181 "Харчові технології"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52235
Переглянути
1 результатів
Результати пошуку
Документ Технологія одержання мастильних олив із рослинних олій(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Касьяненко, Любов МиколаївнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 181 "Харчові технології" – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2021. Роботу виконано на кафедрі Технології жирів та продуктів бродіння Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002, м. Харків, вул. Кирпичова, 2. Об'єктом дослідження є технологія одержання мастильних олив із олій. Предметом дослідження є технологічні параметри гідрохлорування, епоксидування, триацилгліцеролів, естерів жирних кислот та їх подальшого перетворення в гідроксильні та eстерні сполуки олій, трибологічні та фізико-хімічні властивості мастильних олив на основі рослинної сировини. Дисертаційна робота присвячена розробці способів одержання мастильних матеріалів з олій шляхом гідрохлорування або епоксидування з подальшим одержанням кисневмісних похідних та збільшенням вуглецевого радикалу. Було відпрацьовано декілька шляхів синтезу хлорпохідних триацилгліцеролів (ТАГ) соняшникової олії, зокрема гідрохлорування сухим HCl або хлорним вапном Ca(OCl)₂. Досліджено взаємодію хлорвмісних ТАГ з натрієвими милами гідрожиру (переважно кислоти ряду С₁₈), кокосової олії (переважно кислоти ряду С₁₂,₁₄) та оцтової кислоти. Також опрацьовано методи отримання епоксисполук, а саме метод УФ-опромінення соняшникової олії у тонкому шарі та метод епоксидування надкислотами. Вивчено взаємодію епоксигруп з стеариновою, лауриновою та оцтовою кислотами для одержання мастильного матеріалу. Встановлено, що одержані сполуки мають високі трибологічні характеристики та відповідають критеріям біомастил. Мета дослідження. Дисертаційна робота має на меті наукове обґрунтування та розробку технологiї одержання мастильних матеріалів на основі рослинних олії шляхом їх гідрохлорування або епоксидування з наступним перетворенням продуктів реакції в кисневмісні сполуки з відповідними трибологічними характеристиками. Методи дослідження: аналітичні, хімічні, фізико-хімічні, експериментально-статистичні, виконанні з використанням сучасних приладів та інформаційних технологій. Наукова новизна одержаних результатів. В дисертаційній роботі вперше: – для одержання мастильних матеріалів з поновлюваної рослинної сировини запропоновано нові технологічні прийоми, а саме: гідрохлорування ТАГ соняшникової олії обробкою газопадібним НCl, розчином Ca(OCl)₂ з наступною естерифікацією одержаних сполук милами жирних кислот; епоксидування ТАГ соняшникової олії УФ- випромінюванням в тонкому шарі та обробкою надкислотами з наступною взаємодією з жирними кислотами (ЖК); – виявлено закономірності перебігу реакцій гідрохлорування ТАГ обробкою газоподібним НCl, розчином Ca(OCl)₂, естерифікації одержаних сполук милами жирних кислот; епоксидування ТАГ соняшникової олії обробкою надкислотами, та УФ- випромінюванням в тонкому шарі з наступною взаємодією з ЖК; – одержано нові наукові дані щодо трибологічних характеристик продуктів реакції гідрохлорування ТАГ соняшникової олії обробкою газопадібним НCl, розчином Ca(OCl)₂ з наступною естерифікацією одержаних сполук милами жирних кислот; епоксидування ТАГ соняшникової олії УФ-випромінюванням в тонкому шарі та обробкою надкислотами з наступною взаємодією з жирними кислотами. У вступі обґрунтовано актуальність, мету та наукові задачі дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведена наукова новизна та сформульовано практичне значення одержаних результатів. У першому розділі проведено патентній та літературний пошук вже існуючих методів хімічної модифікації олій для одержання мастил. В результаті здійсненого огляду було визначено основні напрямки досліджень дисертаційної роботи. У другому розділі наведено характеристику сировини, допоміжних матеріалів. Описано методики проведення експериментальних досліджень та методи аналізу одержаних продуктів, зазначеновикористане обладнання у роботі. Представлено загальну схему дисертаційного дослідження, що визначила основні етапи технології одержання мастила на основні соняшникової олії. Третій