-jadval - Toshkent kimyo-texnologiya instituti y. Q. Qodirov, A. T. Ruziboyev, A. A. Abdurahimov yog’larni rafinatsiyalash...

22.2-jadval
Gidrogenlash soati
Salomasning yod soni, %da
Qo’shimchasiz Qo’shimcha bilan DA ning massasi, %da
0,2
0,4
0,6
0,5
66
60
58
56
1,0
60
49
44
43
1,5
50
39
32
30
2,0
42
30
23
22
2,5
36
22
16
15
3,0
30
15
12
11
3,5
25
10
9
7
4,0
20
6
5
3
4,5
10
3
2
1
5,0
12
1
1
-
5,5
9
-
-
-
6,0
6
-
-
-
6,5
4
-
-
-
7,0
3
-
-
-
7,5
1
-
-
-
Ushbu jadvaldan ko’rinib turibdiki, qo’shimcha qo’shish natijasida paxta
palmitinini gidrogenlash tezlashadi. Detoksikantlar miqdori 0,2% qo’shilganda 7,5-
5 soat (33%)ga, aktiv ko’mir va oqlovchi tuproq 0,6% bo’lganda jarayon 7,5 sotadan
4,5 soatga qiqaradi (40%)ga.
Takrorlash uchun savollar
1. Chuqur gidrogenlash nima?
2. Yog’larni chuqur gidrogenlashdan maqsad nima?
3. Yog’larni chuqur gidrogenlash jarayonining texnologik parametrlari?
264
Tayanch so’z va iboralar: chuqur gidrogenlash, stearin, SAM, kosmetika,
palmiting, qo’shimcha, salomas
265
23§. Yog’larni pereeterifikasiyalash va pereeterifikasiyalashda moylarning
o’zgarishi.
Insoniyat qachonlardan beri o’z taomida yog’ ishlatilib kelayotganini aniq
aytish qiyin. Mana shunday ko’hna tarixga ega bo’lgan yog’ tarkibi nisbatan
yaqinda o’rganila boshlandi. 1823 yili yog’ tarkibida gliserin va yog’ kislotalari
bor ekanligi aniqlandi. Uning ximiyaviy xossalari organizmga ta’siri, inson uchun
quvvat manbai bo’lib, parchalanganda oqsil va uglevodlarga nisbatan ko’proq
energiya berishi ma’lum bo’ldi.
O’tgan asrning 30-40 yillarida yog’lar tarkibida noyob vitaminlar va
organizm uchun zarur moddalar borligi ixtiro qilindi. Yog’lar tarkibidagi ba’zi
to’yinmagan yog’ kislotalari boshqa hyech qanday moddalar bilan almashtirib
bo’lmaydigan – essensial yog’ kislotalari ekanligi aniqlandi.
Jamiyat moddiy sharoitining yaxshilanib borishi mamlakatimizda yog’
mahsuloti turlariga va ularning sifatiga e’tiborni kuchaytirib yubordi. Yog’ni
qayta ishlash texnologiyasi rivojlanib ketdi, yangi sohalar vujudga keldi,
shulardan biri – yog’lar pereeterifikasiyasidir.
Yog’larning ximiyaviy va fizikaviy xossalari ichida trigliseridlardagi yog’
kislotalari radikallarining o’rni almashishi yog’lar ximiyasi va texnologiyasida
muhim ahamiyatga ega.
Yog’ – uch atomli spirt – gliserin bilan xilma xil yog’ kislotalarining
murakkab efiri bo’lib, uning tarkibiy qismi bo’lgan kislota radikallari boshqa
trigliseridlardagi yoki shu trigliseridning o’zidagi yog’ kislotasi radikallari bilan
o’rni almashish yoki qayta gruppalanish xossasiga ega. Yog’ kislotalari
radikallarining qayta gruppalanishi natijasida yog’ning gliserid tarkibi o’zgarib, u
yangi xossa kashf etadi.
Pereeterifikasiya maqsadga muvofiq ximiyaviy va fizikaviy xossaga ega
bo’lgan yog’lar olish imkonini beradi. Bu prosess yordamida past temperaturada,
har xil yog’larning o’zlaridan yoki ularning omixtalaridan ma’lum xossaga ega
bo’lgan modifikasiyalangan yog’lar olish mumkin. Bunda yog’lar tarkibidagi
266
fiziologik noyob, essensial yog’ kislotalari o’zgarmaydi, hyech qanday zararli
moddalar hosil bo’lmaydi.
Yog’larni pereeterifikasiyalash usuli bilan oziq-ovqat sanoatining ko’p
tarmoqlarida keng miqyosda ishlatiladigan yangi modifikasiyalash-tirilgan,
maqsadga muvofiq gliserid tarkibli yog’lar olish mumkin.
Yog’ tarkibidagi trigliseridlarda asil guruhlarining qaytadan taqsimlanishi
pereeterifikasiya
deyiladi.
Molekulalar
tarkibidagi
pereeterifikasiya
trigliseridning ichidagi asil guruhining o’zaro joylashi ishni o’zgarishi natijasida
vujudga keladi.
CH
2
OCOR
1
CH
2
OCOR
2
CHOCOR
2
CHOCOR
1
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
3
Ma’lumki, qo’y yog’i va kakao yog’i tarkibidagi har xil yog’ kislotalari
miqdoriy jihatdan bir xil bo’lishiga qaramasdan, ularning suyuqlanish
temperaturasi va qattiqligi har xil bo’ladi. Buning sababi ularning tarkibidagi
trigliseridlarda to’yingan va to’yinmagan yog’ kislotalarining radikallari
molekula tarkibida har xil joylashganligidadir. Aks holda bir xil fizikaviy va
ximiyaviy ko’rsatgichga ega bo’lmasligi kerak.
Agarda, trigliseridlar tarkibida to’yingan yog’ kislotalari radikallari
simmetrik holatda joylashgan bo’lsa, ularning erish temperaturasi nosimmetrik
to’yingan radikalli trigliseridlarga nisbatan past bo’ladi. Masalan:
CH
2
OCOR R- palmitin
CHOCO ol ol – olein
CH
2
OCOS S – stearin
Shu ko’rinishda tuzilgan trigliseridning suyuqlanish temperaturasi 37-37,6
0
C
bo’lsa, xuddi shunday yog’ kislotalari radikallaridan tuzilgan nosimmetrik
trigliseridning suyuqlanish temperaturasi 40-42
0
C dir.
267
CH
2
OCOR
CHOCO ol
CH
2
OCOS
Buning sababi, trigliseridlarning , va
holatlarida joylashgan yog’
kislotalari radikallarining o’zaro polimorfizm xossasiga bog’liq bo’lsa kerak.
Quy yog’i bilan kakao yog’ining fizikaviy xossalari o’rtasidagi farq ham,
ularning trigliseridlaridagi yog’ kislotalari radikallarining qaysi holatda
joylashganligi bilan bog’liqdir.
Molekula tarkibidagi pereeterifikasiya, shunga o’xshash gliseridlarning
tuzilish holatlarini va ularning o’zaro o’rin almashishi natijasida hosil bo’ladigan
fizikaviy va ximiyaviy xossalarini o’rganishda muxim nazariy ahamiyatga ega.
Molekulalararo pereeterifikasiyada esa trigliserid va asil gruppalarini o’zaro
almashinishi sodir bo’ladi.
CH
2
OCOR
1
CH
2
OCOR
4
CH
2
OCOR
1
CH
2
OCOR
4
CHOCOR
2
+ CH
2
OCOR
5
CHOCOR
5
+ CH
2
OCOR
2
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
6
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
6
Yog’ kislotalarini trigliserid aralashmasida statistik joylashishiga suyuq yog’
yoki yog’ aralashmasining molekulalar tarkibidagi va molekulalararo
pereeterifikasiyasi natijasida erishiladi.
Biroq, agar pereeterifikasiyalanish harorati trigliseridlarning qaysi bir
fraksiyasining erish haroratidan past bo’lsa, o’sha fraksiya yog’dan qattiq faza
hamda ajralib chiqadi va reaksiya davomida ishtirok etmaydi. Bu jarayon –
yo’naltirilgan pereeterifikasiya deyiladi.
Yo’naltirilgan pereeterifikasiya jarayoni, yog’ning suyuq va qattiq fazalarni
mazkur haroratda termodinamik muvozanati hosil bo’lgungacha davom etadi.
Molekulalararo pereeterifikasiyani o’rganish borasidagi ilmiy tekshirish
ishlari bu reaksiyani ikki xil yo’nalishda – yo’llangan va yo’llanmagan reaksiyalar
268
bilan olib borish mumkinligini taqozo etadi.
Yo’llanmagan pereeterifikasiya – yog’larning suyuqlanish temperaturasidan
bir oz yuqoriroq temperaturada olib borilib, yog’ tarkibidagi gliseridlarning
muvozanat holatga kelgunicha davom etadi.
