КАТАЛіТИЧНЕ ОКИСНЕННЯ ЦИКЛОГЕКСАНУ В ПРИСУТНОСТі АМіНОКИСЛОТ ТА їХ ПОХіДНИХ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

13. Галстян, А. Г. Кинетика и механизм окисления 4-нитротолуола озоном в растворе уксусной кислоты в присутствии ме-таллбромидного катализатора [Текст] / А. Г. Галстян, Н. Ф. Тюпало, П. Ю. Андреев // Кинетика и катализ. - 2003.- Т. 44, № 1. - С. 91-94.

14. Галстян, А. Г. Окисление п-крезола озоном в уксусном ангидриде [Текст] / А. А. Седых, А. Г. Галстян // Журн. прикл. химии. - 2006. - Т. 79, № 1. - С. 125-128.

15. Барышников, С. В. Вычислительная математика в химии и химической технологи [Текст] / С. В. Барышников, Р. Б. Медведев, Ю. Я. Фиалков. - Киев: Вища школа, 1986. - 456 с.

16. Эмануэль, Н. М. Успехи химии органических перекисных соединений и аутоокисления [Текст] / Н. М. Эмануэль. -М.: Химия, 1969. - 495 с.

17. Захаров, И. В. Механизм и параметры окисления алкилароматических углеводородов в присутствии ионов кобальта и брома [Текст] / И. В. Захаров, Ю. В. Галетий // Нефтехимия. - 1978.- Т. 18, № 4. - С. 615-621.

18. Эмануэль, Н. М. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе [Текст] / Н. М. Эмануэль, Е. Т. Денисов, З. К. Майзус. - М.: Наука, 1965. - 375 с.

19. Комиссаров, В. Д. Цепное разложение озона в системе СН3СН0-03-02 [Текст] / В. Д. Комиссаров, И. Н. Комиссарова, Г. К. Фаррахова, Е. Т. Денисов // Изв. АН СССР. Сер.хим. - 1979. - № 6. - С. 1205-1212.

Дослиджено ятсну та кшьтсну дю на ридин-нофазне гомогенно-каталтичне окиснення цикло-гексану бтарних каталтичних систем складу: нафтенат кобальту та амтокислоти рiзноi будови, а також iндивiдуального каталiзатора -кобшльтовоп солi 2-(гептадеканошамт) пентадю-новоi кислоти (КСГПК). Визначено вплив попе-редньоi ультразвуковоi обробки КСГПК на процес окиснення. Встановлено залежностi ятсного та кшьтсного складу продуктiв реакци вид природи добавки та и концентраци

Ключовi слова: амтокислоти, каталтичш системи, ридиннофазне окиснення, каталiз, цикло-

гексан, циклогексанол, циклогексанон

□-□

Исследовано качественное и количественное влияния на жидкофазное гомогенно-каталитическое окисление циклогексана бинарных каталитических систем состава: нафтенат кобальта и аминокислоты разного строения, а также индивидуального катализатора - кобальтовой соли 2-(гептадеканоиламин) пентадионовой кислоты (КСГПК). Определено влияние предварительной ультразвуковой обработки КСГПК на процесс окисления. Установлены закономерности качественного и количественного состава продуктов реакции от природы добавки и ее концентрации

Ключевые слова: аминокислоты каталитические системы, жидкофазное окисление катализ, циклогексан, циклогексанол, циклогексанон

УДК 661.7:547.2/4

|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.29586|

КАТАЛ1ТИЧНЕ ОКИСНЕННЯ ЦИКЛОГЕКСАНУ В ПРИСУТНОСТ1 АМ1НОКИСЛОТ ТА ТХ ПОХ1ДНИХ

О. О. Супрун

Астрант* E-mail: terick-zol@rambler.ru В. В. Реутський

Доктор техшчних наук, професор* E-mail: reutskyy@yahoo.com О. С. I в а щу к

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник* E-mail: ivaschuk@polynet.lviv.ua С. О. Мудрий Кандидат техычних наук, молодший науковий ствроб^ник* E-mail: mso1984tm@mail.ru *Кафедра технологи оргаычних продуклв Нацюнальний уыверситет «Львiвська полЬехшка» вул. С. Бандери, 12, м. Львiв, УкраТна, 79013

