1.1. Синтез эмульгаторов типа т1 и т–ф

Эмульгатор Т–1 представляет собой смесь моно- и диглицеридов образующуюся при этерификации глицерина жирной кислотой, согласно схеме:

или при переэтерификации жиров глицерином по схеме:

И в том и в другом случаях, наряду с моноглицеридами, образуется определенное количество ди- и триглицеридов формулы:

Введение в реакционную смесь избытка глицерина способствует повышению доли моноглицеридов. Этому может способствовать и подбор специальных катализаторов, варьированием температурой синтеза и интенсивностью перемешивания.

При изготовлении эмульгатора Т–1 и методом этерификации и методом переэтерификакации на качество целевого продукта оказывает влияние чистота глицерина. Наилучшее качество получают при использовании дистиллированного глицерина (динамитного).

Процесс этерификации и переэтерификации протекает в интервале температур 210–240⁰С, в условиях интенсивной гомогенизации смеси и под вакуумом для обеспечения удаления низкомолекулярных продуктов реакции. При синтезе в атмосфере обезкислороженого инертного газа (азота или аргона) целевой продукт получают более светлым и прозрачным.

Использование эмульгатора Т–1 в производстве маргарина хотя и повышает его пластические свойства, но не удерживает достаточно прочно воду при повышенной температуре, что не обеспечивает достаточную антиразбрызгивающую способность. Требуемое свойство достигают только с увеличением количества вводимого Т–1 (до 5%мас.).

Эмульгатор Т–Ф представляет собою смесь эмульгатора Т–1 и фосфатидов. Такая смесь уже обладает более высокими характеристиками чем Т–1, за счет того, что фосфатиды обладают повышенной гидрофильностью и способностью более прочно удерживать влагу при повышенных температурах, а за счет способности переходить в присутствии воды в гидратную форму по схеме:

придает антиразбрызгивающие свойства.

В то же время, присутствие в эмульгаторе Т–Ф фосфатидов усиливает биологическую ценность самого маргарина.

1.2. Синтез эмульгатора типа т–1 способом этерификации (рис. 65)

Рис. 65. Принципиальная схема получения эмульгатора Т–1 (методом этерификации) и эмульгатора Т–Ф: 1 – холодильник; 2 – каплеуловитель; 3, 7 – вакуум-сборник; 4, 8, 9, 23, 27 – сборники; 5, 6, 13, 14, 15, 21, 22, 28 – насосы; 10 – фильтр; 11, 12, 16 – подогреватели; 17 – этерификатор; 18 – испаритель; 19 – струйный смеситель; 20 – охладитель; 24 – отстойник; 25 – центробежный сепаратор; 26 – емкость для фосфатидов; 29 – холодильный барабан.

Условные обозначения: – – / – – / – – – вода; – – х – – х – – – глицерин; – – – – эмульгатор; – .. – – стеариновая кислота; – – хх – – хх – – –фосфатиды;

– – – – – воздух; – – V – – V – – –пар высокого давления; – – . – – . – – –пары воды и глицерина, глицериновая вода (вакуумная линия)

Жирные кислоты и глицерин берут в количественном соотношении 73,8%мас. и 26,2%мас. соответственно. Из сборника-хранилища 9, жирные кислоты, через фильтр 10 насосом 13, через подогреватель 11 подаются в струйный смеситель 19. Сюда же, из сборника 8 через подогреватель 12 насосом 14 подается глицерин. Образующаяся в смесителе 19 реакционная смесь направляется в реактор-этерификатор 17.

Реакцию этерификации ведут в диапазоне 210–220⁰С при одновременном интенсивном перемешивании, в среде углекислого или инертного (азот) газа или под небольшим вакуумом. Контроль за процессом ведут по изменению кислотного числа пробы. Для ускорения процесса этерификации и более интенсивного удаления воды из реакционной смеси, саму реакционную смесь из этерификатора 17, насосом 15 непрерывно прокачивают через подогреватель 16 в испаритель 18, откуда она, стекая самотеком, в виде тонкого слоя по тарелкам или трубкам, возвращается вновь в этерификатор 17. В испарителе отделяются пары воды и частично пары глицерина, затем поступают в парциальный конденсатор, где конденсируется основная масса высококипящего глицерина и обратно стекает на тарелки испарительной колоны. Пары воды, через каплеуловитель 2, конденсируются в холодильнике 1 и стекают в вакуум-сборник 3.

В случае отключения испарителя пары воды и увлеченного ими глицерина поступают сразу в каплеотделитель, откуда глицерин стекает в вакуум-сборник 7, а пары воды (с небольшой примесью глицерина) конденсируются в холодильнике и стекают во второй вакуум-сборник 3.

Образующийся целевой продукт подается в охладитель 20 насосом 21; охлаждается до 90–95⁰С и далее подается на тарельчатый отстойник непрерывного действия 24 или для отделения глицерин, не вступившего в реакцию, который затем поступает в сборник 23, а оттуда снова возвращается в производство.

Целевой продукт сливают в сборник 27, а затем насосом 28 подают на холодильный барабан 29, с которого снимают в виде стружки, упаковывают в мешки или в специальную тару и направляют потребителям.