Химия и химические технологии / 5. Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий

к.т.н. Папченко В.Ю.

Украинский научно-исследовательский институт масел и жиров Национальной академии аграрных наук Украины

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИЦЕРИНА

Глицерин на мировом рынке в дефиците и цены на него постоянно растут, несмотря на то, что в ряде отраслей промышленности вместо глицерина используют более дешевые заменители. Это связано с тем, что развиваются новые области применения глицерина: производство искусственных волокон, синтетического каучука, алкидных смол, целлюлозной пленки. Глицерин с его уникальными физическими и химическими свойствами (гигроскопичность, высокая вязкость, низкая температура замерзания растворов, получение нитроглицерина и др.) широко применяется в различных областях промышленности. Наибольшее его количество используется в производстве взрывчатых веществ, пластических масс, медицинских препаратов, табачных изделий, моющих и косметических средств [1].

Применяют глицерин и для получения пищевых поверхностно-активных веществ, как добавки, способствующие повышению качества готовой продукции. Наиболее распространенные поверхностно-активные вещества – моно- и диацилглицерины, эфиры полиглицерина, оксиэтилированные моноацилглицерины и жирные кислоты, эфиры пропиленгликоля. Как известно [1] в промышленности моноацилглицерины получают путем этерификации жирных кислот глицерином или глицеролизом жиров и масел.

Кроме того, глицерин используют в производстве моющих и косметических средств. Большое количество сортов туалетного мыла содержит глицерин, который усиливает его моющую способность, придает белизну коже и смягчает ее. Его применяют в производстве кремов для кожи, средств для укрепления волос, гелей для фиксации прически и др. [1].

В предыдущих работах [2–4] рассмотрена реакция амидирования подсолнечного масла диэтаноламином, где сосредоточено внимание на получении азот-, кислородсодержащих продуктов таких, как ди-, моноацилглицерины и диэтаноламиды жирных кислот. Однако во время этой реакции получается и некоторое количество побочного продукта – глицерина. А это создает условия для получения целого ряда композиций различного назначения. Изучение условий, позволяющих получать ди-, моноацилглицерины, диэтаноламиды жирных кислот и глицерин из возобновляемых сырьевых источников представляет не только научный, но и практический интерес.

Данная работа посвящена исследованию кинетики получения глицерина реакцией амидирования триацилглицеринов (ТАГ) подсолнечного масла (ПМ) диэтаноламином (ДЭА).

На основе экспериментальных данных получены зависимости изменения концентрации глицерина (Гл) в реакционных массах от времени реакции (рис. 1).

Рис. 1 – Зависимости изменений концентрации Гл полученного при взаимодействии ТАГ ПМ с ДЭА при мольном отношении реагентов 1:3 в интервале температур 433 К–473 К от времени реакции,

где - 433 К, - 443 К, - 453 К, х - 463 К, * - 473 К

Как видно из рис. 1 максимальная концентрация глицерина 0,19 мол.ч. при мольном отношении реагентов 1:3 достигнута за 10800 с. Определение условий образования максимума его концентрации проведено по оценке величины степени образования глицерина, которая, в свою очередь, рассчитана как отношение текущей концентрации к максимальной его концентрации по уравнениям химизма амидирования триацилглицеринов подсолнечного масла диэтаноламином [5].

Установлено, что при амидировании триацилглицеринов подсолнечного масла диэтаноламином в исследованных условиях протекает ряд реакций, которые приводят к образованию глицерина. Степень образования глицерина в ходе реакции постоянно растет с увеличением мольного отношения реагентов, времени реакции и повышением температуры. Исследованиями изменений концентраций глицерина со временем реакции найдена температура и продолжительность, при которых достигнуто максимальную его концентрацию.

Литература:

1. Лещенко Н.Ф. Технология производства глицерина из жиров и масел и его применение / Н.Ф. Лещенко – М.: Пищепромиздат, 1998. – 192 с.

2. Мельник А.П. Дослідження амідування триацилгліцеринів соняшникової олії діетаноламіном / А.П. Мельник, В.Ю. Папченко, Т.В. Матвєєва // Вісник НТУ “ХПІ” – 2007. – № 27. – С. 92 – 95.

3. Мельник А.П. Дослідження одержання азото-, кисеньвмісних похідних жирних кислот амідуванням соняшникової олії діетаноламіном / А.П. Мельник, В.Ю. Папченко // Вісник НТУ “ХПІ” – 2010. – № 4. – С. 3 – 6.

4. Мельник А.П. Дослідження амідування діетаноламіном трипальмітину / А.П. Мельник, В.Ю. Папченко // Вісник НТУ “ХПІ” – 2006. – № 43. – С. 55 – 58.

5. Папченко В.Ю. Технологія моно-, діацилгліцеринів та діетаноламідів жирних кислот амідуванням соняшникової олії: дис. на здобуття наукового ступеня канд. техн. наук: 05.18.06 / Папченко Вікторія Юріївна – Харків, 2011. – 204 с.