1. Вступ

На сьогодш каталггичне окиснення вуглеводшв мае важливе економiчне та промислове значення. Зараз залишаеться актуальною проблема пошуку нових ефективних каталiзаторiв та 1х модершзащя для цих

процеав. Дана робота спрямована на дослщження синтезованого металовмшного каталiзатора та моди-фжащю каталиичних систем, шляхом використан-ня добавок до промислового каталiзатора, у процеа окиснення циклогексану (ЦГ). Одним i3 напрямюв розвитку сучасно! хiмiчноi промисловосп е наближен-

g

ня до природних бiохiмiчних процеив, що каталiзу-ються ферментами, якi складаються з амiнокислот. З огляду на це, стають актуальними дослiдження по впливу амшокислот та '¿х похщних на процес го-могенно-каталiтичного рщиннофазного окиснення циклогексану.

2. Лiтературний огляд

Для штенсиф^ацп окиснення циклогексану дослiджувались фiзико-хiмiчнi та хiмiчнi методи. Ультразвук, який вщноситься до фiзико-хiмiчних методiв, через ускладнення апаратурного оформ-лення не досяг застосування у промисловост [1]. Солi металiв змiнноi валентностi, як каталiзатори окиснення циклогексану набули широкого викори-стання у промисловостi. Але при застосуванш цих каталiзаторiв не виршеною залишаеться проблема невисоких значень конверсп та селективностi. Рь шенням стало дослiдження бiнарних каталiтичних систем на основi промислових каталiзаторiв [1], а також пошук нових каталiзаторiв для iнтенсифiкацii процесу - окиснення ЦГ використовуючи метало-вмiснi гетерогенш каталiзатори [2], окиснення ЦГ в присутност Au/MgO [3], рiдиннофазне окиснення ЦГ на титановмшних цеолiтах [4].

На сьогодшшнш день iнтенсивно дослщжуеться ферментативний каталiз, в якому застосовуються ферментнi препарати бiлковоi природи, яю в свою чергу складаються з амшокислот рiзноi будови. 1мо-вiрно, що за рахунок наявностi в амшокислотах двох функцiональних груп вони можуть виконувати роль модифжатора та впливати на склад продукив реак-цii, приймаючи участь в утворенш комплексу з ката-лiзатором. З лиературних джерел вiдомо про спроби застосовування ам^в та кислот в приготуванш ка-талiтичних систем для окиснення циклогексану [8]. Тому використання амшокислот та '¿х похщних для каталiзу окиснення вуглеводнiв викликае науковий штерес, зважаючи на те, що систематичш дослщжен-ня по '¿х впливу на цей процес у лiтературi вiдсутнi.

Застосування органiчних сполук рiзноi природи, якi здатш до утворення комплексiв iз каталь затором дае можливiсть регулювати актившсть та селективнiсть гомогенно-каталiтичного окиснення вуглеводшв. Саме здатнiсть цих речовин до комп-лексоутворення i характеризуе '¿х дiю на розвиток процесу окиснення. [1]. Зазначимо, що щ комплекси мштять у своему складi, як «ль металу змiнноi валентности так i органiчну складову - кисневмшш сполуки рiзноi будови [5]. З попередшх дослiджень вiдомо, що амшокислоти [6] та '¿х похщш [7] мають значний вплив на процес окиснення ЦГ. Саме тому е дощльним '¿х дослiдження у попередньо створенш каталiтичнi сумiшi складу: каталiзатор-кислота.

Метою дослiджень е створення селективних ката-лiтичних систем для процесу окиснення циклогексану за учаси амшокислот та '¿х похiдних.

Для и досягнення необхiдно визначити законо-мiрностi ди iндивiдуальних амiнокислот, '¿х похiдних та каталiтичних систем з '¿хньою участю та провести дослвдження по впливу концентрацп добавок в ката-лiтичнiй системi.

