilgoci umożliwia hydrolityczny rozkład tłuszczu z utworzeniem wolnych kwasów tłuszczowych i gliceryny. Zanieczyszczenia wodorowe dostarczone do uwodornienia, CO 2 i CO są redukowane do metanu i wody w obecności katalizatora.

W procesie uwodornienia technicznego, w wyniku dodatku wodoru do nienasyconych rodników kwasów tłuszczowych, następuje nieznaczny wzrost masy tłuszczowej o 0,05-0,20%. Jednakże całkowita ilość oleju utracona podczas rafinacji i uwodornienia przekracza przyrost masy w reakcji addycji wodoru. Jednocześnie podczas uwodornienia tłuszczów powstają następujące straty: z substancjami lotnymi powstającymi w wyniku termicznego i hydrolitycznego rozkładu tłuszczu; z wodą opuszczającą łapacze tłuszczu; z serwetkami do prasy filtracyjnej; podczas regeneracji katalizatora; mechaniczny.