ТРАНСЕСТЕРИФІКАЦІЯ ТРИГЛІЦЕРИДІВ ПРОПАН-2-ОЛОМ У ПРИСУТНОСТІ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ

Автор(и)

  • Юрій Мельник Національний університет "Львівська політехніка", Ukraine http://orcid.org/0000-0003-0109-5526
  • Степан Мельник Національний університет «Львівська політехніка», Ukraine
  • Галина Магорівська Національний університет «Львівська політехніка», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.03.11

Ключові слова:

трансестерифікація, соняшникова олія, пропан-2-ол, сульфатна кислота, катіоніт КУ-2-8, естери вищих жирних кислот

Анотація

Досліджено закономірності трансестерифікації тригліцеридів соняшникової олії пропан-2-олом, каталізованої сульфатною кислотою. Визначено вплив вмісту гомогенного кислотного каталізатора та мольного співвідношення тригліцериди соняшникової олії : пропан-2-ол на конверсію реагентів, селективність утворення діізопропілового етеру, кислотне число та колір продуктів реакції за йодною шкалою. Встановлено, що збільшення вмісту сульфатної кислоти в реакційній суміші від 1 до 3 мас. % веде до незначного зростання конверсії тригліцеридів та істотного підвищення конверсії пропан-2-олу. Подальше збільшення вмісту кислотного каталізатора спричиняє зниження конверсії як тригліцеридів, так і спирту. Співставлення отриманих результатів із даними щодо складу продуктів реакції дало змогу зробити висновок, що істотне підвищення конверсії пропан-2-олу при збільшенні вмісту сульфатної кислоти до 3–4 мас. % зумовлене зростанням селективності утворення діізопропілового етеру з 5 % при вмісті кислотного каталізатора 1 мас. % до майже 65 % при вмісті сульфатної кислоти 4 мас. %. Показано, що збільшення вмісту сульфатної кислоти в реакційній суміші також веде до підвищення кольору продуктів реакції за йодною шкалою практично в 5 разів, що також свідчить про перебіг побічних реакцій конденсації та осмолення за участю подвійних зв’язків вищих жирних кислот, які входять до складу тригліцеридів. Встановлено, що зі збільшенням вмісту кислотного каталізатора в реакційній суміші закономірно зростає кислотне число продуктів реакції. Показано, що значення кислотного числа продуктів реакцій визначається саме кількістю застосовуваного кислотного каталізатора. Показано, що активність сульфатної кислоти в реакції трансестерифікації тригліцеридів соняшникової олії є дещо нижчою за активність катіоніту КУ-2-8, який за однакових умов забезпечує більш ніж на 15 % вищу конверсію тригліцеридів при нижчому значенні кольору продуктів реакції за йодною шкалою та відсутністю перебігу побічної реакції утворення діізопропілового етеру. Зроблено висновок про ефективність застосування сульфатної кислоти як каталізатора трансестерифікації тригліцеридів пропан-2-олом.

Біографія автора

Юрій Мельник, Національний університет "Львівська політехніка"

Кафедра технології органічних продуктів, доцент

Посилання

Ferreira B. A., Cardoso L. A., da Silva J. M. Tin-Catalyzed Esterification and Transesterification Reactions: A Review. ISRN Renewable Energy, 2012, Iss. 4, doi: 10.5402/2012/142857.

Canakci M., Van Gerpen J. Biodiesel Production via Acid Catalysis. Transactions of the ASAE, 1999, no. 49 (5), pp. 1203–1210, doi: 10.13031/2013.13285.

Einloft S., Magalhães T. O., Donato A., Dullius J., Ligabue R. Biodiesel from Rice Bran Oil: Transesterification by Tin Compounds. Energy Fuels, 2008, no. 22, pp. 671–674, doi: 10.1021/ef700510a.

Hayyan A., Mjalli F. S., Hayyan M., Alnashef I. M., Mirghani M. E. S. Utilizing ultrasonic energy for reduction of free fatty acids in crude palm oil. African Journal of Biotechnology, 2012, no. 11 (61), pp. 12510–12517, doi: 10.5897/AJB12.1709.

Goff M. J., Bauer N. S., Lopes S., Sutterlin W. R., Suppes G. J. Acid-Catalyzed Alcoholysis of Soybean Oil. Journal of the American Oil Chemists' Society, 2004, Vol. 81, no. 4, рр. 415–420, doi: 10.1007/s11746-004-0915-6.

Lin C., Hsiao M. Optimization of Biodiesel Production from Waste Vegetable Oil Assisted by Co-Solvent and Microwave Using a Two-Step Process. Journal of Sustainable Bioenergy Systems, 2013, no. 3, pp. 1–6, doi: 10.4236/jsbs.2013.31001.

Mushtaqa M., Tana I. M., Sagira M., Tahirb M. S., Pervaizc M. A novel hybrid catalyst for the esterification of high FFA in Jatropha oil for biodiesel production. Grasas y Aceites, 2016, doi: 10.3989/gya.0216161.

Owolabi R. U., Adejumo A. L., Aderibigbe A. F. Biodiesel: Fuel for the Future. International Journal of Energy Engineering, 2012, 2 (5), pp. 223–231, doi: 10.5923/j.ijee.20120205.06.

KLK OLEO. Oleochemical Manufacturer & Supplier. Available at: https://www.klkoleo.com/ (accessed: 25.08.2022).

Methodology for Lipids. Available at: http://www.biocyclopedia.com/index/plant_protocols/lipids/Estimation_of_free_fatty_acids.php/ (accessed 20.08.2022).

Melnyk Yu., Melnyk S., Palyukh Z., Dzinyak B. Research into transesterification of triglycerides by aliphatic alcohols C2–C4 in the presence of ionites. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2018, no. 1/6 (94), pp. 10–16, doi: 10.15587/1729-4061.2018.122938.

Melnyk Yu., Melnyk S., Mahorivska H. Transesterification of vegetable oils’ trigly cerides with the head fraction of ethylalcohol. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology. Kharkiv: NTU "KhPI", 2021, no. 1 (7), pp. 72–79, doi: 10.20998/2413-4295.2021.01.11.

Paliukh Z. Iu., Melnyk Yu. R., Melnyk S. R. Vplyv parametriv protsesu na alkoholiz soniashnykovoi olii etylovym spyrtom [Influence of process parameters on the alcoholysis of sunflower oil with ethyl alcohol]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology. Kharkiv: NTU "KhPI", 2016, no.12 (1184), pp. 163–168, doi: 10.20998/2413-4295.2016.12.24.

Melnyk Yu. R., Melnyk S. R., Paliukh Z. Yu., Nadala O. S. Pererobka roslynnykh olii shliakhom yikh alkoholizu izopropilovym spyrtom [Processing of vegetable oils by their alcoholysis with isopropyl alcohol]. Bulletin of NLTU of Ukraine, 2015, Iss. 25.3, pp. 135–139.

Liao W., Lou W., Jin W., Li S., Mao H., Bai Y. An Experimental Modification to the Preparation of di-n-butyl ether from 1-butanol for the Undergraduate Teaching Course of Organic Laboratory. World Journal of Chemical Education, 2022, 10 (1), pp. 46–50, doi: 10.12691/wjce-10-1-6.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-26

Як цитувати

Мельник, Ю., Мельник , С. ., & Магорівська , Г. . (2022). ТРАНСЕСТЕРИФІКАЦІЯ ТРИГЛІЦЕРИДІВ ПРОПАН-2-ОЛОМ У ПРИСУТНОСТІ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (3(13), 74–80. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.03.11

Номер

Розділ

Хімічні та харчові технології, екологія