3. Результати дослщжень окиснення циклогексану та ¡х обговорення

Дослiджувався вплив на процес гомогенно-ка-талiтичного окиснення циклогексану бшарних ка-талiтичних систем, що складались з нафтенату кобальту (НК) та амшокислот - глщину (ГЦ), амь носульфоново' кислоти (АС). А також дж шдивщу-ального каталiзатора - кобальтово' солi 2-(гептаде-каноiламiн) пентадюново' кислоти (КСГПК) (рис. 1).

О

Со °/х°

О

ки

°=с°

С17И35

Рис. 1. Кобальтова сiль 2-(гептадеканоТламш) пентадюновоТ кислоти

3. 1. Умови проведення процесу

Закономiрностi рiдиннофазного окиснення циклогексану в присутносп каталиичних систем [НК - кислота] вивчали при температурi 413 К i тиску 1,0 МПа в реакторi барботажного типу. Концентрацiя солi металу змiнноi валентностi (НК) становила 5,0*10-4 моль/л.

3. 2. Дослщження впливу амiнокислот

При аналiзi одержаних експериментальних даних насамперед нас щкавили показники процесу при конверсп циклогексану близьких до 2 % та 4 %. Показник Х=2 % вибираеться з огляду на те, що це критична конверая, при якш можливо спостертти практичний ефект застосування каталiзатора процесу; значення Х=4 % е близьким до параметрiв виробничого процесу окиснення циклогексану [9, 10].

Результати отримаш при окисненш циклогексану у присутносп каталиичних систем [НК - Добавка] по-рiвнювалися з тими показниками, як було досягнуто при проведеннi процесу у присутност iндивiдуально-го НК за таких самих умов (табл. 1).

Для визначення юльюсного впливу добавки в ката-лiтичнiй системi були проведенi дослщження процесу при рiзному спiввiдношеннi ГЦ з НК (НК+ГЦ (1:1); НК+ГЦ (10:1)). Вмкт НК в реакцшнш сумiшi залишав-ся сталим (СНК=5,0*10-4 моль/л).

Дослiдження по впливу амшокислот, у складi бiнарних каталiтичних систем, показали, що добавки мають характерний вплив на в« показники окиснення. На початкових стадiях окиснення ус ви-користанi речовини понижають юльюсть накопичу-ваного ГПЦГ, м^мальне значення зафiксоване при додаваннi НК+ГЦ (10:1) ^(ГПЦГ)=12,68 %) (рис 2, а). Однак у процес розвинутого окиснення селектив-ностi за ГПЦГ усх каталiтичних систем знаходяться в достатньо вузькому дiапазонi 9,2^11,2 % (табл. 1, рис. 2, б).

Таблиця 1

Показники окиснення циклогексану при значеннях конверси Х=2 %, Х=4 % Т=413 К, Р=1,0 МПа, СНК=5,0х10-4 моль/л

Каташ-затор 8(ГП-ЦГ*), % мол. Б(К), % мол. 8(ЕС), % мол. 8(ЦОЛ), % мол. Э(ЦОН), % мол. [ЦОЛ/ ЦОН]

Конверая Х ~ 2 %

НК 22,11 15,84 0,00 36,70 25,35 1,44

ГЦ - - - - - -

НК+ГЦ (1:1) 19,24 4,62 0,00 51,10 25,04 2,04

НК+ГЦ (10:1) 12,68 3,38 20,29 43,42 20,22 2,14

НК+АС 16,24 5,35 0,00 52,50 25,91 2,02

Конверая Х ~ 4 %

НК 10,40 19,62 5,94 37,92 26,11 1,45

ГЦ - - - - - -

НК+ГЦ (1:1) 9,29 6,44 0,00 54,10 30,17 1,79

НК+ГЦ (10:1) 11,11 4,17 16,67 46,17 21,89 2,11

НК+АС 9,94 6,21 7,45 48,88 27,52 1,77

Примгтка: * - ГПЦГ - гiдроnероксид циклогексилу, К - дикар-боновi кислоти, ЕС - естери, ЦОЛ - циклогексанол, ЦОН - ци-клогексанон

Добавки мають суттевий вплив на вмкт дикарбо-нових кислот в оксидап, бшьшу частину яких складае адитнова кислота. У« запропонованi модифiкатори в декшька разiв знижують значення S(к) (рис 3, а), а використання НК+ГЦ (10:1) при Х~4 % сприяе змен-шенню селективностi за кислотами в 4,7 разiв по ввд-ношенню до НК (табл. 1, рис. 3, б).

