Щелочная рафинация жиров

К химическим методам рафинации жиров относится обра­ботка их водными растворами едкого натра. Этот способ рафи­нации широко распространен в промышленной практике. Он наиболее полно обеспечивает связывание свободных жирных кислот, содержащихся в растительных жирах, и удаление кра­сящих и других нежелательных примесей.

При реакции свободных жирных кислот со щелочью обра­зуются нейтральные соли – мыла

RCOOH + NaOH → RCOONa + Н₂О

Приведенная схематическая реакция не полностью характе­ризует процесс нейтрализации, механизм которого в действи­тельности довольно сложен и многообразен. В качестве реа­гента может быть использована углекислая сода. В этом слу­чае реакция протекает следующим образом

RCOOH + Na₂CO₃ → RCOONa + NaHCO₃

На нижеприведенной схеме (рис. 5.6) показано взаимодействие капли щелочи и свободных жирных кислот при щелочной нейтрализации жиров. Проф. А. А. Шмидт объясняет явления, происходящие на поверхности капельки щелочи следующим об­разом. На молекулярном поверхностном слое капельки щелочи, представленном в виде ядра, частоколом расположены моле­кулы свободных жирных кислот. Причем, к центру ядра обра­щены полярные радикалы (СООН) молекулы жира, а в про­тивоположную сторону – неполярная углеводородная цепь (R). Мыло в жире находится в виде коллоидного раствора, способ­ного коагулировать с образованием мыльных пленок. При дви­жении мыльные пленки слипаются, образуя хлопья, которые выпадают в осадок.

Обладая поверхностно-активными свойствами, мыльные хлопья частично адсорбируют на своей поверхности пигменты, белковые, слизистые и другие примеси.

Рис. 5.6. Схема взаимодей­ствия капли щелочи и сво­бодных жирных кислот

В процессе нейтрализации свободных жирных кислот про­исходит, частичное омыление нейтрального жира, что способ­ствует увеличению отходов и сокращению выхода рафинирован­ного жира.

При рафинации жиров вследствие неполной нейтрализации свободных жирных кислот и гидролиза мыла могут образоваться кислые мыла (RCOOH ∙ RCOONa).

Нейтрализация свободных жирных кислот щелочью проте­кает в две стадии: взаимодействие щелочи со свободными жир­ными кислотами с образованием мыла и отделение нейтрализо­ванного жира от мыла. Процесс отделения жира от образовав­шегося мыла происходит также в две стадии. Первая стадия заключается в отделении основной массы мыла от жира, а вторая промывка, обработка каким-либо агентом. Существующие и настоящее время способы разделения фаз не обеспечивают полного отделения мыла от жира. Остаточное количество мыла в жире находится в тонкодисперсном и растворенном состоянии. Наличие мыла в жире ухудшает его товарный вид, придает неприятный привкус и запах, отрицательно влияет на процесс дезодорации, загрязняя аппаратуру, отравляет катализатор в процессе гидрирования жира.

Поэтому следует обязательно удалить из нейтрализованных жиров остаточное количество мыла. Из применяемых в настоя­щее время способов удаления мыл наиболее распространенными являются: промывка жиров конденсатом или умягченной водой;

обработка жиров раствором лимон­ной кислоты и обработка жиров ад­сорбентами.

Способ промывки жиров выби­рается в зависимости от вида жира, метода рафинации, качества нейтра­лизуемого жира, способа щелочной обработки, содержания мыла в жире и назначения рафинированного жира.

От степени жесткости воды во мно­гом зависит эффективность процесса промывки. При наличии в воде солей кальция и магния в результате обменной реакции с мылами образуются щелочноземельные соли жирных кислот. Образо­вавшиеся кальциевые и магниевые мыла нерастворимы в воде, поэтому после промывки они остаются в жире.

При обработке нейтрализованных жиров лимонной кисло­той происходит разложение мыла с выделением свободных жирных кислот и лимоннокислого натрия. Последний отделя­ется путем фильтрации предварительно высушенного жира, ко­торый направляется в аппарат для отбелки.

Мыло из нейтрализованных жиров удаляется путем обра­ботки активированными адсорбентами. Для этой цели рекомен­дуется применять кремнеземистые породы глин (трепел и диа­томит), которые эффективно адсорбируют мыло и не оказывают заметного изомеризующего действия на непредельные жирные кислоты.

С целью подготовки жиров к нейтрализации кроме процесса гидратации в некоторых случаях рекомендуется обрабатывать жиры лимонной кислотой. Такая обработка жиров перед ней­трализацией обеспечивает частичное выведение некоторых со­путствующих веществ, осложняющих процесс нейтрализации, затрудняющих отбелку и фильтрацию жиров. Процесс обра­ботки жиров лимонной кислотой можно проводить в периодиче­ском или непрерывном потоке в зависимости от выбранной схемы рафинации.

Обработка осуществляется раствором лимонной кислоты концентрацией 200 г/л и количестве 0,02% от массы жира. Процесс ведется при перемешивании и температуре 45-70°С.

Эффективность рафинации находится в многофункциональ­ной зависимости от многих факторов, определяющих ход оп­тимального протекания процесса. Значительное влияние оказы­вает качество исходного жира, концентрация, количество и температура раствора щелочи, соблюдение технологического режима, правильная эксплуатация оборудования и др.