CC BY
13ПОЛУЧЕНИЕ ЦЕЛЕВЫХ ПИЩЕВЫХ САЛОМАСОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ГИДРИРОВАНИЕМ ХЛОПКОВОГО МАСЛА
К. К. Саттаров А. А. Нурмухаммедов
Гулистанский государственный университет
АННОТАЦИЯ
Каталитическое гидрирование в настоящее время и в перспективе является основным промышленным процессом химической модификации природных растительных масел и жиров с целю получения пищевых саломасов для маргариновой и кондитерской продукции. При этом важным представляется усовершенствование технологии гидрировании жиров с использованием стационарных и дисперсных никель-медных катализаторов. Основным сырьем для производства саломасов в Узбекистане является рафинированное хлопковое масло собственного производства. По этой причине в нашу задачу входило получение указанных выше саломасов именно из хлопкового масла. Гидрирование хлопкового масла в Узбекистане осуществляют на никель-медном карбонатном катализаторе собственного производства, который восстанавливается непосредственно в процессе гидрирования и используется многократно. По мере повторного использования активность этого катализатора постепенно снижается, но при этом возрастает селективность действия.Учитывая это, но второй стадии гидрирования мы использовали «отработанный» никель-медный катализатор Ташкентского масложиркомбината.
Ключевые слова: Рафинированное хлопковое, никель-медный, селективность, промотированном, трансизомеров, форконтакта, ванадием и палладием.
OBTAINING TARGETED FOOD SALOMAS BY SEQUENTIAL HYDRATION
OF COTTON OIL
K. K. Sattarov A. A. Nurmukhamedov
Gulistan State University
ABSTRACT
Catalytic hydrogenation is currently and in the future is the main industrial process of chemical modification of natural vegetable oils and fats with the aim of obtaining edible fat masses for margarine and confectionery products. At the same time, it seems important to improve the technology of hydrogenation of fats using stationary
and dispersed nickel-copper catalysts. The main raw material for the production of salomas in Uzbekistan is refined cottonseed oil of its own production. For this reason, our task was to obtain the above salomas from cottonseed oil. Hydrogenation of cottonseed oil in Uzbekistan is carried out on a nickel-copper carbonate catalyst of our own production, which is restored directly in the hydrogenation process and is used repeatedly. With repeated use, the activity of this catalyst gradually decreases, but at the same time the selectivity of action increases. Taking this into account, but in the second stage of hydrogenation, we used the "spent" nickel-copper catalyst of the Tashkent Oil and Fat Plant.
Keywords: Refined cottonseed, nickel-copper, selectivity, promoted, trans isomers, precontact, vanadium and palladium.
ВВЕДЕНИЕ
Основным сырьем для производства саломасов в Узбекистане является рафинированное хлопковое масло собственного производства. По этой причине в нашу задачу входило получение указанных выше саломасов именно из хлопкового масла.
Гидрирование хлопкового масла в Узбекистане осуществляют на никель-медном карбонатном катализаторе собственного производства, который восстанавливается непосредственно в процессе гидрирования и используется многократно. По мере повторного использования активность этого катализатора постепенно снижается, но при этом возрастает селективность действия [1-5].
МЕТОДОЛОГИЯ
Учитывая это, во второй стадии гидрирования мы использовали «отработанный» никель-медный катализатор Ташкентского масложиркомбината [6-8].
Типичная картина промышленного гидрирования хлопкового масла на отработанном порошкообразном никель-медном катализаторе при производительности батареи автоклавов примерно 6 т/ч показана в табл.1.1.
Таблица 1.1.