Х ~ 2 %

20 15 10 5 0

а

Х ~ 4 %

20 15 10 5 0

Рис. 2. Вплив амшокислот на селективносп за ГПЦГ: а — конверая Х~2 %; б — конверая Х~4 %

Рис. 3. Вплив амшокислот на селективносп за дикарбоновими кислотами: а — конверая Х~2 %; б — конверая Х~4 %

Анaлiзуючи показники юлькост накопичен-ня естерiв, доходимо висновку, що вплив досль джуваних речовин неоднозначний. Використання НК+ГЦ (1:1) дозволяе максимально знизити показ-ник S(ес) (при Х~4 %). Однак та сама добавка, але меншого сшввщношення у кaтaлiтичнiй систем! НК+ГЦ (10:1) призводить до зб^ьшення селектив-ностi за ефiрaми на обох стaдiях окиснення (табл. 1, рис. 4, а, б).

Дослщження окиснення циклогексану у при-сутностi бiнaрних кaтaлiтичних систем до складу яких входили ГЦ та АС засвщчили, що амшокис-лоти iз спiввiдношенням до НК (1:1) дещо збшь-шують кiлькiсть накопичуваного ЦОН (Х~4). А також вони у вих випадках використання, сутте-во збiльшують селективностi за ЦОЛ. Це призводить до зб^ьшення значення важливого показника окиснення - сшввщношення продукНв ЦОЛ/ЦОН (рис. 5, а). Найвище значення якого досягаеться

при використант НК+ГЦ (10:1) - 2,11 (Х~4 %), за рахунок зниження селективноси за ЦОН. У той час як використання НК+ГЦ (1:1) шдвищуе сшввщношення ЦОЛ/ЦОН до 1,79 (Х~4 %), одно-часно i3 збiльшенням показникiв селективност за ЦОЛ та ЦОН (найбiльшi досягненi значення) (табл. 1, рис. 5, б ).

а

б

З графiчноï залежносп (рис. 6) видно, що добавки амшокислот до НК у стввщношент (1:1) шпбують процес на початкових стадiях окиснення, проте тс-ля накопичення достатньоï кiлькостi кисневмкних сполук реакцiя прискорюеться i на ввдмггщ в 3000 с графжи вирiвнюються iз НК (досягаеться конверсiя Х~4 %). Данi результати можуть бути пов'язат з учас-тю кисневмшних продуктiв в утвореннi каталiтичного комплексу Со/амшокислота, та про збiльшення дол1 нерадикальних перетворень у системi.

0 1000 2000 3000 4000

Рис. 6. Залежжсть ступеня перетворення ЦГ вщ тривалост проведення окиснення при використанш добавок амшокислот

3. 3. Дослщження впливу кобальтово!' солi 2-(гептадекано1ламш) пентадюново!' кислоти

Дослiдж ення впливу каталiзатору було проведено при р!зних значеннях температури процесу, та рiзноï концeнтрацiï у реакцiйному середовищi. Для визна-чення спeцифiчностi дп каталiзатору спочатку процес вели при нижчому значеннi температури у порiвнян-нi з промисловим, для максимального виключення впливу тepмiчнош окиснення. Результати дослiджень впливу КСГПК на окиснення при промислових значеннях конверсп ЦГ (табл. 2).

Аналiзуючи результати експериментальних дослi-джень доходимо висновку, що за нижчих температур (393 К) КСГПК мае суттевий вплив на кшьюсний склад продукпв реакцiï.

Рис. 4. Вплив амшокислот на селективносп за естерами: а — конверая Х~2 %; б — конверая Х~4 %

Х в 2 %

2,5

^ 1,5

e,5

Рис. 5. Вплив амшокислот на значення стввщношення ЦОЛ/ЦОН: а — конверая Х~2 %; б — конверая Х~4 %

д

1

e

б

а

Х ~ 2 %

Х ~ 4 %

Д5

де

15

1e 5

e

Застосування каталiзатору призводить до невеликого зниження селективностей за ГПЦГ та кислотами, а також до рiзкого зменшення кшькост естерiв S (ес)= 5,79 %. Важливою властивктю КСГПК е те, що його використання сприяе зростанню селективностi за ЦОЛ (на 8,59 %) та значному зб^ьшенню селектив-ностi за ЦОН (на 14,91 %). Це призводить до змщення спiввiдношення ЦОЛ/ЦОН у бж накопичення кетону.

При промислових значеннях температури спо-стертються схожi закономiрностi. Так само знижу-ються селективностi за кислотами та ГПЦГ. Проте, дещо збiльшуеться вмкт ефiрiв порiвняно з НК (при 413 к). Вщбуваеться близьке за значенням зростання юлькост ЦОЛ та ЦОН та зменшення значення 1х стввщношення.

При дослiдженнi концентрацii КСГПК=1* х10-4 моль/л не було досягнуто конверси близькоi до 4 %, тому отриманi даннi не порiвнювались з iн-шими.

Проаналiзувавши методи штенсифжацп окиснен-ня [1], було виршено провести попередню ультразву-кову обробку каталiзатора КСГПК. Обробка каталiза-тору в розчиш ЦГ проводилась попередньо без нагрь ву (300 с), так i безпосередньо в реакторi при Т=273 К (120 с). Обробка здшснювалась за допомогою генератора ультразвукових коливань з потужшстю ~60 Вт та частотою 22 кГц.

Данш наведенi в (табл. 3), отримаш при викори-станш активованого КСГПК порiвнюються з КСГПК, який не тддавався ультразвуковiй обробщ.

Таблиця 2

Показники окиснення циклогексану iз використанням КСГПК при значеннях конверси Х~4 % Т=393 К та Т=413 К, Р=1,0 МПа, СНК=5,0х10-4 моль/л

вагомий вплив на стввщношення продуктiв окиснення. У випадку УЗ(1) спостерiгаеться невелике зб^ь-шення селективностей за ГПЦГ та кислотами, також мiнiмiзуеться вмшт ефiрiв в оксид атi. Величини S(цол) та S(цон), разом iз iх спiввiдношенням залиша-ються дуже близькими за значеннями. Ультразвукова обробка в реакторi з пiдiгрiвом (УЗ(2)) призводить до накопичення бiльшоi кiлькостi естерiв порiвняно з КСГПК без обробки. Також вона сприяе значному зменшенню селективностi за ЦОН, що в свою чергу змщуе стввщношення ЦОЛ/ЦОН у бiк накопичення спирту.

Таблиця 3

Показники окиснення циклогексану iз використанням КСГПК попереднь активованого ультразвуковими коливаннями при значеннях конверси Х ~ 4 %. Т=413 К, Р=1,0 МПа, СКсгпК=5,0х10-4 моль/л

Каталь затор Х, % S^U^*), % мол. SW, % мол. S(EQ, % мол. S(DA^), % мол. S^H), % мол. [ЦОЛ/ ЦОН]

КСГПК 4,36 1,16 4,04 5,79 45,65 43,37 1,05

УЗ(1) обробка t=300 с

КСГПК 4,26 5,57 5,69 0,00 45,74 43,00 1,06

УЗ(2) обробка t=120 с, Т=373 К

КСГПК 4,26 5,34 6,29 11,44 42,64 34,29 1,24

4. Висновки

Каталь затор Х, % % мол. SW, % мол. S(ЕС), % мол. S(ЦОЛ), % мол. % мол. [ЦОЛ/ ЦОН]

393 К

НК 3,83 1,84 5,06 27,59 37,06 28,46 1,30

КСГПК

(5.10-4 4,36 1,16 4,04 5,79 45,65 43,37 1,05

моль/л)

