Texnologik jarayonlarni modellashtirish va parametrlarni optimallashtirish

2.1. Yog'larni tam va hid beruvchi moddalardan tozalashning kimyoviy modeli Qurilmaning umumiy hisobi

Rafinatsiya jarayonining oxirgi bosqichi dezodorasiya xidsizlantirishdir, uning maqsadi -–yog’dagi noxush ta’m va xidni yukotish.

Bu ta’m va xidni yog’da murakkab moddalar aralashmasini hosil qiladi. Bu moddalarga quyimolekulali yog’ kislotalari (kaprin, kapron va x.k.), alifatik uglevodorodlar, tabiy efir moylari, aldegidlar, ketonlar, oksi kislotalar va x.k. kiradi.

Xidsizlantirish vaqtida zaharli silikatlar ham yukotiladi.

Xidsizlantirish jarayoni mohiyati: -xidsizlantirish jarayoni 3 bosqichdan iborat: suyuqlik qatlamidagi aromatik moddalarni bug’lanish qatlamiga utishi; aromatik moddalarning bug’lanishi; bug’lanish qatlamidan bug’langan moddalar molekulalarini yukotish.

Xidsizlantirish samaradorligi aromatik moddalar tarkibi va uchuvchanligiga bog’liq va jarayon temperaturasiga ham bog’liq.

Temperaturaning ko’tarilishi bilan aromatik moddalarning uchuvchanligi va bug’larning tarangligi oshadi. Agar temperatura juda yuqori bo’lsa, bu xolda yog’larning polimerizasiyasi va kosidlanishiga olib keladi. Temperatura 2500 S dan oshsa, yog’lar termik parchalanadi.

Aromatik moddalarni xaydashda temperaturani pasaytirish uchun xidsizlantirish jarayoni vakuum ostida o’tkir bug’ ta’sirida olib boriladi.

Iste’mol qilishga mo’ljallangan yog’larni sifati dezodorasiya jarayonini to’liq va kamchiliksiz olib borishga ham bog’liqdir. Shuning uchun dezodorasiya yog’larni tozalashdagi asosiy jarayonlardan biridir. Yog’larni dezodorasiya qilishdan maqsad, yog’larni xid va ta’am beruvchi moddalardan tozalashdir. Bu moddalar quyidagilardan iborat: metilketonlar, metilkarbinollar, aldegidlar, erkin yog’ kislotalari va to’yinmagan uglevodorodlar. Yuqoridagi moddalar moylarga yaxshi eriydi, hamda yuqori molekulyar massaga va past bug’ bosimiga egadir.

Uchuvchan moddalarning bug’ bosimlari yog’ kislotalarining bug’ bosimiga yaqin.

Uchuvchan moddalarning va yog’ kislotalarning miqdori kamligi va bug’ bosimini pastligi uchun ularning eritmalari ideal eritmalar xisoblanib ularning bug’ fazasi Dalton konuniga bo’ysunadi.

Yog’lardagi individual uchuvchan moddalarning va ozod yog’ kislotalarning miqdori aniq bo’lmaganligi uchun xisoblashda, suyuqlik fazasi (yog’) ikkita komponentdan tashqil topgan deb kabo’l qilinadi, ya’ni uchgliserid va erkin stearin kislotasi. Shuning uchun stearin kislotaning kamayishi buyicha jezodorasiya jarayoni nazorat qilinadi.

Tajribaga qoraganda dezodorasiya qilingan yog’da stearin kislotasini miqdori 0.02 % -gacha bo’lsa, u xolda yog’ xidsizlangan xisoblanadi.

Yuqori sifatli dezodorasiya qilingan yog’ olish uchun umumiy talablardan tashqari (yuqori harorat, past vakuum) quyidagi talablarga rioya qilish kerak:

1. Dezodorasiya vaqtida yuqori haroratda yog’ni iloji boricha uzoq vaqt ushlash kerak emas.

2. Yog’larni, dezodorasiyadan oldin deaerasiya ya’ni xavosizlantirilishi shart.

3. Yog’larni qizdirganda, dezodorasiya vaqtida va sovutish paytida namli xavo bilan kontaktda bo’lishidan saqlash kerak.

4. Dezodorasiya tamom bo’lgandan keyin, uskunalar tuxtatilsa ulardan yog’ bushatilishi va barcha qismlari yuvib tozalanishi kerak.

