Improving the technology of the synthesis of fatty acid monoglycerides using the glycerolysis reaction

Abstract

The object of research is the process of fat glycerolysis in order to obtain fatty acid monoglycerides. Monoglycerides are an important component of chemical, pharmaceutical, cosmetic, and food industry products. These substances are used as emulsifiers, structure formers, complex formers, etc. The industrial production of monoglycerides involves the use of complex technologies, as well as dangerous and unstable catalysts. An urgent task is to develop new catalysts and improve technologies for monoglycerides obtaining. The technology for the synthesis of monoglycerides by the glycerolysis method, which involves the reaction of vegetable hydrogenated fat with glycerol, was studied. Potassium glyceroxide was used as a catalyst, which is effective and safe in terms of production and use. Hydrogenated unrefined fat according to DSTU 5040 (CAS Number 68334-28-1) was used. The fat has non-standard parameters: the melting point is 51 °C, the mass fraction of moisture and volatile substances is 0.3 %, the acid value is 3.2 mg KOH/g, the peroxide value is 7.6 % O mmol/kg. The process duration was 90 minutes, the glycerol concentration was 50 %. Rational conditions for glycerolysis were determined: catalyst concentration (1.5 %) and temperature (140 °C). Under these conditions, the product ensured the stability of the “water -sunflower oil” emulsion of 96.8 %, the concentration of monoglycerides in the system was 0.1 %. Product parameters: mass fraction of monoglycerides -72.5 %, free glycerol - 1.5 %, acid value - 1.7 mg KOH/g. The research results make it possible to improve the glycerolysis process using a new catalyst and obtain monoglycerides with high emulsifying ability. This will increase the profitability of the enterprise and increase the volume of production of high-quality monoglyceridesfor various industries.

-

Об’єктом дослідження є процес гліцеролізу жиру з метою отримання моногліцеридів жирних кислот.

Моногліцериди є важливою складовою продукції хімічної, фармацевтичної, косметичної, харчової галузей промисловості. Ці речовини застосовуються як емульгатори, структуроутворювачі, комплексоутворювачі тощо. Промислове одержання моногліцеридів передбачає використання складних технологій, а також небезпечних та нестабільних каталізаторів. Актуальним завданням є розробка нових каталізаторів та удосконалення технологій отримання моногліцеридів.

Досліджено технологію синтезу моногліцеридів методом гліцеролізу, що передбачає реагування рослинного гідрогенізованого жиру з гліцерином. Як каталізатор використано калій гліцерат, який є ефективним та безпечним з точки зору отримання та використання.

Застосовано жир гідрогенізований нерафінований за ДСТУ 5040 (CAS Number 68334-28-1). Жир має нестандартні показники: температура плавлення 51 °C, масова частка вологи та летких речовин 0,3 %, кислотне число 3,2 мг КОН/г, пероксидне число 7,6 ½ О ммоль/кг.

Тривалість процесу склала 90 хв., концентрація гліцерину – 50 %. Встановлено раціональні умови гліцеролізу: концентрацію каталізатору (1,5 %) та температуру (140 °С). За цих умов продукт забезпечив стійкість емульсії «вода – олія соняшникова» 96,8 %, концентрація моногліцеридів в системі складала 0,1 %. Показники продукту: масова частка моногліцеридів – 72,5 %, вільного гліцерину – 1,5 %, кислотне число – 1,7 мг КОН/г.

Результати досліджень дають можливість удосконалити процес гліцеролізу з використанням нового каталізатору та отримувати моногліцериди з високою емульгуючою здатністю. Це підвищить рентабельність підприємства та збільшить обсяг випуску якісних моногліцеридів для різних галузей промисловості