413 К

НК 4,00 10,40 19,62 5,94 37,92 26,11 1,45

КСГПК

(1-10-4 0,92 14,82 8,63 0,00 44,29 32,26 1,37

моль/л)

КСГПК

(5.10-4 3,54 2,21 2,76 7,41 46,10 41,53 1,11

моль/л)

Отримаш експериментальш данш свщчать, що характер обробки ультразвуковими коливаннями мае

1. Вплив амшокислот на процес гомогенно-ка-талгтичного окиснення циклогексану залежить вiд ix природи та вiд ix стввщношення в бiнарнiй ка-талiтичнiй системь

2. У всix випадках використання дослщжуваних амiнокислот призводить до зсуву сшввщношення ЦОЛ/ЦОН в сторону накопичення спирту. У той час при використанш КСГПК досягаеться протилеж-ний ефект - зниження стввщношення ЦОЛ/ЦОН. Бшарш каталiтичнi системи разом iз КСГПК значно зменшують кiлькiсть накопичуваних кислот в окси-датi. Присутшсть КСГПК знижуе S(гпцг), у той час як добавки амшокислот мають не суттевий вплив на цей показник. К1льк1сть накопичуваних естерiв залежить вщ типу використаних каталiзаторiв, ix концентрацiй та попередньоi обробки КСГПК ультразвуковими коливаннями.

3. Змша концентрацп добавки у каталиичнш сис-темi дозволяе змшити кiлькiсний склад продуктiв реакцп окиснення.

4. Встановлено закономiрностi впливу катал1зато-ру КСГПК вiд характеру його попередньоi ультразву-ковоi обробки.

Лиература

1. 1ващук, О. С. 1нтенсифшащя каташтичного окиснення циклогексану [Текст] / О. С. 1ващук // Вюник НУ „Львiвська поль техшка". Хiмiя, теxнологiя речовин та 1'х застосування. - 2012. - № 726. - С. 172-176.

2. Priyank, K. Study of cyclohexane oxidation reaction using heterogenous catalysts [Text] / K. Priyank, U. Anand, R. K. Mewada // Chemical Engineering Tracks of the 4th Nirma University International Conference (NUiCONE), 2013. - P. 409-415.

3. Conte, M. Cyclohexane oxidation using Au/MgO: an investigation of the reaction mechanism [Text] / M. Conte, X. Liu, D. M. Murphy, K. Whiston, G. J. Hutchings // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2012. - Vol. 14, Issue 47. - P. 16279. doi: 10.1039/c2cp43363j

4. Zhou, W.-J. Highly Selective Liquid-Phase Oxidation of Cyclohexane to KA Oil over Ti-MWW Catalyst: Evidence of Formation of Oxyl Radicals [Text] / W.-J. Zhou, R. Wischert, K. Xue, Y.-T. Zheng, B. Albela, L. Bonneviot, J.-M. Clacens, F. De Campo, M. Pera-Titus, P. Wu // ACS Catalysis. - 2013. - Vol. 4, Issue 1. - P. 53-62. doi: 10.1021/cs400757j

5. Ivashchuk, O. Chelates in the oxidation process of cyclohexane [Text] / O. Ivashchuk, V. Reutskyy, S. Mudryy // 14th International Symposium of Students and Young Mechanical Engineers. Vol. I. - Gdansk, Poland ACME, 2011. - P. 238-241.

6. Супрун, О. О. Використання амшокислот в процеа окиснення циклогексану [Текст] / О. О. Супрун, В. В. Реутський, О. С. 1ващук, С. О. Мудрий // Вюник НУ „Льв1вська пол1техшка". Хiмiя, технолопя речовин та i'x застосування. - 2014. -№ 787. - С. 187-190.

7. Мудрий, С. О. Гомогенно катал1тичне окиснення циклогексану в присутност азотовмюних добавок [Текст] : тез. доп. мiжнар. наук. конф./ С. О. Мудрий, В. В. Реутський, О. С. 1ващук, О. О. Супрун // Донецьк MPPC, 2011. - С. 77.

