Menü
EvMakyaj yapmak

Sıvı yağların hidrojenlenmesi sonucu. Programlanabilir mantık kontrolörleri - yağların hidrojenasyonu (hidrojenasyonu)

giriiş

Ana bölüm

Yağlar

a) Keşif ve alınma tarihi

b) Molekülün bileşimi, yapısı. Yağ türleri

c) Fiziko-kimyasal özellikler

d) Yağların vücuttaki rolü

e) Teknolojide uygulama

Sabun ve SMS

a) Sabunun tanımı ve SMS, bileşimi, yapısı

b) Sabun üretiminin tarihçesi (sabun yapımı)

c) Sabun çeşitleri, sabunun temizleme etki mekanizması ve SMS

d) SMS: avantajları ve dezavantajları

e) SMS kullanımının çevresel sonuçları

Çözüm

Kaynakça

giriiş

Yağlar veya Trigliseritler- doğal organik bileşikler, gliserol ve monobazik yağ asitlerinin tam esterleri; Lipidler sınıfına aittir.

Sabun- cilt temizliği ve bakımı için kozmetik ürün olarak kullanılan, su ile kombinasyon halinde yüzey aktif maddeler içeren sıvı veya katı bir ürün (tuvalet sabunu); veya ev kimyasalları - deterjan (çamaşır sabunu) olarak.

Sentetik deterjanlar- bunlar yüksek alkollerin ve sülfürik asidin asidik esterlerinin sodyum tuzlarıdır:

Sabunlar, yağlar ve SMS insan yaşamının ayrılmaz bir parçasıdır, çünkü... hayatın farklı alanlarında uygulama bulurlar. Uzun yıllardır insanlar tarafından kullanılmaktadırlar. Artık hayatımızı sabun, yağ ve SMS gibi maddeler olmadan hayal etmek zor.

Ana bölüm

Yağlar

a) Keşif ve alınma tarihi

17. yüzyılda. Alman bilim adamı, ilk analitik kimyagerlerden biri Otto Tacheny(1652-1699) ilk olarak yağların “gizli asit” içerdiğini öne sürdü.

1741'de Fransız kimyager Claude Joseph Geoffroy(1685–1752), yağın alkali ile kaynatılmasıyla hazırlanan sabunun asitle ayrıştığı zaman dokunulduğunda yağlı bir kütle oluştuğunu keşfetti.

Katı ve sıvı yağların gliserin içerdiği gerçeği ilk olarak 1779 yılında İsveçli ünlü kimyager tarafından keşfedilmiştir. Karl Wilhelm Scheele.

Yağların kimyasal bileşimi ilk olarak geçen yüzyılın başında bir Fransız kimyager tarafından belirlendi. Michel Eugene Chevreul Yağ kimyasının kurucusu, yağların doğasıyla ilgili çok sayıda çalışmanın yazarı, altı ciltlik “Hayvan Kökenli Vücutların Kimyasal Çalışmaları” monografisinde özetlenmiştir.

1813 E. Chevreul Yağların alkali ortamda hidroliz reaksiyonu sayesinde yağların yapısını oluşturdu. Yağların gliserol ve yağ asitlerinden oluştuğunu ve bunun sadece bunların bir karışımı olmadığını, su eklendiğinde gliserol ve asitlere parçalanan bir bileşik olduğunu gösterdi.

b) Molekülün bileşimi, yapısı. Yağ türleri

Yağların ana bileşeni Gliserol ve yağ asitleridir. Yağ asitleri doymuş ve doymamış olarak ikiye ayrılır. Doymuş yağ asitleri vücut tarafından enerji malzemesi olarak kullanılır. Vücut tarafından kısmen karbonhidratlardan ve proteinlerden sentezlenebilirler. Doymamış yağ asitleri arasında çoklu doymamış yağ asitleri özellikle önemlidir. İnsan vücudunda sentezlenemezler ve bu nedenle bazı amino asitler ve vitaminler gibi esastırlar. Çoklu doymamış yağ asitleri ayçiçeği, soya fasulyesi, zeytin, mısır, şeftali, susam, hardal ve diğer bitkisel yağlarda bulunur.

Doğal yağlar Hayvansal ve bitkisel yağlar olarak ikiye ayrılır. Yağların kıvamı ve tadı, doymuş ve doymamış yağ asitlerinin eşit olmayan oranından kaynaklanmaktadır. Doymuş yağ asitleri ne kadar fazlaysa, yağın erime noktası da o kadar yüksek olur (“sertlik” artar), vücutta sindirim enzimleri tarafından parçalanması o kadar zorlaşır. Bitkisel yağlar Kural olarak normal koşullar altında sıvı kalır, esas olarak doymamış yağ asitleri (linoleik, linolenik, araşidonik) içerir ve düşük erime noktasına sahiptir. Bitkisel yağların kaynağı bitkisel yağlar, fındıklar, soya fasulyesi, fasulye, yulaf ezmesi, karabuğday ve diğerleridir. Hayvansal yağlar(çoğunlukla yoğun kıvamdadır) doymuş yağ asitleri (bütirik, palmitik...) açısından çok daha zengindir. Hayvansal yağların kaynağı domuz yağı, domuz yağı, tereyağı, ekşi krema, kremadır.

Yağ türleri:

· Doymuş yağ asitleri yüksek yağlar.

· Düşük doymamış yağ asitleri içeren yağlar (zeytinyağı, yer fıstığı yağı).

· Daha yüksek doymamış yağ asitleri içeriği nispeten yüksek olan yağlar (dulavratotu, soya fasulyesi, mısır ve ayçiçek yağı).

c) Fiziko-kimyasal özellikler

Yağların fiziksel özellikleri:
Oda sıcaklığında yağlar (trigliserit karışımları) katı, merhem benzeri veya sıvı maddelerdir. Herhangi bir madde karışımı gibi, bunların da net bir erime noktası yoktur. Yalnızca bireysel trigliseritler belirli bir erime noktasıyla karakterize edilir.
Yağların kıvamı bileşimlerine bağlıdır:

  • katı yağlarda, nispeten yüksek erime noktalarına sahip, doymuş asit kalıntılarına sahip trigliseritler baskındır;
  • Sıvı yağlar (yağlar), aksine, düşük erime noktalarına sahip doymamış asitlerin yüksek miktarda trigliserit içeriği ile karakterize edilir.