Связь между свойствами саломасов и глубиной его гидрирования на
стационарном катализаторе
Скорость подачи масла в автоклав, т/ч Объемная скорость подачи масла, ч-1 Й.ч. саломаса, % J2 тпл °С Твердость, г/см Селективность, % Содержания трансизомеров, %
www.scientificprogress.uz
«SCIENTIFIC PROGRESS» Scientific Journal ISSN: 2181-1601 ///// \\\\\ Volume: 1, ISSUE: 6
Дисперсный катализатор
6,0 — 69 34,4 320 86 23
6,2 — 71 32,0 280 92 25
6,4 — 74 31,6 220 94 28
Стационарный катализатор
— 1,0 65 44 400 74,5 25
— 1,5 71 42 320 79,7 29
— 2,0 77 38 160 84,3 37
Как видно из таблицы, саломас с йодным числом 69-74, полученный при температуре гидрирования 160-180°С, содержит 23-28% трансизомеров мононенасыщенных кислот (хроматографический метод анализа) и имеет твердость 220-320 г/см. Селективность процесса гидрирования до йодного числа 71-74 находится на уровне 92-94%.
Для сравнения в этой же таблице приведены результаты гидрирования этого же хлопкового масла на тренированном стационарном никель-медь-алюминиевом катализаторе, промотированном родием. В этой случае саломасы с практически тем же йодным числом (65-75) содержали почти столько же трансизомеров и имели удовлетворительную твердость [9-12]. Но селективность гидрирования была пониженной и поэтому саломасы имели неудовлетворительную, высокую температуру плавления.
Связь между глубиной гидрирования на стационарном катализаторе, селективностью процесса хорошо видна из табл.1.2.
Таблица 1.2.
Связь между свойствами саломасов и глубиной его гидрирования на
стационарном катализаторе
Ум , ч- 1 тт60 П д Жирнокислотный состав, % Селективность , % К.Ч., мг КОН/ г тпл , °С Твердость , г/см Содержание трансизомеров , %
0 С 14 -18 С1=1 8 С2=1 8 Й.ч., % J2
0,5 1,452 2 54,4 34,2 12,4 50,9 68,5 0,7 53,7 753 43
1,0 1,454 5 41,8 31,8 26,4 73,0 70,8 0,5 44,4 246 31
1,5 1,456 8 30,4 27,5 42,1 96,5 82,2 0,3 36,5 180 17
2,0 1,457 5 29,5 26,5 44,0 100, 6 85,5 0,3 26,5 мазь 8
Как и следовало ожидать из предыдущих данных, на свежем стационарном катализаторе высокая селективность сохраняется только в том случае, когда саломасы имеют йодное число около 100. При этом саломасы имеют низкую температуру плавления и малое содержание трансизомеров [13-16].
ОБСУЖДЕНИЕ
Принципиально другие результаты были получены при частичном гидрировании хлопкового масла на стационарном, промотированном родием и ванадием, катализаторе (табл.1.3). гидрирование проводили при температуре 180-200°С, давлении 200-300 кПа и объемной скорости барботажа водорода 65±5 ч-1. Объемная скорость подачи масла была выбрана несколько более высокой (3-4 ч-1), чтобы получить незастывающие саломасы с низким содержанием трансизомеров [17].
Как видно из табл.1.3, на этом катализаторе были получены саломасы с йодным числом 85-100, содержавшие не более 8% трансмононенасыщенных кислот.
Далее один из саломасов (№ 2) с йодным числом 95 гидрировали на отработанном никель-медном катализаторе при расчетной скорости подачи масла в автоклав 7,4-8,7 т/ч.
Таблица 1.3.
Последовательное гидрирование хлопкового масла на стационарном (промотированном родием и ванадием) и дисперсном катализаторе в
камеральных условиях
Объемная скорость подачи масла, ч-1 Скорость подачи масла в автоклав, т/ч Й.ч., % J2 Селективность, % Прирост содержания трансизомеров, % Тпл, °С Твердость, г/см
Стационарный катализатор
4,0 (№1) - 100 - 5,6 - -
3,6 (№2) - 95 - 6,9 - мазь
3,2 (№3) - 85 - 8,3 27 80
Дисперсный катализатор (саломас №2)
- 7,4 66 94 15 38 550
- 8,1 70 96 11 34 480
- 8,7 72 99 8 33 320
Гидрирование производили при концентрации никеля в масле 0,05-0,1%, температуре 170-200°С и близком к атмосферному давлению водорода [18-20].