Agar yog’ning suyuqlanish temperaturasi yuqori bo’lsa, masalan, mol, qo’y
yog’lari, u holda bu reaksiya davomida to’yingan trigliseridlarning parchalanish
natijasida, yangi mono- va di- to’yingan gliseridlar hosil bo’lib, ularning
suyuqlanish temperaturasi ancha pasayadi. Agarda yog’ning suyuqlanish
temperaturasi past bo’lsa (paxta, kungaboqar va boshqalar) bu reaksiya natijasida
mono-, di- va tri to’yingan trigliseridlar hosil bo’lishi bilan ularning suyuqlanish
temperaturalari ko’tariladi.
Bunday reaksiya bir fazali pereeterifikasiya deyiladi, u mol yog’larining
o’zlarini yoki omixta yog’larni kerakli suyuqlanish temperaturasiga ega bo’lgan
yog’ olish uchun qo’llaniladi.
Yo’llangan pereeterifikasiya prosessi esa, past temperaturada olib borilib,
yuqori erish temperaturasiga ega bo’lgan to’yingan uchgliseridlarning kristallanishi
natijasida reaksiya sharoitidan chetlanishi bilan davom etadi. Bunda to’yingan
uchgliseridlar ko’payishi bilan yog’ tarkibidagi 1- va 2- to’yingan uchgliseridlar
kamayib boradi. To’yingan uchgliseridlarning kristallanishi muallaq tenglik holatini
uzluksiz to’xtatishi bilan, reaksiya natijasida erish temperaturasi yuqori bo’lgan
uchgliseridlar miqdorini oshib borishiga sabab bo’ladi. Shuning uchun ham bunday
reaksiya – yo’llangan pereeterifikasiya deyiladi.
Yo’llangan pereeterifikasiya yog’ tarkibidagi to’yingan yog’ kislotalarining
hammasini, to’yingan uchgliseridlar ko’rinishida to’la ajratib olish imkonini beradi.
Pereeterifikasiya qilingan yog’larning fizikaviy xususiyatlarini o’zgarishi,
uchgliseridlar tarkibi mustahkam emas ekan degan xulosaga olib kelishi mumkin.
Tabiat yaratgan, sintez qilgan yog’ molekulalari, trigliseridlar, aksincha, juda
mustahkam molekula bo’lib, faqat ma’lum sharoitdagina pereeterifikasiyalanishi
mumkin.
Pereeterifikasiya reaksiyasining mexanizmi, murakkab efirning karbonil S-O
269
gruppalarini di- va monogliseridlarning spirtli gruppalari bilan o’zaro ta’siriga
asoslangan.
Karbonil gruppasining haqiqiy ko’rinishi ikkala chetki strukturaning
oralig’idagisi hisoblanadi:
+ + -
C = O C – O
I II
Karbonil gruppasidagi ba’zi bir uglerod atomi musbat zaryadga ega bo’lib,
elektronlarga o’xshashlik (elektrofillik) namoyon qiladi. Shuning uchun u ba’zi bir
atom guruhi manfiy zaryadga ega (ortiqcha elektronli) molekulalar bilan reaksiyaga
kirishadi, ya’ni nukleofillik xossasini namoyon qiladi.
Asosan spirtdagi R – O
-
yoki suvdagi NO
-
manfiy zaryadlangan ionlar,
nukleofil reagentlar hisoblanadi. Agar nukleofil agent suv bo’lsa, trigliseridning
gidrolizlanishi sodir bo’ladi, agar agent spirt bo’lsa, trigliseridning alkogolizlanishi
sodir bo’ladi.
Di- va monogliseridlarning trigliserid bilan o’zaro ta’siri natijasi –
pereeterifikasiya jarayonini quyidagi soddalashtirilgan ko’rinishini tasvirlash
mumkin.
OH
CH
2
OCOR
1
ONCH
2
CH
2
O – C – O – CH
2
CH
2
OCOR
2
+ CH
2
OCOR
4
R
1
CH
2
OCOR
5
CH
2
OCOR
2
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
5
I II CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
6
III
CH
2
OH CH
2
OCOR
1
CHOCOR
2
+ CHOCOR
4
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
5
IV V
Ushbu sxema bo’yicha hosil bo’lgan (IV) digliserid qaytadan trigliserid bilan
270
bog’lanadi va h.k.
Binobarin pereeterifikasiya uchun trigliserid aralashmasida digliserid va
monogliserid oz miqdorda bo’lishi lozim, xuddi shu hodisa amaliyotda kuzatiladi va
qo’llaniladi.