Doymamış asit kalıntılarına sahip trigliseritlerin erime noktasındaki azalmanın nedeni, içlerinde çift bağların bulunmasıdır. cis- konfigürasyon. Bu, uzun zincirli asit radikallerinin düzenli (paralel) istiflenmesini bozarak karbon zincirinin önemli ölçüde bükülmesine yol açar.



Yağlar pratikte suda çözünmezler, ancak sabun veya diğer yüzey aktif maddeler (emülgatörler) eklendiğinde stabil sulu emülsiyonlar oluşturabilirler. Yağlar alkolde az çözünür ve birçok polar olmayan ve düşük polar çözücüde (eter, benzen, kloroform, benzin) yüksek oranda çözünür.

Kimyasal özellikler:

Yağların hidrolizi

Hidroliz, ester olduklarından yağlar için tipiktir. Isıtıldığında mineral asitlerin ve alkalilerin etkisi altında gerçekleştirilir. Canlı organizmalarda yağların hidrolizi enzimlerin etkisi altında gerçekleşir. Hidrolizin sonucu gliserol ve karşılık gelen karboksilik asitlerin oluşumudur: C3H5 (COO)3 -R + 3H2O ↔ C3H5 (OH)3 + 3RCOOH

Yağların gliserol ve daha yüksek karboksilik asitlerin tuzlarına parçalanması, bunların alkali (kostik soda), aşırı ısıtılmış buhar ve bazen mineral asitlerle işlenmesiyle gerçekleştirilir. Bu süreç denir yağların sabunlaşması.
C3H5 (COO)3 -(C17H35)3 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3C17H35COONa
tristearin (yağ) + sodyum hidroksit → gliserin + sodyum stearat (sabun)

Yağların hidrojenasyonu

Bitkisel yağlar doymamış karboksilik asit kalıntıları içerdiğinden hidrojenasyona uğrayabilirler. Hidrojen, doymamış hidrokarbon radikallerinin çift bağlarının bulunduğu yere eklenen ince öğütülmüş bir nikel katalizörü ile ısıtılmış bir yağ karışımından geçirilir. Reaksiyon sonucunda sıvı yağ katı yağa dönüşür. Bu yağa salomas veya kombine yağ denir. CH2-O-CO-C17H33CH2-O-CO-C17H35

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

CH2-O-CO-C17H33CH2-O-CO-C17H35

triolein tristearin

d) Yağların vücuttaki rolü

Canlı organizmalardaki yağlar, rezerv maddelerin ana türü ve ana enerji kaynağıdır. Omurgalılarda ve insanlarda, dinlenme halindeki canlı hücreler tarafından tüketilen enerjinin yaklaşık yarısı, yağlarda bulunan yağ asitlerinin oksidasyonu ile üretilir.

1. Yağ, iç organlar için koruyucu katmanlar oluşturur: kalp, karaciğer, böbrekler vb.

2. Vücuttaki tüm hücrelerin zar kabuğunun yaklaşık %30'u yağdan oluşur.

3. Yağlar birçok hormonun üretimi için gereklidir. Bağışıklık sisteminin işleyişinde önemli rol oynarlar ve bilindiği gibi bu, vücudun kendi kendini iyileştirme sistemidir.

4. Yağlar, yağda çözünen A, D, E ve K vitaminlerini vücuda verir.

Yöntem geliştirme

Yağların hidrojenlenmesi yöntemi 1902-03'te Norman ve S.A. Fokin tarafından önerildi; Rusya'da sanayide ilk kez kullanıldı.

Yağ hidrojenasyonunun uygulanması


Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Yağların hidrojenlenmesi” nin ne olduğunu görün:

    yağların hidrojenasyonu- kimyasal maddelerle ilgili durumların kötüleşmesi, moleküler düzeyde kimyasalların kullanılmasıyla ilgili sorunlardır. atitikmenys: ingilizce. yağların hidrojenasyonu; yağların sertleşmesi rus. yağların hidrojenasyonu;… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    Trigliseritlerin bir parçası olan yağ asitlerinin doymamışlığını azaltmak amacıyla gerçekleştirilir. yağlar (çoğunlukla ayçiçeği, soya fasulyesi, pamuk tohumu) ve deniz hayvanı yağları (çoğunlukla balina yağı). G.zh. heterog. katalitik süreç (kedi.... ... Kimyasal ansiklopedi

    yağların hidrojenasyonu- yağların sertleşmesi... Kimyasal eş anlamlılar sözlüğü I

    Yağların hidrojenasyonu, gliserol ve doymamış yağ asitlerinin esterlerine hidrojenin katalitik olarak eklenmesidir. Yöntemin geliştirilmesi Yağların hidrojenasyonu yöntemi, 1902 03'te Norman ve S.A. Fokin tarafından önerildi; Sanayide ilk kez 1908'de kullanıldı... ... Vikipedi

    - (hidrojenasyon) genellikle katalizörlerin varlığında çoklu bağa hidrojen eklenmesi reaksiyonu: Bileşiklerden hidrojenin çıkarılmasına dehidrojenasyon denir. Hidrojenasyon ve dehidrojenasyon dinamik denge ile ilişkilidir. Çoğu... Vikipedi

    Gliserol ve doymamış yağ asitlerinin esterlerine hidrojenin katalitik eklenmesi; yağların hidrojenlenmesi yöntemi 1902 03'te Norman ve S.A. Fokin tarafından önerildi; Sanayide ilk kez 1908'de Rusya'da kullanıldı. Hidrojenasyon... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

    Hidrojenasyon- 4) hidrojenasyon, bitkisel sıvı ve/veya katı yağların bir parçası olan triasilgliseritlerin doymamış yağ asitlerinin hidrojen ile kısmen veya tamamen doyması işlemidir;...

Zararlı yağlar ve bunların insan vücudu üzerindeki olumsuz etkileri yazımızın konusunu oluşturmaktadır. Yağların sadece zarar vermekle kalmayıp aynı zamanda diyetin son derece önemli ve gerekli bir bileşeni olduğunu, organlarımız ve dokularımız için son derece besleyici ve hayati önem taşıdığını hemen belirtmek isteriz.

Yağların enerji değeri protein ve karbonhidratların iki katıdır. Yağlar yemeğin tadını iyileştirir. Bir dizi gıdanın emilimini arttırırlar ve çoklu doymamış yağ asitleri, fosfolipitler ve yağda çözünen vitaminlerin kaynağıdırlar. Yağlar A vitamini, D vitamini, E vitamini ve K vitamininin emilimine ve taşınmasına yardımcı olur. Tabii “doğru” yağları uygun miktarlarda tüketirseniz. "Doğru" katı ve sıvı yağlar, hayvan ve bitki dokularında, tohumlarda ve meyvelerde bulunan doğal bileşiklerdir. Vücut için en değerli yağlar, rafine edilmemiş bitkisel yağlarda (zeytin, ayçiçeği, mısır, kenevir, keten tohumu, soya fasulyesi, yer fıstığı), fındık, tohum, avokado ve yağlı balıklarda (uskumru, ringa balığı, somon) bulunur.

Doğada yaklaşık 1.300 çeşit yağ vardır, ancak bunların elementel bileşimleri oldukça benzerdir: karbon (%76-79), hidrojen (%11-13) ve oksijen (%10-12). Yağ asidi spektrumu çeşitlidir. Bir bitkisel veya hayvansal yağ molekülü, gliserol ve çeşitli yağ asitlerinin karışık bir esteridir. Tüm yağ asitleri, molekülleri karbon atomları arasında çift bağ içermeyen doymuş (palmitik, stearik) ve molekülleri bu tür bağları içeren doymamış (linoleik, linolenik, araşidonik) olarak ikiye ayrılır. Hayvansal yağlar katıdır ve çoğunlukla doymuş yağ asitlerinden oluşur. Bunlar domuz yağı (%90-92 yağ), tereyağı (%72-82), domuz eti (%49'a kadar), sosis (%20-40 çeşide bağlı olarak), ekşi krema (%20-30), peynir ( 15-otuz%). Bitkisel yağlar sıvıdır (hurma yağı hariç) ve insan vücudunda sentezlenmeyen ancak birçok biyokimyasal işlem için gerekli olan önemli miktarda çoklu doymamış yağ asitleri içerir. Bu nedenle vazgeçilmez gıda ürünleridir. Bitkisel yağ kaynakları yağlar (%99,9 yağ), fındık (%53-60), yulaf ezmesi (%6,1) ve karabuğdaydır (%3,3). Keten, ayçiçeği, kolza tohumu ve kabak çekirdeğinde %50'ye kadar yağ birikir.

Yağ hidrojenasyonu nedir?

Gıda ürünlerinin maliyetini düşürmenin yanı sıra raf ömrünü ve stabiliteyi artırmak için endüstri, sıvı bitkisel yağları katı yağlara dönüştüren hidrojenasyon işlemini kullanıyor.

Hidrojenasyon, nikel veya platin katalizörlerin varlığında, yağın 200-300°C sıcaklıkta birkaç saat boyunca hidrojen atomlarıyla doyurulmasıdır. Çift bağların bulunduğu yerde, hidrojen atomları doymamış yağ asitleriyle birleşerek onları doymuş yağlara, sıvı yağları ise katı yağlara dönüştürür. Hidrojenasyon işlemi sırasında yağ asidi molekülünün doğal şekli değişir ve uzaysal konfigürasyonu bozulur. Cis konfigürasyonlu moleküller trans konfigürasyonlu moleküllere dönüştürülür.

Hidrojenasyon, yemeklik yağların üretiminde kullanılır: margarin, tereyağı ikameleri (sürülebilir ürünler), vb. Tüm dünyada, trans yağların varlığı mutlaka ürün ambalajında ​​(“trans yağ”) belirtilir, ancak ülkemizde etiket "hidrojene" bitkisel yağ diyebilir." Unutmayın: Bunlar vücudunuza son derece zararlı olan trans yağlardır!

Kardiyovasküler hastalıklar, diyabet, kanser, bağışıklık sistemi bozuklukları ve diğer hastalıklar sıklıkla yağlı gıdaların aşırı tüketimiyle ilişkilidir. Bu hastalıklar ancak aşırı miktardaki “yanlış”, zararlı yağlarla tetiklenebilir.

Bilim insanları günde 2 gramdan fazla trans yağ tüketilmemesini öneriyor. Bu arada, bir porsiyon patates kızartması bu miktarda trans yağ içeriyor. Gıda ürünlerinin 24 saat boyunca kızartıldığı yağlar zararlıdır. % 32,5'e kadar trans yağ asidi izomerleri içerir. Sokakta kızartılmış yiyeceklere dikkat!

Trans yağlar neden tehlikelidir?

Trans yağ molekülleri vücutta sindirim enzimlerinin salgılanma sürecini bozar ve bu da gıda emilim mekanizmasını tetikler. Trans yağ molekülleri kana karıştığında hücre zarlarına yerleşir ve vücut için değerli olan omega-6 ve omega-3 yağ asitlerinin yerini alır. Bu işlem sonucunda hücre zarının yapısı değişir. Gerekli besin maddelerinin hücreye girmesine ve atık ürünlerin dışarı çıkmasına izin vermez. Hücresel metabolizma bozulur. Hayati organların hücreleri enerji açlığı yaşar ve toksinler biriktirir. Sinir hücrelerinin sinyalleri algılaması bozulur ve bu da beyin fonksiyonlarının engellenmesine yol açar. Bu tür zararlı yağların düzenli tüketimi yaşlanma sürecini, yaşlılık şaşkınlığının gelişimini, çocuklarda düşük zekayı ve dolayısıyla tüm ulusta zekanın azalmasını etkiler.

Zararlı trans yağ içeren gıdaları kötüye kullanan kişiler ciddi nöropsikiyatrik bozukluk riskini artırır. Trans yağların beyne girdiğinde hücresel solunumu sağlayan enzimin aktivitesinin azaldığı kanıtlanmıştır. Bu, beyindeki metabolik süreçlerin yavaşlamasına ve sinir gerginliğinin, kaygının ve ciddi nöropsikiyatrik bozuklukların artmasına neden olur. Çoğu zaman insanlar, depresif veya sinirli durumlarının veya kötü sağlık durumlarının nedeninin, trans yağ tüketimi nedeniyle hücresel düzeyde metabolik süreçlerin ihlali olduğunun farkına bile varmazlar. Beslenme uzmanları, trans yağları hücrelerimizi yok eden, mutasyonlara neden olan, yaşlanmayı hızlandıran bir “buldozer” olarak adlandırıyor. Trans yağlardan kaçının!

Dünya kliniklerinde yapılan çok sayıda araştırma, trans yağların düzenli tüketiminin vücut üzerinde, özellikle de büyüyen ve şekillenen çocuklar ve ergenler üzerinde zararlı bir etkiye sahip olduğunu doğrulamıştır. Ürünün bileşimini belirten etiketleri okumalısınız - bu bir yaşam normu haline gelmelidir. Eğer düzenli olarak trans yağ tüketirsek vücut er ya da geç başarısızlığa uğrayacaktır.

Trans yağlar vücuttan nasıl uzaklaştırılır?

Hücreler kendilerini yenileme ve zararlı trans yağları vücuttan atma yeteneğine sahiptir. Diyetinizden hidrojene yağ içeren gıdaları çıkarın ve keten tohumu (%58), kabak (%1-15) ve ceviz (%40) yağlarında büyük miktarlarda bulunan sağlıklı omega-3 yağ asitleri tüketiminizi artırın. Ayçiçeği ve zeytinyağına alışkınsanız omega-3 yağ asitleri içeren yağları ekleyin. Ayrıca ringa balığı, uskumru, somon, ton balığı ve havyar gibi deniz balıklarında da bulunurlar. Bu yağlardan en az bir çay kaşığı içeren günlük besinleri tüketerek hücre zarlarının yapısını eski haline getirebilir, vücudun işleyişini iyileştirebilir ve çeşitli hastalıklara yakalanma riskini azaltabilirsiniz.

Üretim maliyetini azaltmak için çikolatalara yüksek kaliteli kakao çekirdekleri yerine palm yağı veya kakao çekirdeği atığı eklenir. Bu aldatmaca şekerle tatlandırılır. Çikolatanın (veya şekerin) kalitesi görünümü, kokusu ve tadıyla belirlenebilir. Çikolatanın kokusunu al. Eğer yağ kokuyorsa yemeyin. Ov onu. Ellerinize hamuru gibi bulaşmışsa bu çikolata değildir. Gerçek çikolatayı deneyin, eşsiz tadını hatırlayacaksınız.

  • Yaşınıza uygun miktarda yağ tüketin. Sağlıklı yağlar tüketin: Diyetinizin üçte ikisi doymamış yağlardan oluşmalı ve maksimum üçte biri (tercihen daha az) doymuş yağlardan oluşmalıdır.
  • Daha fazla bitkisel yağ tüketin, hayvan sayısını azaltın.
  • Hidrojenlenmiş ve kısmen hidrojenlenmiş sağlıksız yağlardan ve yağ ikamelerinden kaçının.
  • Çocuklarınıza örnek olun: Fast food restoranlarından yiyecek almayın. (“Eğer bu yiyecek sağlığıma zararlıysa annem ve babam neden yiyor?”) Çocukları abur cuburla teşvik etmeyin veya ödüllendirmeyin. (“Zararlı ise neden ödül olarak vaat ediliyor?”)
  • Ev yapımı unlu mamullerin kalori içeriğini azaltmak için yağlı kremleri meyve püreleri (elma, kuru erik, kabak vb.) ve suyla seyreltilmiş kuru meyve püreleri (kuru kayısı, elma, şeftali) ile değiştirin.
  • Unutmayın: Sağlıklı beslenme sağlığınızın anahtarıdır. Diyetinize dikkat edin ve sağlıklı beslenme ilkelerine bağlı kalın.

Zararlı trans yağların kaynakları hakkında bilmeniz gerekenler?

Bu ürünler trans yağ içerir: margarin, ezme, mayonez ve mayonez bazlı soslar, ketçap, fast food, patates kızartması, cips.

Şekerleme ürünlerinde (waffle, kraker, çörek, kurabiye, kek, şekerleme, dondurma, çikolata kaplama) zararlı trans yağların içeriği, toplam yağ miktarının üçte birinden yarısına kadar değişmektedir. Çorbalar, soslar, tatlılar, kremler, kahveyi "beyazlatmak" için kullanılan tozlar, yarı mamul ürünler, margarinle pişirilmiş ekmeklerin kuru konsantreleri trans yağlar açısından zengindir.

Trans yağlar zararlı ve toksiktir. Vücutta birikerek kalp-damar sistemi hastalıklarına yol açar, ani kalp durması, şeker hastalığı, obezite, kanser, karaciğer hastalıkları, sinir sistemi hastalıkları riskini artırır. Trans yağ tüketimi testosteron (erkek cinsiyet hormonu) miktarını azaltır, kanın viskozitesini artırır, hormonal dengesizliklere ve metabolik bozukluklara yol açar.

YAĞLARIN HİDROJENASYONU sıvı yağların doymamış gliseritlere hidrojen eklenerek katı yağlara dönüştürülmesidir. Kimyasal olarak tüm yağlı maddeler, yağ asitlerinin gliseritleridir, yani gliserolün bahsedilen asitlerle esterleridir. Katı yağlar ve sıvı yağlar arasındaki fark, birincisinin bileşiminde, CnH2nO2 (stearik C18H36O2 ve palmitik C16H32O2) genel formülüne sahip doymuş asitlerin gliseritlerinin hakim olmasıdır. , sıvı yağlarda ise doymamış asitlerin gliseritleri, C n H2 n-2 O 2, C n H 2 n-4 O 2, C n H 2n-6 O 2, vb. genel formülleriyle baskındır (oleik C 18H3402 ve benzeri). Nüfusun artması ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte katı yağların tüketimi büyük ölçüde arttığından ve artık sabun yapımı, stearin üretimi vb. için yeterli olmadığından yağlı tohum kültürünün yaygınlaştırılması yapılması gereken bir görev olduğundan. Daha yoğun hayvancılık görevinden daha erken çözülebilirse, sıvı bitkisel yağlardan hidrojenasyon yoluyla katı yağlar elde etme fikrinin birçok seçkin kimyagerin ilgisini çektiği açıktır. Bu fikir Fransız kimyager Sabatier tarafından zekice uygulandı (bkz. Hidrojenasyon). Yağların hidrojenasyonu için hidrojen ya su gazından ya da elektrolitik olarak elde edilir (bkz. Hidrojen).