Как показано в табл.3.6, в этих условиях были обеспечены селективность процесса на уровне 96±3% и накопление трансизомеров на уровне 11±3%.
Теоретически при снижении йодного числа масла на 25-34 единицы содержание трансизомеров должно возрасти на 7-22%, в нашем опыте прирост трансизомеров был меньше, что объясняется недостижением равновесного образования трансизомеров при такой высокой скорости гидрирования.
РЕЗУЛЬТАТ
Однако полученные саломасы при температуре плавления 33-34°С имели очень хорошую твердость (320-480 г/см), а саломас с температурой плавления 38°С по твердости удовлетворял требованиям кондитерского производства.
Серия аналогичных опытов последовательного гидрирования была проведена и с использованием в качестве форконтакта стационарного катализатора, промотированного ванадием и палладием.
При этом были также получены саломасы, вполне удовлетворяющие требованиям маргариновой и кондитерской промышленности [21].
Были предприняты также попытки вместо порошкообразного катализатора использовать стационарный катализатор. Иначе говоря, получить пищевой саломас последовательны гидрированием хлопкового масла сначала на активном стационарном катализаторе, а затем на отработанном, весьма малоактивном стационарном катализаторе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Типичный пример подобного гидрирования показан в табл.1.4. В этом случае гидрирование с большой скоростью до йодного числа 95 проводили на свежем катализаторе, промотированном родием и ванадием, а конечную стадию гидрирования проводили с меньшей в 1,5-2,0 раза скоростью на тренированном стационарном катализаторе, промотированном палладием и ванадием.
Таблица 1.4.
Последовательное гидрирование хлопкового масла на двух стационарных
катализаторах
Объемная скорость подачи масла, ч-1 Й.ч., % J2 Тпл, °С Твердость саломас, г/см Селективность, % Прирост содержания трансизомеров, %
Свежий катализатор, промотированный родием и ванадием
3,6 (№2) 35 - мазь - 6,9
Тренированный катализатор, промотированный палладием и ванадием
1,8 67 34 550 96 8,3
2,2 71 32 420 98 14,3
2,8 74 31 280 98 16
Из табл.1.4 видно, что и таким способом удалось получить пищевой саломас с температурой плавления 31-36°С и твердостью 280-550 г/см при селективности процесса порядка 98%.
REFERENCES
[1] Мажидов, К. X., Саттаров, К. К., Хожиев, Ш. М., Ибрагимов, Э. Х., Исабаев, И. Б., & Мажидова, Н. К. (2007). Производство жидких и твердых пищевых жиров на основе каталитической модификации хлопкового масла. Масложировая промышленность, (3), 48-49.
[2] Мажидов, К. Х., Рахимов, Р. Б., Исабаев, И. Б., Абдуллаев, Н. Щ., Саттаров, К. К., & Салаев, С. С. (1991). Использование электромагнитной техники в совершенствовании технологии пищевых производств. In М.:
АгроНИИТЭИПП (p. 32).
[3] Мажидов, К. Х., Меламуд, Н. Л., & Саттаров, К. К. (1990). Гидрогенизация на стационарных катализаторах с предварительной форконтактной очисткой гидруемого сырья. Тезисы докл. Республиканского семинара совещания. Т (p. 3). Тез. докл. Республиканского семинара-совещания,-Ташкент.
[4] Саттаров, К. К. (1993). Исследование и разработка технологии непрерывного гидрирования жиров с использованием стационарного катализатора в качестве форконтакта.