Pereeterifikasiyalovchi katalizatorlar ishqoriy va kislotali muhitga ega
bo’ladi.
Pereeterifikasiya prosessi asosan past temperaturada olib boriladi. Past
temperaturada trigliseridlar tarkibidagi yog’ kislotalarining o’rin almashishi, qayta
gruppalanishi qiyin bo’ladi. Shuning uchun, bu prosessni katalizatorlar yordamida
olib boriladi. Pereeterifikasiya uchun maxsus katalizatorlarning bir necha xil turlari-
kislotalar, asoslar, tuzlar, metallar kashf etilgan.
Katalizatorlik vazifasini bajaruvchi kislotalardan – sirka kislotasi, mineral
kislotalar, benzosulfon va asetosulfon, - toluolsulfon va fosfornomolibden
kislotalari, ftorli bor va boshqalardir.
Asos va tuzlardan – gidridlar, karbonatlar, qo’rg’oshin gidroksidi, mis oksidi,
rux, kadmiy, rux va litiy gidroksidi, kalsiy, magniy va stronsiy, alyumin izopropilati
va xlorli alyumin, natriy va kalsiy gidroksidi va oksidi, ammoniy alkogalyati va
natriy trifenilmetili, kalsiy steorati va asetati, alkilftotitanat va boshqalar
katalizatorlik vazifasini bajaradi.
Metallardan – nikel, rux, qo’rg’oshin, kadmiy, ishqoriy yer metallari va
ularning qotishmalari katalizator sifatida ishlatiladi.
Bu qayd etilgan katalizatorlardan pereeterifikasiya prosessi uchun eng aktivi
va texnologik prosess uchun qulayi natriyning alkogolyatlari va kaliy-natriy
qotishmasi bo’lib, boshqa katalizatorlarga nisbatan yog’ kislotalari radikallarini
qayta gruppalinishini ko’proq tezlashtiradi.
Pereeterifikasiya prosessida katalizatorlarning aktivligi, agar prosess
yo’llangan bo’lsa, yog’ kislotalarining taqsimlanishi statik tenglikka kelguncha
davom etishi bilan ayniqsa, yo’llangan pereeterifikasiyada yog’ tarkibidagi
to’yingan gliseridlarning prosess davomida trigliseridlar tashkil qilib, kristallanishi
bilan aniqlanadi. Shuning uchun katalitik muhitga beriladigan katalizatorning
271
miqdori uning aktivligiga bog’liq bo’ladi.
Natriy alkogolyatlaridan – natriy etilati va metilati eng aktiv katalizatorlar
hisoblanadi, bular pereeterifikasiya prosessi past temperaturada olib borilsa ham,
yog’ kislotalari radikallarini qayta gruppalanishini tezlashtiradi. Bu katalizatorlar
ishtirok etgan reaksion muhitda yog’ning rangi o’zgarmaydi, hamda to’yingan
trigliseridlarning kristallanishini ta’minlaydi. Ayniqsa, bu katalizatorlardan – natriy
metilati metil spirtidagi eritma holatida ham ksiloldagi suspenziya holatida ham,
poroshok holatida ham aktivligi yuqori bo’ladi. Natriy metilati reaksion muhitga
berilgan vaqtda metaksil gruppasiga teng miqdorda metil efiri hosil bo’lib, u
pereeterifikasiya qilingan yog’ni dezodorasiya qilish jarayonida to’la yo’q bo’lib
ketadi.
Natriy alkogolyatlarini har xil molekulyar og’irlikka ega bo’lgan spirtlarda
tayyorlash mumkin. Alkogolyatlar qanchalik yuqori molekulalikspirtlarda
tayyorlansa, shunchalik kam efir hosil bo’ladi, pereeterifikasiya prosessi qulay
sharoitda o’tadi. Ayniqsa butil spirtida tayyorlangan alkogolyat ishtirokida olib
borilgan pereeterifikasiyada efir yo’q darajada bo’ladi.
