Использование отходов масло-жирового производства для приготовления пластичных смазок Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

1

537.8

'Я

ізуче-іа из-

ЗВНЫХ

іацил-

взяты

іа.

оизво-

грвале

ой ак-

Ч

л»

~гіГ

кфазно-ірашаю-опреде-а грани-

енности

188 Та,

,о 353°К. сфазного дсолнеч-:имостей :мых жи-шжается

иные на іем Этве-

;ностного

Этвеша:

и Т кр

критическая температура растворения приведены в таблице.

Таблица

Вид жира, напряженность электромагнитного поля. Тл Константы уравнения Эгвеша

% Т 1 кр

Жир свиной 1,43 424

0,081 ' 1,93 406

О-, 138 0,67 550

0,188 1.34 432

Масло кокосовое і ;з8 434

0,081 1,88 417

0,138 0,59 581

.0,188 1,53 428

Масло подсолнечное 1.47 424

0,081 0,52 575 .

0,138 0,72 531

.0,188 1,42 432

Из анализа данных таблицы следует, что Коко-

леблется в пределах 0,52—1,93. Это свидетельствует о том, что мы имеем дело с ассоциированными жидкостями, так как для неассоциированных жидкостей Ко~ 2,2 [3]. Ассоциация молекул триа-цилглицеролов может быть обусловлена ван-дер-ва-альсовыми силами При наложении электромагнитного поля наиболее сильная ассоциированность для свиного жира и кокосового масла наблюдается при напряженности поля 0,138 ТЛ, а для подсолнечного масла — 0,081 и 0,138 ТЛ.

Критическая температура, при которой достига-

ется состояние идеальной растворимости, согласно табличным данным, лежит в интервале 406— 581°К. Наложение поля изменяет ТКр, достигая максимума при напряженности поля 0,138 Тл для свиного ,жира и кокосового масла и 0,081—0,138 Тл — для подсолнечного масла.

Таким образом, наиболее эффективной является/ электромагнитная обработка свиного жира и кокосового масла при напряженности поля 0,138 Тл, а для подсолнечного масла — при 0,081 и 0,138 Тл. В этом случае наблюдается резкое увеличение ассоциированности молекул триглицеридов, а рост температуры приводит к более резкому снижению межфазного натяжения, что в свою очередь способствует образованию мелкодисперсной водно-жировой эмульсии и увеличению скорости реакции омыления жиров. Эти эффекты могут быть использованы в решении задачи интенсификации процессов, в которых основными реагирующими компонентами являются жиры и водные растворы реагентов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Влияние электромагнитной активации на поверхностную активность жирных кислот / В.Ф. Кривенко. В.И. Мартоп-щ\’к, Е.П. Корнена и др. // Изв. вузов. Пищевая технология —\ 1991. — № !—3. — С. 28—30.

2. Мартовщ'ук В.И., Мгебришвили Т.В. Поверхностная активность сопутствующих веществ в гексановых мисцел-лах подсолнечного масла // Масло-жировая пром-сть. — 1078 — Л»6. — С. 14—10.

3. Химия. Справ, руковод. — Л,: Химия, 1975. — 576 с.

Кафедра технологии жиров

Поступило 25.12.92

665.004.8:665.637.6

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ МАСЛО-ЖИРОВОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ПЛАСТИЧНЫХ САЛАЗОК

М.п. АЗНАУРЬЯН, Н.Т, ЕЛОШВИЛИ,

А.В. НАЗАРОВ, Н.М. ЯКУБОВИЧ,

С.В. МЕЩЕРЯКОВ, Ю.А. ТЫРСИН

Московский жировой комбинат Государственная академия нефти и газа им. И.М. Губкина

Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Исследована возможность производства литиевых смазок с использованием в качестве загустите-

лей мыл стеариновой кислоты, пальмового масла, саломаса, соапстокэ и кубового остатка‘дистилля-0 ции жирных кислот при получении косметического стеарина (гудрон). Показана высокая загущающая способность -литиевого мыла гудрона в масле И-50А, не уступающая чистому стеарату лития.

