ЭлБиб

МасложироваЯ промышленность

№ 5-2013

УДК 676.164.085:542.941

Очистка жирных кислот

таллового масла

А.В. Курзин,

канд. хим. наук, доцент,

А.Н. Евдокимов,

канд. хим. наук, доцент,

А.Д. Трифонова

Санкт-Петербургский государственный

технологический университет

растительных полимеров

пальмовое масло

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Перспективным возобновляе-

мым источником жирных кислот, ис-

пользующихся в различных отраслях

промышленности, в том числе и пи-

щевой, является талловое масло –

побочный продукт сульфат целлю-

лозного производства [1]. Из одной

тонны таллового масла (сырье – дре-

весина хвойных пород) можно по-

лучить фракцию жирных кислот в ко-

личестве примерно 300 кг. Талловое

масло из лиственных пород содержит

до 700 кг жирных кислот. Основными

составляющими жирных кислот тал-

лового масла (ЖКТМ) являются: не-

предельные С18 кислоты – олеино-

вая, линолевая и линоленовая, а так-

же некоторые другие предельные

и непредельные высшие карбоновые

кислоты – пальмитиновая, стеарино-

вая, пальмитолеиновая [1, 2]. ЖКТМ

являются полноценными замените-

лями кислот, получаемых из расти-

тельных масел, в традиционных олео-

химических областях применения [1,

2]. В то же время имеются сведения

о применении ЖКТМ в пищевой про-

мышленности, однако сдерживаю-

щим фактором в их широком исполь-

зовании справедливо считается на-

личие примесей сернистых соедине-

ний (в количестве до 100 ppm), ней-

тральных веществ (высших спиртов,

углеводородов и других соединений

в количестве 2–6 %), а также смоля-

ных кислот (2–10 %). Существующие

способы рефайнинга ЖКТМ осно-

ваны на этерификации – омылении

либо нейтрализации – подкислении

[3, 4], адсорбции [5] и других мето-

дах очистки [4]. Некоторые из пере-

численных методов способствуют

и удалению сернистых соединений

(до 5–20 ppm). Эффективная очистка

от нейтральных веществ может быть

осуществлена и на предварительной

стадии облагораживания сульфат-

ного мыла. Тем не менее, повторим,

что во фракции ЖКТМ смоляные кис-

лоты и нейтральные вещества при-

сутствуют в значимых количествах,

и проблема их комплексного удале-

ния до сих пор не решена.

Предлагаемый нами способ очист-

ки ЖКТМ от сернистых компонентов,

смоляных кислот и нейтральных ве-

ществ основан на окислении сероор-

ганических соединений перекисями

или гидроперекисями с последующей

экстракцией водными растворами

некоторых органических раствори-

телей (спирты, N-метилпирролидон,

ацетонитрил, ДМФА, нитроалканы,

уксусная кислота и др.), традици-

онно применяющихся для извлече-

ния окисленных сернистых веществ

из различных нефтяных фракций [6]

с последующим удалением нейтраль-

ных компонентов и смоляных кислот.

Нами установлено, что применение

водных растворов ацетонитрила спо-

собствует как экстракции сернистых

соединений, так и отделению ЖКТМ

от остатков нейтральных веществ

и смоляных кислот. Данным способом

могут быть очищены товарные ЖКТМ

без предварительной вакуумной дис-

тилляции. Очищенные ЖКТМ могут

быть использованы в производстве

соответствующих пищевых добавок –

солей и различных сложных эфиров (Е

470, 472, 473, 475, 477, 478, 481, 482

и др.) [7], а также сопряженных жир-

ных кислот.

ЖКТМ (высший сорт, производ-

ство ОАО «Сегежский ЦБК») допол-

нительно очищали перегонкой в ва-

кууме, отбирая фракцию с темпера-

турой кипения 170–205 °С при дав-

лении 1–2мм рт. ст. Пероксид водо-

рода (марка «Экстра», концентра-

ция 28%) и ацетонитрил (ч. д. а.)

использовали без дополнительной

очистки. Определение общего со-

держания серы во фракции ЖКТМ

осуществляли методами рентге-

нофлуоресцентного анализа (ASTM

D4294) на приборе Oxford LabX 3500

и УФ-спектроскопии (EN ISO 20846)

на приборе ThermoFisher Scientifiс.

Кислотное и йодное числа, а также

содержание смоляных кислот и ней-

тральных веществ определяли по со-

ответствующим ГОСТам и ТУ.

Очистку фракции ЖКТМ проводили

следующим образом. К 100 г ЖКТМ

(содержание серы 85 ppm) добавля-

ли 11 г 28%-ной перекиси водорода и

50 мл дистиллированной воды. Полу-

ченную смесь интенсивно перемеши-

вали в течение 2 ч при температуре

15–20 °С. По окончании реакционную

массу промывали водой (3х200 мл)

и экстрагировали 80%-ным водным

раствором ацетонитрила (3х50 мл).

Далее растворители отгоняли в ва-

кууме, экстракт промывали 20%-ым

водным раствором ацетонитрила

(3х60 мл), а затем водой. В результа-

те (после сушки) получили 92

г очи-

щенных ЖКТМ со следующими ха-

рактеристиками: кислотное число –

194 мг КОН/г, йодное число – 152 г

/100 г при содержании серы 5 ppm,

смоляных кислот – менее 0,5%, ней-

тральных веществ – менее 1%.

Литература

Головин, А. И

. Лесохимические

продукты сульфатцеллюлозного произ-

водства/А.И. Головин [и др.]. – М.: Лес-

ная промышленность, 1988. – 288 с.

Чернова, И. К

. Талловое мас-

ло – перспективный источник для по-

лучения индивидуальных жирных

кислот/И. К. Чернова [и др.] // Хими-

ческая промышленность. – 2001. –

№7. – С. 25–29.

Способ

очистки жирных кислот

таллового масла. Патент 1305155

СССР.

Зандерманн, В

. Природные смо-

лы, скипидары, талловое масло/В. Зан-

дерманн: пер. с нем. – М.: Лесная про-

мышленность, 1964. – 576 с.

Low

sulfur tall oil fatty acid. Патент

20070049727 США.

Харлампиди, Х. Э

. Сераоргани-

ческие соединения нефти, методы

выделения и модификации/Х. Э. Хар-

лампиди, Х. В. Мустафин, Э. В. Чирку-

нов // Вестник Казан. технол. ун-та. –

1998. – №1. – С. 76–86.

Сарафанова, Л. А

. Пищевые до-

бавки: Энциклопедия /2‑е изд., испр.

и доп. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 808 с.

Ключевые слова:

жирные кислоты таллового масла; очистка; сернистые компоненты.

Key words:

tall oil fatty acids; cleaning; sulphurous components.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека