Международный
научный журнал

Влияние природы щелочного реагента на эмульсионную рафинацию хлопкового масла


Influence of the nature of the alkaline reagent on the emulsion refinement of cotton oil

Цитировать:
Пардаев Г.Э., Абдурахимов С.А. Влияние природы щелочного реагента на эмульсионную рафинацию хлопкового масла // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2017. № 10(40). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5149 (дата обращения: 24.04.2019).
 
Прочитать статью:

Keywords: cotton oil, refinement, acid number, hydration, peroxide number, oil colority, soap stock

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены вопросы образования эмульсий при щелочной рафинации хлопкового масла, которые проводят в состав соапстока красящие масло вещества (госсипол, хлорофилл и их производные), натриевые соли жирных кислот, фосфатиды и др. При обводнении смеси масла мыла, раствор щелочи силикат натрия изменяет свой вес и массу, что положительно влияет на интенсификацию процесса разделения соапстока. Будучи адсорбентом, силикат сорбирует красящие пигменты масла и его другие компоненты, часть которых также участвует в образовании мономолекулярной защитной оболочки капли эмульсии. Такое всестороннее блокирование содержимое капли дополнительным введением SiO2 подтверждает необходимость эмульсионной рафинации хлопкового масла силикатом натрия.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что силикат натрия по сравнению с традиционной каустической содой более эффективно выводит из состава нейтрализованного хлопкового масла вышеупомянутые вещества, т.к. SiO2 являясь глинистым адсорбентом хорошо сорбирует их и быстро оседает в дно соапстока.

ABSTRACT

In this article questions of formation of emulsions at alkaline refining cotton oil which carry out to composition of soap stock dyes (gossypol, a chlorophyll and their derivatives) sodium salts of fatty acids of a fosfatida and etc are considered. At oil mix flood, alkali solution silicate of sodium changes the weight and weight that positively influences a soap stock division process intensification. Being adsorbent silicate occludes the painting pigments of oil and its other components which part also participates in formation of a monomolecular protective cover of a drop of an emulsion. It all third-party blockings drop contents additional introduction of SiO2 confirms necessity of emulsion refining cotton oil with sodium silicate.

The conducted researches allow to draw a conclusion that sodium silicate in comparison with traditional caustic soda brings out of composition of the neutralized cotton oil above-mentioned substances since SiO2 being clay adsorbent well more effectively occludes them and quickly settles in a soap stock bottom.

 

Исходя из особенностей состава и свойств сырого хлопкового масла на практике широко использует эмульсионный способ его щелочной рафинации, который принципиально отличается от мыльно-щелочного метода, используемого при нейтрализации светлых (подсолнечного, соевого и т.п) масел.

Известно, что эмульсией является смесь, состоящая из одной жидкости (дисперсной фазы), распределенной в виде капелек в другой жидкости (дисперсной среде). Эмульсия хлопкового масла (дисперсной среда), содержащая капельки воды (дисперсной фазы) относится к типу “вода в масле” (в/м). Для получения устойчивых эмульсий необходимо наличие третей фазы-эмульгатора, который является ПАВ (мыла, фосфатиды и др.) понижающим межфазное натяжение между маслом и водой в результате положительной адсорбции. Например, при межфазном натяжении ниже 10 -8 – 10 -9 Дж (0,1-0,01 эрг/см2) проходит самопроизвольно эмульгирование и его стабилизация. При этом, ПАВ в результате их адсорбции на поверхности раздела образует вокруг каждой капли защитный слой  (рис.1)

 

Рисунок. 1. Расположение компонентов в масловодяной эмульсии:
а) схема эмульсионной локализации капли. б) хлопково-водяные капли в масле

 

Причем, для получения высоко устойчивых эмульсий защитные адсорбционно-сольватные слои должны обладать упругостью и механической прочностью. К таким ПАВ относятся реагенты, образующие гелеобразные структурные адсорбционные слои, а к стабилизаторам эмульсий в/м – олеофильные коллоиды и адсорбированные на поверхности раздела фаз тонко диспергированные твердые вещества [1].

Электролиты, входящие в состав ПАВ, обычно улучшают эмульгирующую способность, но действие их специфично по [2]. При наличии щелочных электролитов происходит омыление жировых веществ (триглицеридов, свободных жирных кислот и др.) с образованием мыла, что усиливает действие используемого ПАВ. Сильное влияние оказывают некоторые электролиты, особенно силикаты и фосфаты, на удаление ионов Са ++ и Мg++, содержащихся в жесткой воде. Этим предотвращается образование эмульсии поливалентными катионами [3].