8. Karabach, Y. Y. Copper (II) coordination polymers derived from triethanolamine and pyromellitic acid for bioinspired mild peroxi-dative oxidation of cyclohexane [Text] / Y. Y. Karabach, A. M. Kirillov, M. Haukka, M. N. Kopylovich, A. J .L. Pombeiro // Journal of Inorganic Biochemistry. - 2008. - Vol. 102, Issue 5-6. - P. 1190-1194. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2007.11.007

9. Park, O.-S. Gif-KRICT Biomimetic Oxidation of Cyclohexane The Influence of Metal Oxides [Text] / O.-S. Park, S.-S. Nam, S.-B. Kim, K.-W. Lee // Bull. Korean Chem. Soc. - 1999 - Vol. 20, Issue 1. - Р. 49-52.

10. Ebadi, A. Aerobic oxidation of cyclohexane with g-alumina supported metallophthalocyanines in the gas phase [Text] / A. Ebadi, N. Safari, M. H. Peyrovi // Applied Catalysis A: General. - 2007. - Vol. 321, Issue 2. - Р. 135-139. doi: 10.1016/j.apcata.2007.01.040

-□ □-

Статтю присвячено дослгдженню ктетичних зако-номiрностей процесу екстрагування соняшниковог макухи нетрадицшним розчинником - етиловим спиртом. Оцтено вплив технологiчних факторiв (гидромодулю), тривалостi екстракци та структури олшного матерiалу) на ктетику вилучення соняшниковог оли та концентрацию одержаног мкцели. Визначено коеф^ цент внутршньог дифузй в залежностi вид структури макухи у порiвняннi з аналогiчним показником гексано-вог екстракци

Ключовi слова: етанольна екстракщя, соняшникова макуха, ктетика, внутршня дифузiя, олштсть, кон-

центращя м^цели

□-□

Статья посвящена исследованию кинетических закономерностей процесса экстракции подсолнечного жмыха нетрадиционным растворителем - этиловым спиртом. Оценено влияние технологических факторов (гидромодуля, продолжительности экстракции и структуры материала) на кинетику извлечения подсолнечного масла и концентрацию полученной мисцеллы. Определен коэффициент внутренней диффузии в зависимости от структуры жмыха в сравнении с аналогичным показателем гексановой экстракции

Ключевые слова: этанольная экстракция, подсолнечный жмых, кинетика, внутренняя диффузия, мас-

личность, концентрация мисцеллы -□ □-

УДК 665.1.09

DOI: 10.15587/1729-4061.2014.30426|

ДОСЛ1ДЖЕННЯ К1НЕТИКИ ЕКСТРАГУВАННЯ СОНЯШНИКОВО1 МАКУХИ ЕТИЛОВИМ СПИРТОМ

П. Ф. neTi к

Кандидат техшчних наук, директор** E-mail: petik@fatoil-kharkov.com В. В. Г i р м а н

Завщувач вщдту* E-mail: girman@fatoil-kharkov.com О. В. Мазур

Кандидат техычних наук, зав. сектору* E-mail: lmgm@mail.ru *Вщдт дослщжень технолопй олтно-екстракцшного виробництва **УкраТнський науково-дослщний шститут олш та жирiв НААН пр. Дзюби 2-А, м. Хармв, УкраТна, 61019

1. Вступ

Економ1чну, в тому числ1 i продовольчу безпеку держави, у першу чергу, визначае ii ресурсно-вироб-ничий потенщал. За вщносно короткий термш олiеви-добувний комплекс Украши в значнш мiрi оновив свш виробничий потенщал, завдяки чому обсяг вироблешл соняшниковоi олп досяг величини 8-10 млн. т/рж i Украша стала свиовим лщером з ii експорту. Основ-

ний споаб виробництва рослинних олш в УкраМ -екстракцшний i традицшно вш чиниться за допомо-гою нафтових розчинниюв [1, 2].

Необхщшсть i дощльшсть застосування етилового спирту у технолопчному процес олiежирового виробництва обумовлена деюлькома причинами: низьким рiвнем (~50 %) використання виробничого потенщалу у спиртовш галузг, б^ьш шж у два рази нижчою щною етанолу у порiвняннi з нафтовими розчинниками; су-