[5] Саттаров, К. К., Нурмухаммедов, А. А., & Чориев, К. Р. (2020, November). ТРАНС-ИЗОМЕРИЗОВАННЫЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТЫ В ГИДРИРОВАННЫХ ЖИРАХ. In The 5 th International scientific and practical conference—Actual trends of modern scientific research\\(November 8-10, 2020) MDPC Publishing, Munich, Germany. 2020. 577p. (p. 157).
[6] Sattarov, K. K., Kh, M. K., & GK, T. (2020). ISOMERIZATION OF TRIGLYCERIDES DURING HYDROGENIZATION OF VEGETABLE OILS. Биология ва экология электрон журнали, 2(2).
[7] Uktamov, S. B., Sattarov, K. K., & Majidov, Q. X. (2020). ANALYSIS OF INDICATORS OF LOCAL WHEAT GRAINS. Bulletin of Gulistan State University, 2020(3), 3-12.
[8] Мажидова, Н. К., Саттаров, К. К., Мажидов, К. Х., & Исматов, С. Ш. (2020). Инновационная технология рафинации хлопкового масла. Химия и химическая технология, (1), 74-79.
[9] САТТОРОВ, К., МАЖИДОВ, К., & МАЖИДОВА, Н. (2020). ОСОБЕННОСТИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПРИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ. In Приоритетные направления современной науки, образования и технологий (pp. 123-130).
[10] Саттаров, К. К. (2020). Гидрогенизация растительных масел. Евразийское Научное Объединение, (1-1), 57-59.
[11] Сатторов, К. К. (2020). ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ МАСЕЛ НА СЕЛЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА. Вестник науки и образования, (6-1 (84)).
[12] САТТАРОВ, К., & ЧОРИЕВ, К. (2020). ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ НА СТАЦИОНАРНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ. In Перспективы развития науки, образования и технологий в XXI веке
[13] Nargiza, M., Karim, S., Kaxramon, M., & Sunatillo, I. (2020). Innovative cotton oil refining technology. CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERING, 75(1), 15.
[14] Тухтамишова, Г. К., Уктамов, Ш. Б., & Саттаров, К. К. (2018). Исследование технологически значимых показателей зерна пшеницы, выращиваемой в Узбекистане. In Вестник научных конференций (No. 3-4, pp. 154-157). ООО Консалтинговая компания Юком.
[15] Уктамов, Ш., Сатторов, К. К., & Мажидов, К. Х. ОСОБЕННОСТИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЛАКОВЫХ ЗЕРЕН СЫРДАРЬИНСКОГО РЕГИОНА УЗБЕКИСТАНА. ББК 36 Т38 Редакционная коллегия: д. т. н., профессор Акулич АВ (отв. редактор) к. э. н., доцент Козлова ЕА (отв. секретарь), 168.
[16] Сатторов, К. К. ПОСТАДИЙНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ. ББК 36 Т38 Редакционная коллегия: д. т. н., профессор Акулич АВ (отв. редактор) к. э. н., доцент Козлова ЕА (отв. секретарь), 292.
[17] Мажидов К.Х., Меламуд Н.Л., Саттаров К.К. Гидрогенизация на стационарных катализаторах с предварительной форконтактной очисткой гидрируемого сырья // Тез.докл. Республиканского семинара-совещания. -Ташкент,1990. С.3-5.
[18] Кадиров Ю.К. Научно-технические основы совершенствования технологии гидрогенизации растительных масел на никель-медных катализаторах.: Автореф. дис. докт. техн. наук. -Ташкент, 1994. -43 с.
[19] ГОСТ 1128-75 Масло хлопковое рафинированное. Технические условия.
[20] Гинзбург М.А. Исследование в области гидрогенизации масел и жиров на сплавных катализаторах.: Автореф. дис. докт.техн.наук в форме научного доклада. - С.Петербург, 1991. -51 с.
[21] Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Янова Л.И. и др.Технология переработки жиров. -М.: Пищепромиздат, 1999. -452 с.