Современные пластичные смазки являются высокоэффективным смазочным материалом, имеющим перед маслами ряд преимуществ: лучшие низкотемпературные свойства, способность удер* живаться на вертикальных поверхностях и в откры-

тых узлах трения, содержать н объеме значительное количество твердых функциональных добавок, лучше защищать от коррозии. Характерная особенность смазок — наличие пространственного структурного каркаса, образованного загустителем и удерживающего в объеме дисперсную среду — обычно минеральное или (и) синтетическое масло с добавками. Течение смазки происходит только под действием нагрузки, после снятия которой каркас мгновенно восстанавливается. В качестве загустителей используют вещества различной природы: мыла, нефтяные воски, пигменты, бентониты, высокодисперсный силикагель [1].

Наиболее распространены мыльные загустители, среди которых можно выделить литиевые мыла жирных кислот. Смазки на основе таких мыл имеют высокие эксплуатационные свойства и весьма технологичны в производстве. В ассортименте современных пластичных смазок наиболее широко представлена именно эта категория смазок. Самые качественные литиевые смазки получают на базе оксистеариновой кислоты (цапример, известная многоцелевая автомобильная смазка литол-24, используемая для смазки многих узлов трения, в том числе для подшипников ступиц колес, где она может работать в 2—3 раза дольше, чем солидол). Однако 12-оксистеариновая кислота и сырье для ее получения — касторовое масло преимущественно импортного происхождения, их стоимость и дефицит в настоящее время чрезвычайно высоки. Так, цена 1 т касторового масла составляет около 2 тыс. долларов США. Достаточно дорога сейчас и стеариновая кислота, также используемая в производстве многих современных смазок (№158, ЦИА-ТИМ-201, ЦИАТЙМ-203, ВНИИНП-242 и др.). Поэтому проблема нахождения альтернативных источников сырья для производства литиевых смазок весьма актуальна. *

Технические нормальные насыщенные кислоты (стеариновая) выделяют из растительных масел, животных жиров и саломасов путем расщепления водой при 220—250°С и давлении 25—60* 10° Па. Полученную смесь дистиллируют — очищают от сопутствующих веществ и методом кристаллизации или прессования разделяют жирные кислоты на твердые и жидкие. Твердый прессовый стеарин используют для получения технических стеаринов и стеариновой кислоты различной чистоты. Стеарин технический служит «омыляемым» сырьем при производстве литиевых и реже алюминиевых, бариевых и натриевых смазок. Для приготовления с.мазок в основном применяют стеарин технический первого и второго сортов, с температурой застывания соответственно не ниже 58 и 53°С (ГОСТ 6484—64).

Ограниченное применение имеют в производстве смазок технические нефтяные кислоты (асидолы и мылонафты), канифоль и галловое масло.

Попытки использовать для приготовления литиевых смазок синтетические жирные кислоты СЖК, получаемые окислением парафина кислородом воздуха в присутствии катализаторов, не достигли успеха.

Перспективным сырьем для производства мыльных загустителей являются смеси жирных кислот,

. получаемые в качестве побочных продуктов и отходов на различных стадиях масло-жирового производства. Литиевые мыла на базе таких кислот имеют, в принципе, более высокий загущающий эффект, чем литиевые мыла индивидуальных кислот [2].

Для получения литиевых пластичных смазок использовали технический стеарин, пальмовое масло, применяемое для приготовления смазок за рубежом, саломас, соапсток, кубовый остаток дистилляции жирных кислот при получении косметического стеарина (гудрон).

Технический саломас получают гидрогенизацией растительных масел и жиров (ОСТ 18-263-75). Температура плавления саломаса в пределах 58— 61°С.

Соапсток является отходом стадии рафинации растительных масел, жиров и саломаса и представляет собой смесь натриевого мыла жирных кислот — нейтрального жира, свободной щелочи и воды.

Гудрон содержит свободные жирные кислоты, моно-. ди- и триглицериды, продукты полимеризации и другие примеси.

Мыла готовили следующим образом. В химический стакан на 250 см отвешивали 100 г сырья и смешивали со 100 см3 дистиллированной воды. Содержимое стакана нагревали на водяной бане до 80°С при непрерывном перемешивании мешалкой. После полного расплавления сырья, не прекращая перемешивания, вводили из капельной воронки расчетное количество ЫОН. Процесс омыления длится 6 ч при 80—100°С. В конце производили корректировку щелочности до слабой розовой окраски фенолфталеина в реакционной смеси. Полученное мыло подвергали промывке дистиллированной водой, фильтрации и сушке при 70—80°С до воздушно-сухого состоян ия

В различных смазках, в зависимости от технических требований и назначения смазки, концентрация стеарата лития может варьировать от 3 до 20%. Один'из главных показателей качества смазок — предел прочности на сдвиг и коллоидная стабильность. Считается, например, что автомобильная смазка будет иметь удовлетворительней объемно-механические свойства при значении предела прочности 350—450 Па. Норма по этому

показ

350—

лоидн

превь

ЖирОЕ

цент]

смаз

Стеара

Гудроь

Гудрон

Салом:

Соапст

Пальм!