Bitkisel yağların fabrika ölçeğinde hidrojenlenmesi ilk kez 1905 yılında Norman tarafından Joseph Crossfield a. Warrington'daki oğullar. Almanya'da Norman'ın patenti altında Emmerich'teki Germania fabrikası 1908'de faaliyete geçti. Aynı yıl, Vilbushevich'in liderliğinde, Nizhny Novgorod'daki Persitsa petrol fabrikasında bir hidrojenasyon tesisi kuruldu ve 1909'da ayda 50 ton nihai ürün üretecek şekilde genişletildi. Ubbelohd'a göre daha sonra yağ hidrojenasyon yöntemlerinde ortaya çıkan çok sayıda değişiklik üç türe indirgenmiştir: 1) katalizör yağ içinde süspanse edilir ve hidrojen bu süspansiyondan küçük kabarcıklar şeklinde geçirilir (Norman yöntemi); 2) hidrojenle doyurulmuş bir atmosferde çok geniş bir yüzeye dağıtılan katalizörün üzerine yağ dökülür (Erdmann yöntemi); 3) Katalizör yağ süspansiyonu formundadır ve minik damlacıklar halindeki bu süspansiyon hidrojen atmosferinden geçer. Rus fabrikaları da dahil olmak üzere çoğu fabrikada, demlik toprağının yüzeyinde biriken moleküler metal Ni'nin az miktarda yağ ile bir boya öğütücüde öğütülmesini sağlayacak şekilde çalışırlar; bu karışım, içinde hidrojenlenecek yağın bulunduğu bir otoklava konulur, belirli bir sıcaklığa (190-220°) ısıtılır ve otoklavdan bir hidrojen akımı geçirilir. Böylece üretim iki aşamaya ayrılır: katalizörün hazırlanması ve hidrojenasyonun kendisi.

Katalizörün hazırlanması. Başlangıç ​​malzemesi nikel sülfat NiS04 · 7H20'dur. 14 ° Ве'ye kadar suda çözülür ve çözeltiye iki kat ince öğütülmüş infüzör toprağı eklenir; karışım, kurşunla kaplı bir fıçıya yerleştirilir ve nikel karbonat, aşağıdaki denkleme göre oluşturulan soda ile çökeltilir:

NiS04 + Na2C03 = NiCO3 + Na2S04.

Üzerinde nikel karbonat biriken siliat toprağı bir filtre presi kullanılarak filtrelenir, sülfürik asit reaksiyonu ortadan kalkana kadar suyla iyice yıkanır, ardından kurutulur, kalsine edilir ve elde edilen nikel oksit, bir hidrojen akışında metalik nikele indirgenir:

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

Kurutma, kalsinasyon ve restorasyon, silindirik bir yatay imbik olan ve M silindirleri üzerinde yavaşça dönen bir Vilbushevich aparatında (Şekil 1) gerçekleştirilir.

İmbik bir O kasasıyla çevrelenmiştir; İmbik ile mahfaza arasındaki boşluğa Y yağ nozulları yerleştirilerek imbiğin 500°'ye ısıtılması sağlanır. Hidrojen imbiğe A borusundan girer; Reaksiyon sırasında oluşan su buharı ile fazla hidrojen, imbiği toz toplayıcı C, buzdolabı F, kaplar: H2S04 ve NaOH ile G ile terk eder ve son olarak H pompası aracılığıyla hidrojen tekrar imbiğe girer. Vilbushevich imbiğindeki nikelin indirgenmesi 8-12 saat sürer, daha sonra imbik soğutulur ve bazen bir patlamanın eşlik ettiği nikel oksidasyonunu önlemek için imbikten 5 dakika boyunca geçirilir. bir karbondioksit akışı. Bundan sonra katalizör iyi korunur.

Hidrojenasyon için yağın hazırlanması. Yağların hidrojenlenmesi işleminin hızlı ve eksiksiz bir şekilde gerçekleşmesi için, işlenecek yağın hem mekanik safsızlıklardan hem de içinde çözünmüş proteinlerden, reçineli, mukoza ve renklendirici maddelerden mümkün olduğunca arınmış olması ve ayrıca serbest olması gerekir. yağ asitleri. En kirli olanlar, H2S04 (%1 1/4 - 1/2) ve NaOH (%1,5-2, 17°Ве'de) ile çalkalanarak saflaştırılması gereken keten tohumu yağı ve ketencik yağıdır (Camelina sativa); geri kalan yağlar genellikle infüzyon toprağı ve çeşitli kil (floridin, kaolin) ile saflaştırılır.

Hidrojenasyon süreci. Arıtılan yağ kazanlarda 190-220°'ye kadar ısıtılarak otoklava aktarılır; ikincisi (Şekil 2), koni şeklinde bir tabana sahip, doldurma ve boşaltma için musluklar, temizlik için bir menhol, emniyet valfli bir basınç göstergesi, bir termometre ve borular ile donatılmış dikey silindirik perçinlenmiş veya kaynaklı bir demir kazandır. hidrojen H akışı ve fazla H1'in uzaklaştırılması için.

