Розробка нової технології одержання моноацилгліцеринів та азотовмісних поверхневоактивних речовин амідуванням ріпакової олії етилендіаміном. Вивчення кінетики і термодинаміки реакції взаємодії ацилгліцеринів. Випробування розробленої технології.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” Робота виконана на кафедрі технології жирів Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Мельник Анатолій Павлович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, професор кафедри технології жирів З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.Тому дослідження, які спрямовано на створення менш енергоємних і простих технологій одержання моноацилгліцеринів та інших продуктів амідуванням, з використанням такої доступної вітчизняної сировини як ріпакова олія, є актуальними та складають напрямок дисертаційного дослідження. Здобувач проводив дослідження при виконанні держбюджетних науково-дослідних робіт МОН України: „Отримання поверхневоактивних речовин і композицій з використанням вітчизняної сировини” (Д/Р № 0100U001087), „Дослідження хімічних перетворень жирів” (Д/Р № 0105Y000580), "Дослідження хімічних перетворень компонентів жирів" (Д/Р № 0102U000979). Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі задачі: - дослідити зміни компонентного складу реакційних мас на основі триацилгліцеринів ріпакової олії та етилендіаміну від умов реакції амідування; розробити технологію амідування ріпакової олії етилендіаміном і технологію виділення моноацилгліцеринів та азотовмісних поверхневоактивних речовин з одержаних реакційних мас і обґрунтувати технологічну схему одержання цих продуктів; На основі досліджень кінетики амідування триацилгліцеринів ріпакової олії етилендіаміном і розділення компонентів реакційних мас вперше виявлено ряд закономірностей: - до складу реакційних сумішей, які одержано взаємодією триацилгліцеринів ріпакової олії з етилендіаміном, входять, крім початкових реагентів, моноацилгліцерини, діацилгліцерини, гліцерин, алкіламіноетиленаміди, діалкілетилендіаміди, на основі чого запропоновано хімізм амідування за схемою: триацилгліцерини>діацилгліцерини>моноацилгліцерини>гліцерин з паралельним утворенням алкіламіноетиленамідів, які реагують з триацилгліцеринами, діацилгліцеринами, моноацилгліцеринами з утворенням діалкілетилендіамідів, що передбачає постадійний перебіг процесу амідування олії;В першому розділі „Аналіз хімічних перетворень олій і жирів та технологій одержання моноацилгліцеринів, азотовмісних похідних жирних кислот” проведено огляд робіт з одержання, властивостей і застосування моноацилгліцеринів (МАГ), діацилгліцеринів (ДАГ) і азотовмісних поверхневоактивних речовин (ПАР) і підкреслено, що сьогодні МАГ, ДАГ і азотовмісні ПАР одержують за різними технологіями, зокрема, МАГ одержують етерифікацією жирними кислотами гліцерину або гліцеролізом олій чи жирів з наступною молекулярною дистиляцією, що зумовлює значні енерговитрати, багатостадійність і, як наслідок, достатньо високу ціну МАГ, ДАГ, а алкіламіноетиленаміди (АА) і діалкілетилендіаміди (ДАД) одержують амідуванням жирних кислот. Виходячи з цього, у розділі розглянуто і порівняно інші методи одержання МАГ, ДАГ і азотовмісних ПАР, на основі чого показано перспективність розробки технологій сумісного одержання МАГ, ДАГ і азотовмісних ПАР амідуванням олій. В другому розділі „Характеристика обєктів досліджень, методики проведення експериментів та аналізів” наведено характеристику сировини та реактивів, які використано в дослідженні, описано схему лабораторної установки по вивченню кінетики амідування і синтезу індивідуальних сполук, методики аналізу сировини і розроблені методики аналізу реакційних мас (РМ), методики обробки результатів дослідження, визначення порядку реакції. Концентрацію МАГ і гліцерину (Гл) визначено методом перйодатного окислення та хроматографією на тонкому шарі за встановленою залежністю між площею плями МАГ і їх концентрацією. Видно, що амідування МАГ ЕДА характеризується різким перетворенням вихідних реагентів за 1000-2000 с. у Гл та АА (рівняння 3), після чого швидкість витрати МАГ та ЕДА уповільнюється і зменшується концентрація АА з одночасним накопиченням ДАД (рівняння 6).За змінами компонентного складу реакційних мас на основі триацилгліцеринів ріпакової олії та етилендіаміну встановлено, що триацилгліцерини спочатку перетворюються в діацилгліцерини, потім діацилгліцерини - в моноацилгліцерини, моноацилгліцерини - в гліцерин з паралельним утворенням алкіламіноетиленамідів, які також реагують з ацилгліцеринами з утворенням діалкілетилендіамідів, що свідчить про постадійний перебіг цього процесу. Дослідженнями кінетики і термодинаміки реакції взаємодії ацилгліцеринів ріпакової олії з етилендіаміном визначено, що на першій стадії перетворень, яка завершується за 1000-2000 с., протікають переважно реакції амідування ацилгліцеринів ріпакової олії етилендіаміном, а на другій стадії, яка завершується через 9000 с., - амідування ацилгліцеринів ріпакової олії алкіламіноетиленамідами.