Заг;

велит

МИНИН

прово; смазон На; ряд ф; лажде; ция за

СИ0НН1

ИСПОЛ1

рое вх См а до 210 ном { 5 °С/. 15% м в табл]

1993

водст-

идолы

лити-СЖК, їм воз-

ЇТИГЛИ

мыльне лот, і отхо-произ-кислот [ющий IX кис-

смазок ьмовое азок за эк дис-

ІСМЄТИ-

■ениза-63-75). їх 58—

инации

іедстав-

кислот

И ВОДЬ!.

зелоты.

мериза-

ЩМИЧЄ-

сырья и й воды, бане до палкой, жращая зоронки шления зводили звой ок-и. Полу-іирован-)°С до

показателю для смазки ЦИАТИМ-201 составляет 350—500 Па, для литол-24 — 500—1000 Па. Коллоидная стабильность для этих смазок не должна превышать соответственно 26 и 12% [3].

Таблица

Жировое сырье, концентрация мыла в смазке 15% масс Охлаждение Предел прочности при 20°С, Па Коллоидная стабильность, %

Стеарат лития Медленное •470 10,9

То же Быстрое 530 5,6

Гудрон (1-й образец) Медленное 500 5,2

То же Быстрое 500 3,8

Гудрон (2-й образец) Медленное 540 5,6

То же Быстрое 480 5,2

Саломас Медленное 100 —

То же Быстрое 130 —

Соапсток Медленное, 200 —

То же Быстрое ' 280 —

Пальмовое масло Медленное 160 —

То же Быстрое 260 —

Загущающую способность мыл оценивали по величине предела прочности при 20°С, задавшись минимальной величиной 350 Па, ниже которой не проводили измерение коллоидной стабильности смазок.

На загущающую способность мыл может влиять ряд факторов, в частности режим и скорость охлаждения мыльно-масляного расплава, концентрация загустителя, щелочность мыла, состав дисперсионной среды. В качестве дисперсионной среды использовали масло индустриальное И-50А, которое входит в состав многих смазок.

Смазки готовили на сухих мылах путем варки до 2 Ю°С. Смазки охлаждали в быстром и медленном режиме, соответственно 50—70 и 3— 5 °С/мин. Концентрация загустителя составляла 15% масс. Результаты исследований представлены в таблице.

В качестве эталона загущающей способности было взято литиевое мыло чистой стеариновой кислоты. Установлено, что Для ОБ! предпочтительнее быстрое охлаждение, что коррелирует с промышленным процессом производства смазки ЦИА-

ТИМ-201.

Загущающая способность литиевых мыл различных образцов гудрона стабильна и весьма высока. Это характерно и для показателя коллоидной стабильности. Гораздо ниже загущающая способность литиевых мыл соапстока, пальмового масла и саломаса. Вместе с тем представляется перспективным проведение дальнейших исследований соапстока как альтернативного сырья для производства смазок. В большинстве исследованных образцов быстрое охлаждение давало незначительное ухудшение показателей качества смазок.

ВЫВОДЫ

1. При производстве литиевых смазок наибольшего внимания заслуживают гудрон, а также отчасти соапсток.

2. При использовании различных партий отходов в качестве сырья возможно получение смазок с различным уровнем свойств, что, однако, можно преодолеть, используя функциональные добавки, в том числе регулирующие загущающую способность и другие реологические характеристики. Рецептуры таких смазок, разработанные на кафедре химии и технологии смазочных материалов ГАНГ, позволяют получать продукты, близкие к товарным многоцелевым и рабоче-консервационным, которые применяются в автотранспорте (потребность в таких смазках составляет не менее 30 .тыс. т в год).

3. Возможно применение полученных литиевых мыл для приготовления полужидких автомобильных и железнодорожных смазок.

Кафедра технологии жиров и биоорганического синтеза Поступила 10.11.92

г техни-концен-от 3 до тва сма-[лоидная автомодельное. НИИ пре-[0 этому