Natriy alkogolyatlari asosan uch xil metod bilan olinishi mumkin. Bular natriy
metalini absolyut spirtda eritib olinadi. Natriy metalining absolyut spirt bilan ta’siri
ekzotermik reaksiya bo’lib, reaksiya vaqtida vodorod ajralib chiqadi. Ajralib
chiqayotgan vodorod miqdori va issiqligi kam bo’lib, yong’in bo’lmaydi. Bunday
alkogolyatlarning spirtli eritmasini tayyorlash oson, ajralib chiqayotgan vodorod
natriyli alkogolyat muhitini havo ta’siridan muhofaza qiladi. Tayyorlangan natriy
alkogolyati uy temperaturasigacha sovitilganidan keyin pereeterifikasiya prosessida
ishlatiladi. Bunday alkogolyatlarning spirtli eritmasini tayyorlash oson, ajralib
chiqayotgan vodorod natriyli alkogolyat muhitini havo ta’siridan muhofaza qiladi.
Tayyorlangan natriy alkogolyati uy temperaturasigacha sovitilgandan keyin
pereeterifikasiya prosessida ishlatiladi. Bunday katalizator past temperaturada olib
boriladigan pereeterifikasiyada eng aktiv katalizator hisoblanadi.
Alkogolyatlarning 15-20%li spirtli eritmasini sanoatda ishlatish, ko’p spirt
talab qilgani uchun, ularni poroshok holida ishlatish qulayroq hisoblanadi.
272
Poroshok holidagi alkogolyatlar olish uchun natriyning absolyut spirtdagi
eritmasi vakuum yo’liga ulangan Vyurs kolbasiga solinib, suv hammomida reaksiya
muhitidagi spirt haydaladi. Spirt haydab bo’lingandan keyin, qolgan moddani 10-15
mm simob ustunili vakuum ostida 1 soat davomida quritiladi. Quritib bo’lingandan
keyin massa kolbadan olinib, maydalanadi. Bu massa maydalanayotganda va undan
keyin pereeterifikasiya uchun ishlatirgunga qadar imkoniyat boricha havosiz
muhitda saqlanishi kerak. Aks holda olingan alkogolyatlar havo bilan reaksiyaga
kirib parchalanadi va katalizatorlik xossasini yo’qotadi. Natriy metali bilan absolyut
spirtlardan alkogolyatlar tayyorlashda ehtiyotlik chorasini ko’rish kerak, chunki
natriy metali portlovchi modda bo’lib, ma’lum sharoitda namlik ta’sirida portlashi
mumkin.
Ishqoriy muhitga ega katalizatorlar di- va monogliseriddagi spirtli gruppaning
kislorodini manfiy zaryadini aktivligini oshiradi. Kaliy, natriy, natriy-kaliyli
qotishma, metilat va etilat natriy kiradi.
Ular yog’larni past haroratda (0-130
0
C) da ham pereeterifikasiya prosessini
anchagina tezlashtiradi. Trigliseridlar bilan «Reaksiyaga kirishuvchi mono va
digliserat natriy»ni hosil qiladi.
Masalan: Metilat natriyning reaksiyaga kirishuvi quyidagi tenglamaga
muvofiq bo’ladi.
CH
2
OCOR
1
CH
2
OCOR
1
CHOCOR
2
+ CH
3
ONa CHOCOR
2
+ R
3
COOCH
3
natriy kislotani
CH
2
OCOR
2
metilati CH
2
ONa metil efiri
trigliserid natriy gliserati
So’ngra gliserat natriy yuqorida ko’rsatilgan pereeterifikasiya sxemasi
bo’yicha trigliserid bilan bog’lanadi.
Haqiqatda ham, amaliyotda alkogolyat natriyning yog’ga tarqalishi bilan
pereeterifikasiya jarayoni kuzatilmaydi yoki juda sekinlik bilan boradi.
Bu induksion davrda alkogolyatning trigliserid bilan bog’lanib gliserat
natriyni hosil qilishi sodir bo’ladi.
273
Pereeterifikasiya jarayoni uzluksiz yoki davriy uslubda olib boriladi. U
quyidagi bosqichlardan tashkil topadi.
Yog’ va moylarni dozalash, aralashtirish, isitish va yog’ kislotalarini
neytrallash.
-
rafinatsiyalangan moy aralashmasini quritish;
-
katalizator bilan aralashtirib 80-90
0
C da 0,5-1 soat pereeterifikasiyalash
(katalizator sarfi:) 0,9-1,4 kg/1t moy
-
katalizatorni dezaktivasiyasi
-
tayyor mahsulotni yuvish va quritish
dezaktivasiya jarayoni ortiqcha katalizator va gliserat natriyni suv bilan
parchalab, ajratishdan iborat. Bir vaqtning o’zida moy sovundan yuviladi. U
katalizator va erkin yog’ kislotalarini o’zaro ta’siri natijasida hosil bo’ladi.
|