O’simlik yog’laridagi ta’m va rang beruvchi moddalar asosan urug’da bo’lib, yog’ hosil bo’lishida moyga o’tadi. Toza ximiyaviy gliseridlar (S14 va undan yuqori) o’ziga xos ta’m va hidga ega emas.

Yog’larga ta’m va hid beruvchi moddalarga asosan kichik molekulyar yog’ kislotalar kaprin, kapron, kapril va gliseridlari kiradi. Shuningdek: alifatik uglevodorodlar efiri yog’-terpen ularni aldegidlar, ketonlar, aksikislotalar, sulfo va nitro birikmalarni mahsulotlari: karatinoidlar, sterin vitamin, fosfatidlarni mahsulotlari ham ta’m va hid beradi. Misol uchun kokos yog’ini ta’m va rangini faqatgina past molekulyar kislotalar bilan bog’lanmasdan balki ketonlar-metilnonilketon, metilgeptilketon, metilundesilketon va shunga tegishli spirtlardan ham bo’lishi mumkin.

Araxis yog’ini aromatik ko’rinishda to’yinmagan uglevodorod gepogein (C₁₅H₃₀) araxiden (C₁₉H₃₈), soya yog’ida gadusen (C₁₈H₃₂) zaytun yog’ida – to’yinmagan uglevodorodlar (COH₂₄, C₁₆H_2O) uchratilgan.

Yog’ga hid va ta’m beruvchi moddalarni quyidagicha sinflash mumkin:

1. Yog’ hosil bo’lish jarayonida urug’ tarkibida yig’iluvchi;

2. Urug’ni oqlashda hosil bo’lgan;

3. Yog’ni qayta ishlash jarayonida hosil bo’lgan.

Yog’ o’ziga xos hid va ta’mga ega bo’lishi uchun uning tarkibida juda oz miqdorda bug’lanish temperaturasi past va shilimshiq pardani qo’zg’atuvchi aralashma bo’lishi kifoya. Yog’lardagi asosiy ahamiyatga ega bo’lgan o’zgarishlar gidrogenizasiya jarayonida sodir bo’ladi.

Gidrogenlangan yog’dagi “Salomas” hidini paydo bo’lishi yog’larni oksidlanishi natijasida izoolifatik aldegidlar (C₅-C₁₂) va quyi molekulali yog’ kislotalarini (C₅-C₈) hosil bo’lishi; yuqori molekulali yog’ kislotalarining C₄-C₇ yog’ kislotalarini hosil qilib parchalanishi; spirtlar va uglevodorodlarning hosil bo’lishi; kislorod bilan oksidlanish natijasida perekis xarakteridagi birikmalarning hosil bo’lishi; quyi molekulali va oson uchuvchan kislotalar (chumoli va sirka kislotalari) va ularga tegishli aldegidlarni hosil bo’lishi; akroleinni hosil bo’lishi; gliseridlar va boshqa moddalarni termik parchalanishi mahsulotlari; moylarga hamroh bo’lgan aralashmalarni parchalanishi natijasida hosil bo’lgan moddalar bilan tushuntiriladi.

Ma’lumki yuqorida keltirilgan barcha moddalarning bug’lanish temperaturasi gliseridning distillyasiyasi temperaturasidan sezilarli farq qiladi.

Xom yog’dagi aralashmalar konsentrasiyasi juda past bo’lganligi sababli, yog’larni Raul qonunini qo’llash mumkin bo’lgan sistema deb qarash mumkin.

Shunga ko’ra, yog’larni uchuvchan moddalardan tozalash uchun distillyasiya usulini qo’llash mumkin. Dezodorasiya jarayoni shunga asoslangan.