Genellikle 2, 3 veya 4 otoklavdan oluşan kurulumlar vardır. Bu durumda, ilk otoklavda reaksiyona girmeyen hidrojen, 2. otoklava, 2. otoklavdan 3. otoklava vb. girer. Otoklavdaki hidrojen besleme borusu genellikle dallara ayrılır; Dallar, gelen hidrojenin hidrojenlenmiş yağı karıştırmasını sağlayan bir dizi küçük delik ile donatılmıştır ve mekanik bir karıştırıcının kullanılması gereksizdir. Otoklavı (A borusundan) ısıtılmış yağla doldurduktan sonra, yukarıda belirtildiği gibi hazırlanan katalizör içine indirilir (B 1, B 2, B 3 pompaları kütleyi bir otoklavdan diğerine pompalar) ve hidrojeni geçirmeye başlar. Hidrojenasyon reaksiyonu ekzotermiktir ve yağ sıcaklığı 300°'nin üzerine çıkabilir, ancak bu durum (gliseritlerin dehidrojenasyonunu ve ayrışmasını önlemek için) 120-150° sıcaklığa ısıtılmış buharın otoklavı çevreleyen mahfazaya geçirilmesiyle ortadan kaldırılır. Tipik olarak bir otoklav 1 metre çapında ve yaklaşık 4,5 m yüksekliğinde yapılır; yağlar yaklaşık 2000 kg kazanır ve katalizör (nikel + infusorial toprak) yaklaşık 30-35 kg, yani.% 1,5, - bu nedenle nikel, yağın ağırlığının yaklaşık% 0,5'idir.

Hidrojenasyon süresi ve katalizör tüketimi, katalizörün aktivitesine, yağın saflık derecesine ve yağ asitlerinin doygunluk derecesine bağlıdır. Ağırlıkça %0,2 oranında yağ içeren aktif bir katalizör yeterlidir. Saf pamuk tohumu ve ayçiçek yağları 2-2,5 saat hidrojenlenir; Keten tohumunun hidrojenasyonu 5-6 saat gerektirir. Ayrıca hidrojenasyonun süresi, yağın getirilmek istendiği doygunluk derecesine bağlıdır. Hidrojenasyon sonuna kadar yapılırsa, tüm doymamış asitler stearik asite dönüşecektir, ancak (örneğin, gıda ürünlerinin hazırlanmasında kullanılan yağlar için) hidrojenasyonun eksik olarak gerçekleştirilmesi ve özelliklerine benzer yağlar elde edilmesi mümkündür. doğal hayvansal yağlar. Hidrojenasyon derecesi, yağdan izole edilen yağ asitlerinin titresinin, yani katılaşma sıcaklığının ve iyot sayısının belirlenmesiyle kontrol edilir. Hidrojenasyon ilerledikçe titre artar ve iyot sayısı azalır. Aşağıdaki tablo, Rus fabrikalarından birinin uygulamasından alınan, başlangıç ​​titresi 17.6 ve iyot sayısı 123 olan ayçiçek yağının hidrojenasyonuna ilişkin verileri göstermektedir.

60° titreye kadar hidrojene edilen ayçiçek yağı kırılgan hale gelir ve kolayca toz haline getirilir. 35°'ye kadar titreye sahip yağlar merhem benzeri bir kıvama sahiptir, 45°'ye kadar titre ise domuz yağına benzer. Çeşitli fabrikalar, çeşitli isimler altında ve farklı kıvamlarda hidrojene yağlar üretmektedir. Örneğin Emmerich'teki Alman fabrikası aşağıdaki ürünleri üretiyor:

Bu rakamlardan talgolün erime noktasının hayvansal yenilebilir yağlara yakın olduğu ve kandelitin teknik amaçlar için uygun olduğu açıktır. Rus fabrikaları ayrıca farklı özelliklere sahip çeşitli isimler (salolin, salomalar, pamuk yağı) altında hidrojene yağlar da üretiyor.

Hidrojenasyon sırasında meydana gelen kimyasal işlemlere gelince, son araştırmalara göre, bunlar daha önce düşünüldüğü kadar basit değil: burada sadece doymamış asitlerin stearik aside dönüşümü meydana gelmiyor, aynı zamanda diğer asitler de ortaya çıkıyor, örneğin oleik asit izomerleri - elaidik ve izooleik asitler; muhtemelen daha fazla doymamışlığa sahip asitlerden dolayı oluşmuşlardır; Görünüşe göre çift bağların hareketiyle ilişkili süreçler de meydana geliyor.

Katalizör rejenerasyonu. Katalizör çalıştıkça kaçınılmaz olarak “zehirlenir”, etkinliğini kaybeder ve yenilenmesi gerekir. Katalizör için özellikle tehlikeli zehirler şunlardır: H2S, Cl, SO2, HCN, CS2, CO ve protein maddeleri. Bu bileşikler hidrojenlenmiş ortama yağ ve hidrojendeki yabancı maddeler şeklinde girebilir. Katalizör yenilenirken, bir filtre presinde filtrelendikten sonra, yağdan arındırılması için bir Merz ekstraktöründe benzinle ekstrakte edilir; daha sonra yağsız katalizör, buharla kaynama noktasına kadar ısıtılan H2S04 içinde çözülür; NiS04 çözeltisi filtrelenir, yeni bir infüzyon toprağı kısmı ile karıştırılır ve yukarıda açıklandığı gibi soda ile çökeltilir.

Yağların hidrojenasyonu için hidrojen tüketimi, yağ asitlerinin doymamışlık derecesine, yağı getirmek istedikleri titreye ve hidrojeni yağla karıştırmaya yönelik cihazların fizibilitesine bağlıdır. J, iyot sayısını, yani eklenen iyotun %'sini belirtirse, M, yağ asidinin kısmi ağırlığıdır, m, karbon atomlarının sayısıdır ve n, hidrojen atomlarının sayısıdır; bu durumda, iyotun atom ağırlığını şu şekilde alırız: 127, bunu elde ediyoruz

2m-n, çift bağlar yoluyla eklenen iyot atomlarının sayısına eşittir. Bu nedenle hidrojen miktarı

Bu formülleri kullanarak hesaplama yapan Barnitz, 100 kg hindistancevizi yağını doyurmak için 1,5-2,5 m3 hidrojenin, pamuk tohumu yağını doyurmak için 12-12,5 m3 ve balina yağı için 12-15 m3 hidrojenin gerekli olduğunu buldu.