В последнее время для щелочной нейтрализации светлых растительных масел вместо традиционного гидроксида натрия (NaOH) широко используют силикат натрия (mNa2O*nSiO2), где отношение SiO2:Na2O называют модулем. Его значение обусловливает изменение свойств силиката с модулем до четырех  [4].

Силикат натрия в водном растворе гидролизуется по следующей реакции:

                           Na2O *SiO2 +H2O = Na+ +OH- + SiO2 * H2O                                            (1)

Они имеют щелочную реакцию, из них метасиликат натрия (Na2O * SiO2 * 9H2O) считается наиболее щелочным. Щелочные силикаты эффективно улучшают моющее действие ПАВ благодаря высокому отрицательному заряду.

На рис. 2 представлены изменения рН водных растворов метасиликата натрия от его концентрации.

 

Рисунок 2. Изменение рН водных растворов метасиликата натрия от его концентрации

 

Из рис. 2 видно, что существенное изменение рН водных растворов метасиликата натрия происходит до его концентрации 0,25. Дальнейшее повышение его концентрации практически сохраняет достигнутый рН.

Благодаря наличию в масле ПАВ капли эмульгируются, раздробляясь на более мелкие капельки. Ионы ПАВ адсорбируются ориентировано на  поверхности раздела «масло-вода» и образуют вокруг каждой капельки масла мономолекулярную защитную оболочку. Гидрофобные концы обращены в масло, а полярные группы – направлены в воду  (рис 3.)

 

Рисунок 3. Схема обращения гидрофобных углеводородных и полярных групп ПАВ в масляной эмульсии

 

Причем, скорость эмульгирования зависит в основном от межфазного натяжения, а устойчивость эмульсии определяется, прежде всего, прочностью оболочки вокруг капелек масла и степенью его дисперсности.

Из выше изложенных можно резюмировать, что природа щелочного реагента безусловно влияет на эффективность эмульсионной рафинации хлопкового масла. Переход от традиционной каустической соды к силикату натрия способствует повышению устойчивости мономолекулярной защитной оболочки капли за счет внедрение него  Si2O2 (дисперсного силиката).

При обводнении смеси масла мыла, раствор щелочи силикат натрия изменяет свой вес и массу, что положительно влияет на интенсификацию процесса разделения соапстока. Будучи адсорбентом, силикат сорбирует красящие пигменты масла и его другие компоненты, часть которых также участвует в образовании мономолекулярной защитной оболочки капли эмульсии. Такое всестороннее блокирование содержимое капли дополнительным введением SiO2 подтверждает необходимость эмульсионной рафинации хлопкового масла силикатом натрия.

Таким образом, изучение влияния природы щелочного реагента на эмульсионную рафинацию хлопкового масла показывает эффективность применения силиката натрия в данном процессе т.к при этом значительно повышается стойкость защитной оболочки капли эмульсии за счет внедрения в него высокодисперсного силиката и других ПАВ масла. 

 


Список литературы:

1. Товбман А.Б. Химическая наука и промышленность. 1959, 4, №5, 566-573 с.
2. Дворецкая Р.М. Коллоидный журнал, 1949, 11, №5, 311-313 с, 1951, 13, №5, 432-435 с.
3. Ребиндер П.А. Вступительная статья к переводу книги В. Клейтона «Эмульсии, их теория и технические применения». М.: ИЛ, 1950.
4. Niven W. The fundamental of detergency. Reinhold Publishing Gorp. 1950

Информация об авторах:

Пардаев Гуломназар Эшбоевич Pardaev Gulomnazar

стажёр-исследователь, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Узбекистан, г. Ташкент, Шайхонтохурский район, ул. Навоий, д. 32

Research Assistant, Tashkent Chemical-Technological Institute, 100011, Uzbekistan, Tashkent, Shayhontohursky District, Navoi Street, 32


Абдурахимов Саидакбар Абдурахманович Abdurahimov Saidakbar

д-р техн. наук, профессор Ташкентского химико-технологического института, 100011, Узбекистан, г. Ташкент, улица Навоий, д. 32

doctor technical sciences, professor of Tashkent Chemical Technology Institute, 100011, Uzbekistan, Tashkent, Navoi str., 32


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.