Dezodorasiya jarayonini shartli ravishda quyidagi bosqichlarga bo’lish mumkin.

Uchuvchan komponent molekulalarini yog’larning ichki chuqur qatlamidan bug’lanish yuzasiga diffizuyasi – ko’tarilishi; uchuvchan moddalar molekulalarini bug’lanishi; uchuvchan moddalar molekulalarini bug’lanish yuzasidan yo’qotish.

Yuzadagi qatlamda uchuvchan moddalarning konsentrasiyasini kamayishi distillyasiya effektiga salbiy ta’sir qiladi va qo’shimcha qo’zg’atuvchilarni qo’llashni taqazo qiladi. Bug’lanish temperaturasiga bog’liq bo’lib, temperatura yuqori bo’lgani sari bug’lanish tezligi ham ortadi. Ammo dezodorasiyada yog’ni qizdirish temperaturasi yayegaralanadi. Bunga sabab bir tomondan nisbiy uchuvchanlik koeffisiyenti, temperatura oshishi bilan kamayadi, ikkinchi tomondan gliseridlarni parchalanib ketish ehtimoli borligidir.

Yog’ tarkibida past molekulyar gliseridlar oksidlanish mahsulotlari, hamroh moddalar, digliseridlar, shuningdek qo’shbog’li yog’ kislotalari bo’lishi dezodorasiyadan keyingi hid va ta’mining hosil bo’lishiga sabab bo’lishi mumkin.

Rafinatsiya jarayonini ehtiyotsizlik bilan olib borish natijasida qolgan mahsulot (sovun qoldiqlari, temir tuzlari, adsorbent, uskuna devorlaridagi kuyindi)lar ham dezodorasiyani kamchiliklarini ko’paytirishi mumkin.

Qanchalik o’rta molekulyar gliserid miqdori ko’p bo’lsa, shunchalik yog’ dezodorasiyadan so’ng barqaror bo’ladi.

Oksidlanish jarayoni natijasida yog’ni ta’mida achqimtil salistыy va boshqa ta’miga xos o’zgarishlar bo’lishi mumkin.

Yog’lar tarkibida ko’p miqdorda o’ta to’yinmagan kislotalar mavjud bo’lsa, oksidlanish ko’proq bo’ladi.

Oksidlanish jarayoni quyidagicha boradi:

1) 4RN + O₂ 4R + 2H2O

2) R + O₂ RO₂

3) RO₂ + RH RO₂H + R

Erkin uglevodorod radikali kislorod molekulasi bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Shu bilan zanjir reaksiyani davom etirish va gidroperekisning yig’ilishi erkin valentlik tugamaguncha davom etadi va zanjir uziladi.

RO₂ + RO₂ zanjir uzilishi

Gidroperekis – spirt va ketonga bo’linadi. Ingibitor (fenol xarakteriga ega bo’lgan naftellar, aminior, xinonlar) oksidlanish jarayonini to’xtitishi mumkin (zanjirlarni uzish bilan).

Ayniqsa tabiiy ingibitorlar – tokoferolning saqlanishiga e’tibor berish kerak.

Sovun qoldiqlari, metallar, adsorbentlar va boshqa aralashmalar dezodorasiya qilingan yog’ sifatiga va to’liq dezodorasiyaga salbiy ta’sir qiladi. Temir perekisni hosil bo’lishiga imkon beradi. Yog’ga misning salbiy ta’siri temirga qaraganda 10 marta kuchli bo’ladi.

Yog’ni metallar ta’siridan himoya qilish maqsadida ularga limon kislotasi qo’shiladi.

Kiritilayotgan bug’ning temperaturasi past bo’lsa, yog’ning ta’miga salbiy ta’sir qiladi. Shu bilan birga yuqori temperatura ham salbiy ta’sir ko’rsatib yog’ni oksidlanishiga olib keladi. To’yingan bug’ning qo’llanilishi esa kondensat hosil bo’lishiga olib keladi.