Hidrojenlenmiş yağların özellikleri. Hidrojenasyon sırasında sabunlaşma katsayısı biraz azalır, asitlik neredeyse değişmeden kalır (ısıtıldığında artar), kırılma indeksi azalır, özgül ağırlık artar ve solventlerdeki (benzin, eter, benzen) çözünürlük azalır. Bazı yağların, örneğin balina yağının koku özelliği, hidrojenasyon sırasında kaybolur; bu, klupanodonik asit C18 H28 O2'nin, varlığı balina yağının kokusunu belirleyen beş çift bağla kolay indirgenebilirliği ile açıklanır.

Sabitleri gıda yağlarının sabitlerine yakın olduğundan, hidrojene yağların gıdalarda kullanımına karşı hiçbir şey tartışılamaz: İçlerinde Ni varlığına ilişkin korkular temelsizdir: Hidrojenlenmiş yağlar üzerinde yürütülen bir dizi çalışma, Ni'nin İçlerindeki içerik 1 kg yağ başına 0,02-0,675 mg'a ulaşırken, 1 kg sebzede nikel tavada kaynatıldığında 127,4 mg'a kadar Ni bulunur. Hidrojenlenmiş yağların ekonomik önemi çok büyüktür. Avrupa'da şu anda 1,5 milyon tona kadar kapasiteye sahip 80'e kadar hidrojenasyon tesisi bulunmaktadır (SSCB'de - 7 tesis). Ayrıca hayvansal yağlar açısından zengin olan Amerika'da 142.000 tona varan kapasiteye sahip 15 tesis bulunmaktadır.

Lesh'in yöntemi. Tanımlanan yağların hidrojenasyonu yöntemleri aşağıdaki önemli dezavantajlara sahiptir: 1) yüksek hazırlama maliyeti, 2) rejenerasyon işlemlerinin süresi (yağ filtreleme, vb.), 3) işlemin kesintili olması, 4) infusorial toprağın neden olduğu yağın hidrolizi. Tüm bu eksiklikler 1923 yılında önerilen ve genel ilgi gören Lesh yöntemiyle giderilmiştir. Bu yöntem henüz büyük ölçekte uygulanmadı ancak Loders & Nucoline Ltd.'de önemli bir kurulum zaten mevcut. Silvertown, Londra, 2. Yöntem, yağın sürekli bir akış halinde cips formunda aktifleştirilmiş nikelle doldurulmuş bir dizi silindirden geçirilmesini içerir; Petrolün hareketine doğru bir hidrojen akımı akar. Yöntemin özelliği nikel talaşlarının aktivasyonudur. İkincisi silindirlerdeki tel sepetlere yerleştirilir. Etkinleştirmek için sepetler silindirlerden çıkarılır ve içinden bir elektrik akımının (Ni - anot, çözelti - katot) geçtiği% 5'lik bir Na2S04 çözeltisine daldırılır. Ni'nin anodik oksidasyonu meydana gelir ve ikincisi ince bir peroksit tabakasıyla kaplanır; ikincisi düşük sıcaklıkta hidrojen ile kolayca çok aktif bir metalik Ni yüzeyine indirgenir. Bir Lesch aparatında hidrojenasyon üç hafta boyunca sürekli olarak gerçekleştirilebilir; Katalizörün yenilenmesi iki gün gerektirir.

Yağ işleme endüstrisinin bu önemli dalı, margarin ve yemeklik katı yağların yanı sıra diğer bazı teknik ürünlerin üretimi için esas olarak katı yağların gerekli olması nedeniyle günümüzde yaygın bir gelişme göstermiştir. İkincisine yönelik artan ihtiyaç, büyük ölçüde hidrojenasyon yoluyla elde edilen sertleştirilmiş sıvı yağların kullanılmasıyla karşılanmaktadır.

Endüstride, hidrojenasyon için, oleik, linoleik, linolenik ve diğer doymamış yağ asitleri ile gliserid formunda az miktarda doymuş asit içeren pamuk tohumu, ayçiçeği, soya fasulyesi ve diğer bitkisel yağlar kullanılmaktadır. Deniz hayvanlarının yağları arasında dört ve beş çift bağa sahip yağ asitlerinin gliseritlerini içeren balina yağı en fazla hidrojene olanıdır. Kürlenmiş hidrojenasyon ürününe saloma adı verilir.

Yağların hidrojenasyon için hazırlanması, bunların serbest yağ asitlerinden ve katalizörün aktivitesini olumsuz yönde etkileyen ve hidrojenasyonun teknolojik rejimini bozan çeşitli doğal safsızlıklardan arındırılması için rafine edilmesi anlamına gelir.

Doyma sürecini hızlandıracak bir katalizör olarak endüstri, yağın hidrojenle temas yüzeyini artıran, oldukça dağılmış tozlar formundaki nikel ve bakır-nikel tuzlarını kullanır. Yenilebilir domuz yağı elde etmek için yağın hidrojenle doyurulması işlemi 190-220 ° C sıcaklıkta gerçekleşir. Yağ sertleştirme işleminin özü, sıvı yağların bir parçası olan doymamış yağ asitlerinin gliseritlerinin hidrojen ile doyurulması ve doymuş asitlerin katı gliseritlerine dönüşmesidir. Reaksiyon her çift bağa bir hidrojen molekülü eklenecek şekilde ilerler.

Katalizörlerin varlığında hidrojen ekleme reaksiyonunun doğası, bunun tersine çevrilebilirliğini belirler, yani hidrojenasyon işlemiyle birlikte ters bir işlem - dehidrojenasyon - meydana gelebilir.

Hidrojen ekleme reaksiyonu, reaksiyona giren maddelerin üç toplanma durumunda (sıvı - yağ, katı - katalizör ve gaz halinde - hidrojen) olduğu heterojen bir ortamda meydana gelir. Bu üç maddenin aynı anda çarpıştığı yerlerde doygunluk meydana gelir. Yağ ile katalizör arasındaki temas noktalarında hidrojen yoksa reaksiyon ters yönde ilerleyebilir. Bu koşullar altında dehidrojenasyon meydana gelir.