розділ присвячено експериментальним дослідженням,щодо розробки науково обґрунтованої технології мастильних матеріалів з соняшникової олії шляхом її гідрохлорування. Показано одержання дигідрокислот з гідрохлорованої олії. Проведено: алкоголіз дигідроксикислот бутиловим та метиловим спиртами; етерифікацію гідрохлорованого продукту натрієвими милами ЖК. Проведено планування експерименту у програмному пакеті Mathcad. У четвертому розділі представлено результати експериментальних досліджень щодо розробки науково обґрунтованої технології одержання мастила на базі епоксидованної соняшникової олії. Проведено математичний аналіз даних за результатами досліджень обрано наступні умови епоксидування: температура – 85 °С, час – 180 хв, маса пероксиду водню –1,2 частини по відношенню до маси олії – 1 частина, маса каталізатору до окисної суміші – 0,08 %. Запропоновано додавання до епоксидованої соняшникової олії бутилові естери жирних кислот такої олії. У п'ятому розділі розроблено технологічну схему одержання олив на основі рослинної олії та проведено її економіко-екологічну оцінку. ВИСНОВКИ: У дисертаційній роботі представлено розв'язання науково-практичного завдання – створення наукового підґрунтя та експериментальної перевірки перспективної технології мастильних матеріалів на основі рослинних олій шляхом їх гідрохлорування або епоксидування з наступним одержанням відповідних естерів. На підставі аналізу науково-технічних джерел інформації, узагальнення експериментальних досліджень сформульовано висновки: 1. На підставі проаналізованих джерел науково-технічної літератури сформулювано та експериментально підтверджено робочу гіпотезу щодо гідрохлорування АГ або епоксидування АГ олії з наступним хімічним перетворенням продукту для одержання базових основ мастильних матеріалів. 2. Вперше експериментально оцінено вплив запропонованих методів для одержання основи мастильних матеріалів. Встановлено раціональні технологічні параметри гідрохлорування та епоксидування. А саме встановлено наступні технологічні параметри гідрохлорування АГ: швидкість барботування НСl – 12,7·10⁻⁷ м³/хв, тривалість взаємодії – 240 хв, температура процесу – 50 °С. Для епоксидування відповідно було обрано наступні умови: температура – 85 °С, час – 180 хв, відношення маси олії до маси пероксиду – 1:1,2, кількість каталізатору – 0, 08 %. 3. Вперше досліджено вплив молекулярної маси продукту взаємодії гідрохлорованої соняшникової олії з натрієвими милами ЖК на в’язкісно-температурні властивості одержаних сполук – основи мастильних матеріалів. При співвідношенні продукт взаємодії гідрохлорованої соняшникової олії з ацетатом натрію : бутилові естери гідроксильованих ЖК 90 : 10 в'язкість становить 70,5 мм²/с при Т = 41 °C; для нафтового мастила Такт-2Т – 76,2 мм²/с при Т = 40 °C. Доведено, що потрібну кінематичну в’язкість також можливо досягнути додаючи продукт етерифікації епоксидованної соняшникової олії оцтовою кислотою бутиловими естерами епоксидованої олії. Так, кінематична в’язкість для зразку з співвідношенням бутилові естери епоксидованої олії : продукт етерифікації, як 89 % мас. : 11 % мас. має в'язкість 72,4 мм²/с при Т=43 °C. Наведенні в’язкості близькі до в'язкості зразку співставлення. 4. Експериментально визначено технологічні властивості: в'язкісно-температурна залежність та окислювальну стійкість одержаного продукту, а саме залежність пероксидного числа від часу витримки за температури 90 °С. Виявлено, що індукційний період окиснення гідрохлорованої соняшникової олії, що найменше в 9 разів більший в порівнянні з соняшниковою олією. 5. Розроблено технологічну схему одержання мастильного матеріалу на основі соняшникової олії, а саме суміші продукту взаємодії епоксидованої олії з оцтовою кислотою та бутиловими естерами епоксидованої олії. Проведено її економічну оцінку. Визначено, що застосуванням технології мастильного матеріалу на основі епоксидованої соняшником олії можна одержати продукт, собівартість якого складає 128157,8 грн/т та він є конкурентоспроможним на вітчизняному ринку мастил. 6. Запропоновану технологію перевірено в промислових умовах на підприємстві ТОВ "Слобожанський миловар". Результати дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ".