Анотація до роботи:

Діхтенко К.М. Технологія отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06. – технологія жирів, ефірних масел та парфумерно-косметичних продуктів. Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, Харків, 2008.

Дисертація присвячена розробці технології одержання моноацилгліцеринів (МАГ) амідуванням триацилгліцеринів (ТАГ) ріпакової олії (РО) етилендіаміном (ЕДА).

Знайдено закономірності перебігу реакції при мольних відношеннях реагентів від 1:0,5 до 1:1,5 і температурах від 353 до 413 К впродовж 9000 с., за якими процес амідування ТАГ РО ЕДА протікає постадійно як реакція ІІ порядку. Встановлено, що першій стадії (до 1000-2000 с.) відповідає протікання амідування ацилгліцеринів (АГ) переважно ЕДА з утворенням алкіламіноетиленамідів (АА), а другій стадії (після 1000-2000 с.) – амідування АГ АА. Стадійність доказана тим, що константи швидкості і термодинамічні параметри амідування АГ ЕДА вищі, ніж АА, і знижуються в ряду ТАГ>ДАГ>МАГ та підтверджується різними константами швидкостей амідування трипальмітоїлгліцерину і моноацилгліцеринів ЕДА і змінами фізико-хімічних властивостей реакційних мас з часом. Запропоновано моделі, які адекватно описують кінетику процесу амідування ТАГ РО ЕДА. Їх оптимізацією знайдено, що максимум виходу МАГ (47 %) досягається при МВ ТАГ РО:ЕДА 1:1 температурі 393 К за 6000 с. З реакційної суміші, яку одержано за цих умов, послідовною обробки водою, гексаном, і-PrOH з наступним випарюванням розчинників одержані МАГ, ДАГ, діалкілетилендіаміди (ДАД) з концентрацією основної речовини 55,9 %, 40,3 %, 96 % мас., відповідно.

Проведено дослідження поверхневоактивних і фізико-хімічних властивостей одержаних продуктів, за якими МАГ можна використовувати у харчових продуктах, як емульгатор і стабілізатор емульсій, зокрема, для виготовлення маргарину і майонезу, ДАД – для виготовлення кремів для рук і взуття та РМ, як адсорбційно-активні речовини, для захисту металу від корозії. Запропоновано технологію і технологічну схему одержання МАГ.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі з розробки нової технології отримання моноацилгліцеринів амідуванням ріпакової олії етилендіаміном. На основі проведених досліджень сформульовано наступні висновки:

1. За змінами компонентного складу реакційних мас на основі триацилгліцеринів ріпакової олії та етилендіаміну встановлено, що триацилгліцерини спочатку перетворюються в діацилгліцерини, потім діацилгліцерини – в моноацилгліцерини, моноацилгліцерини – в гліцерин з паралельним утворенням алкіламіноетиленамідів, які також реагують з ацилгліцеринами з утворенням діалкілетилендіамідів, що свідчить про постадійний перебіг цього процесу.

2. Дослідженнями кінетики і термодинаміки реакції взаємодії ацилгліцеринів ріпакової олії з етилендіаміном визначено, що на першій стадії перетворень, яка завершується за 1000-2000 с., протікають переважно реакції амідування ацилгліцеринів ріпакової олії етилендіаміном, а на другій стадії, яка завершується через 9000 с., - амідування ацилгліцеринів ріпакової олії алкіламіноетиленамідами. Стадійність доказана тим, що константи швидкості і термодинамічні параметри амідування ацилгліцеринів етилендіаміном вищі, ніж алкіламіноетиленамідами, і знижуються в ряду триацилгліцерини>діацилгліцерини>моноацилгліцерини та підтверджується різними константами швидкостей взаємодії трипальмітоїлгліцерину і моноацилгліцеринів з етилендіаміном, змінами фізико-хімічних властивостей реакційних мас (температура топлення, показник заломлення, адсорбційна здатність) з часом. На основі кінетичних досліджень встановлено, що реакція амідування ацилгліцеринів етилендіаміном підпорядковується закономірностям реакцій другого порядку.

3. Розроблено кінетичну і статистичну моделі амідування ріпакової олії, які адекватні реальному процесу. Похибка між експериментальними концентраціями реакційних мас і концентраціями, які розраховано за цими моделями, не перевищує 10 %.

4. Визначено раціональні умови максимального виходу моноацилгліцеринів (47 %): мольне відношення реагентів 1:1, температура 393 К впродовж 6000 с.; діацилгліцеринів (27 %): мольне відношення реагентів 1:0,5, температура 353 К впродовж 9000 с.; діалкілетилендіамідів (72,4 %): мольне відношення реагентів 1:1,5, температура 413 К впродовж 9000 с.

5. Запропоновано технологію і технологічні схеми амідування ріпакової олії етилендіаміном з наступним виділенням з реакційної суміші: концентрату моноацилгліцеринів (з концентрацією основної речовини 55,9 % мас.); діацилгліцеринів (з концентрацією основної речовини 40,3 % мас.); діалкілетилендіамідів (з концентрацією основної речовини 96 % мас). Технологічне обладнання процесу амідування розраховано з використанням кінетичної моделі.

6. Оцінкою поверхневоактивних і фізико-хімічних властивостей доказано, що одержані моноацилгліцерини, проявляючи поверхнево-активні властивості, можуть бути використані у виробництві маргарину та майонезу, діалкілетилендіаміди - для виготовлення кремів для рук і взуття, а реакційні маси, як адсорбційно-активні речовини, при захисті металу від корозії.

7. Розроблену технологію амідування впроваджено у промислових умовах “Нафтохімімпекс” при виробництві інгібітору корозії за розробленим ТУ У 24.6-38799429.001-2005, а моноацилгліцерини - за протирозбризкуючими і емульгуючими властивостями рекомендовано для виробництва маргарину.

Публікації автора:

1. Діхтенко К.М. Дослідження властивостей продуктів реакції взаємодії ріпакової олії та етилендіаміну // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2003. - № 11. - С. 32 – 35.

2. Діхтенко К.М., Мельник А.П. Дослідження реакції взаємодії ріпакової олії і етилендіаміну // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2003. - № 13. - С. 94 - 97.

Здобувачем оцінено методику визначення вмісту етилендіаміну у реакційних сумішах. Визначено зміни ступенів перетворення амінного азоту, температури топлення, коефіцієнту заломлення від часу амідування при мольному відношенні реагентів 1:0,5.

3. Мельник А.П., Сенишин Я.І., Чумак О.П., Панченко В.Ю., Діхтенко К.М. Оцінка захисного ефекту деяких інгібіторів // Питання розвитку газової промисловості України. – Харків, 2004. - Вип. ХХХІІ. - С. 230 – 233.

Здобувачем проведено дослідження адсорбційної здатності інгібітору на основі олійно-жирової сировини та етилендіаміну, у розробці якого приймав участь здобувач, та деяких інших інгібіторів.

4. Мельник А.П., Матвєєва Т.В., Діхтенко К.М. Дослідження кінетики утворення моно-, діацилгліцеринів і алкілкарбонамідів // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2004. – № 13. - С. 119 – 122.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження кінетики утворення моно-, діацилгліцеринів амідуванням індивідуальних ацилгліцеринів.

5. Мельник А.П., Діхтенко К.М. Дослідження змін складу реакційних мас при взаємодії ріпакової олії з етилендіаміном // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2005. - № 52. - С. 65 – 70.

Здобувачем оцінено зміни концентрації амінного азоту, етилендіаміну, азотовмісних похідних жирних кислот від часу реакції.

6. Мельник А.П., Сенишин Я.І., Чумак О.П, Папченко В.Ю., Діхтенко К.М. Оцінка концентрації деяких інгібіторів корозії на основі азотопохідних жирних кислот у робочих розчинах // Питання розвитку газової промисловості України. – Харків, 2005. - Вип. ХХХІІІ. - С. 63 - 67.

Здобувачем оцінено концентрації інгібітору на основі олійно-жирової сировини та етилендіаміну та інших інгібіторів, при яких вони проявляють максимальний захисний ефект.

7. Мельник А.П., Діхтенко К.М., Сенишин Я.І. Дослідження отримання і інгібуючих властивостей азотовмісних поверхнево-активних речовин електрохімічним методом поляризаційного опору // Питання розвитку газової промисловості України. – Харків, 2006. - Вип. ХХХV. - С. 72 – 76.

Здобувачем визначено кінетичні і термодинамічні закономірності реакції амідування моноацилгліцеринів етилендіаміном. Досліджено фізико-хімічні властивості одержаних продуктів.

8. Мельник А.П., Діхтенко К.М., Сенишин Я.І., Матвєєва Т.В. Оцінка термодинамічних параметрів реакції взаємодії ацилгліцеринів з етилендіаміном // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2006. – № 13. – С. 40 – 43.

Здобувачем проведено оцінку термодинамічних параметрів реакції взаємодії ацилгліцеринів з етилендіаміном.

9. Мельник А.П., Діхтенко К.М., Сенишин Я.І. Азотовмісні похідні жирних кислот –

перспективні реагенти нафтогазової галузі // Питання розвитку газової промисловості України. – Харків, 2006. - Вип. XXXIV. - С. 150 – 154.

Здобувачем визначено кінетичні і термодинамічні закономірності реакції амідування ріпакової олії етилендіаміном при 373 – 413 К.

10. Мельник А.П, Діхтенко К.М., Крамарев С.О. Дослідження одержання моноацилгліцеринів реакцією амідування ріпакової олії етилендіаміном // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". – Харків: НТУ "ХПІ", 2006. - № 44. – С. 37 – 40.

Здобувачем оцінено методику, яку розроблено авторами, для визначення моноацилгліцеринів та гліцерину у реакційних масах на основі олій та амінів. Проведена оцінка змін концентрацій моноацилгліцеринів та гліцерину від часу реакції. Визначено кінетичні закономірності реакції амідування ріпакової олії етилендіаміном при 353 К.

11. Пат. на корисну модель U2005 08427, Україна, МПК(2006) С11D 3/16. Спосіб переробки олійножирової сировини в адсорбційно-активні речовини / Мельник А.П., Рибчич І.Й., Синюк Б.Б., Сенишин Я.І., Атаманчук І.С., Хомин І.І., Дячук В.В., Діхтенко К.М., Олійник М.В. Заявл. 30.08.2005; Опубл. 15.05.2006, Бюл. № 5, 3 c.

Здобувачем оцінено ступінь перетворення олієжирової сировини в азотовмісні ПАР.

12. Мельник А.П, Крамарев C.О., Діхтенко К.М. Щодо виділення продуктів реакції амідування ріпакової олії // Тези доповіді на 73 наукову конференцію молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті”. - Киів: НУХТ, 2007. - Ч.ІІ. – С. 21 – 22.

Здобувачем розроблено технологію виділення моноацилгліцеринів, діалкілетилендіамідів з реакційних мас на основі ріпакової олії та етилендіаміну.