Teknik hidrojenasyon temel olarak seçici bir işlemdir çünkü hızı farklıdır ve çift bağların sayısına ve bunların hidrojenlenmiş yağın gliseritleri içindeki konumlarına bağlıdır. Bu yağın içerdiği doymamış yağ asitlerinin radikallerinin hidrojen ile seçici bir doygunluğu vardır. Daha fazla doymamış yağ asitleri, daha az doymamış olanlara kıyasla ilk önce hidrojenlenir. Böylece, iki çift bağ içeren linoleik asit, oleik asitin doymuş stearik asit haline gelmesinden daha hızlı bir şekilde oleik asit halinde hidrojenlenir. Linolenik asitte, 15-16 pozisyonundaki çift bağ, 12-13 pozisyonundakinden daha hızlı hidrojenlenir ve 9-10 pozisyonundaki çift bağ en yavaş hidrojenlenir. Deniz hayvanları ve balıkların yağlarında, dört ve beş çift bağa sahip doymamış asitler, gözle görülür doymuş asit oluşumu olmaksızın öncelikle hidrojen ile doyurulur. Palmitik ve stearik asitler ancak yağın iyot sayısı 84-85'e ulaştıktan sonra oluşmaya başlar. Daha yüksek moleküler ağırlığa ve aynı derecede doymamışlığa sahip yağ asidi gliseritleri, daha düşük moleküler ağırlığa sahip gliseritlerden daha yavaş hidrojenlenir.

Doğal yağların hidrojenasyonu sırasında, gliseridlerdeki asitlerin farklı asitlerle doyma sırasına göre ilginç bir düzen vardır. Örneğin pamuk tohumu yağında tristearinin tamamen yer değiştirmesi ancak palmitik asit içeren gliseritlerin doygunluğundan sonra meydana gelir. Bu, stearik asidin palmitik ve diğer düşük molekül ağırlıklı asitlerle karşılaştırıldığında oleik asidin doyma oranını azalttığını gösterir. Kolza tohumu yağının yavaş hidrojenlenmesi süreci, diğer bazı nedenlerin yanı sıra, yüksek molekül ağırlıklı erusik asidin, bu yağda çok asitli gliseritler formunda bulunan linoleik asidin hidrojenasyonu üzerindeki önleyici etkisi ile açıklanmaktadır.

Yağların hidrojenasyonunun seçiciliği, yağın doğasına ve proses koşullarına bağlıdır. Bu durumda pratikte mutlak bir seçicilik gözlenmez. Yağ hidrojenasyonunun seçiciliği artan sıcaklıkla artar; bu, linoleik asit gliseritlerin doygunluk oranındaki bir artışa ve oleik asit gliseritlerinde bir azalmaya yansır.

Hidrojenasyon sırasında basınçtaki bir artışa, reaksiyonun hidrojen basıncıyla orantılı olarak hızlanması eşlik eder. Artan basınçla birlikte hidrojenasyonun seçiciliği azalır ve linoleik asit gliseritlerin doygunluğu, oleik asit gliseritlerinkinden daha az artar.

Katalizörün aktivitesinin arttırılması hidrojenasyon reaksiyonunu hızlandırır ancak seçiciliğini azaltır. Bu öncelikle linoleik asit gliseritlerin doyma hızının azalmasını ve oleik asit gliseritlerin doyma hızının artmasını etkiler.

Katalizöre yüksek yoğunlukta hidrojen verildiğinde, özellikle basınç altında, mutlak seçicilikten önemli bir sapma ile hidrojenasyon meydana gelir.

Yağların hidrojenasyonu sırasında, çift bağların doygunluğu süreciyle birlikte, çift bağların hem eliminasyonu hem de göçü nedeniyle doymamış asitlerin konumsal ve geometrik izomerlerinin oluşumu eş zamanlı olarak meydana gelir.

Temel olarak göç, çift bağların bir yerde ve çok daha az ölçüde orijinal konumlarının sağında veya solunda iki yerde yer değiştirmesiyle meydana gelir. Hidrojenasyon sırasında yağ asidi radikallerinin izomerizasyonu, izooleik, izoelaidinik, konjuge ve konjuge olmayan dienoik asitlerin cis-, trans-, trans-cis- ve trans-trans konfigürasyonlarının oluşumuna yol açar. Hidrojenasyon sıcaklığının artmasıyla trans asitlerin miktarı artar ve konjuge dienoik asitler azalır. Hidrojenasyon sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla izooleik asit oluşur. Basınçtaki bir artış, katalizör yüzeyine daha fazla hidrojen sağlanması nedeniyle izooleik asit birikiminde bir azalmaya yol açar. Bu nedenle reaksiyon bileşenlerinin karıştırma yoğunluğunun artmasıyla aynı etki gözlenir.

Hidrojenasyon sırasında yağın sertleşmesi ana süreçlerine ek olarak yan reaksiyonlar da meydana gelir ve bazı üretim kayıplarına neden olur. Böylece yağın termal parçalanması sırasında serbest yağ asitleri, akrolein ve ketonlar oluşabilmektedir. Akrolein su ile kolayca reaksiyona girerek hidrakrilik aldehit oluşturur. Yüksek bir hidrojenasyon sıcaklığında, ikincisi suyla etkileşime girerek asetaldehit, formaldehit, formik asit ve metanol üretir. Nemin girişi, serbest yağ asitleri ve gliserol oluşumuyla yağın hidrolitik parçalanmasını mümkün kılar. Hidrojenasyon için sağlanan hidrojen safsızlıkları, CO2 ve CO, bir katalizör varlığında metan ve suya indirgenir.

Teknik hidrojenasyon işlemi sırasında yağ asitlerinin doymamış radikallerine hidrojen eklenmesi nedeniyle yağ kütlesinde %0,05-0,20 oranında hafif bir artış meydana gelir. Bununla birlikte, rafinasyon ve hidrojenasyon sırasındaki toplam yağ kaybı miktarı, hidrojen ekleme reaksiyonundan kaynaklanan ağırlık artışını aşmaktadır. Aynı zamanda yağların hidrojenasyonu sırasında aşağıdaki kayıplar meydana gelir: yağın termal ve hidrolitik parçalanması sonucu oluşan uçucu maddelerle; yağ tutuculardan çıkan su ile; filtre pres peçeteleri ile; katalizör rejenerasyonu sırasında; mekanik.