پيشگفتار

واحدهاي روغن كشي بر اساس نزديكي - ماده اوليه بخصوص تخم پنبه احداث مي‌شوند كه اين مناطق بيشتر در استانهاي مازندران، گيلان و خراسان مي‌باشند. يكي از اين واحدهاي روغن كشي كشور كارخانه روغن كشي كشت و صنعت شمال واقع در استان مازندران، شهرستان ساري (در دوازده كيلومتر شهر ساري) مي‌باشد.

اين كارخانه در سه شيفت كار مي‌كند و داراي سيستم بازيابي فاضلاب و تصفيه آب مي‌باشد كه پسابهاي بازيابي شده جهت شروب نمودن زمينهاي مزروعي كارخانه استفاده مي‌شود.

اين كارخانه روغن كشي دو واحدي مي‌باشد كه واحد شماره 1 آن نيز (كشت و صنعت شمال) توليد روغن و واحد شماره 2 آن (ام. ام) صابون پزي است.

به طوري كه گفته شد محصول اصلي كارخانه كشت و صنعت شمال، روغن نباتي است كه به دو صورت دان و جامد عرضه مي‌گردد و در كنار اين محصول اصلي، محصول فرعي، خلط صابون توليد شده نيز در واحد 2 به صابون تبديل مي‌شود. واحد توليد گاز اكسيژن و هيدروژن در داخل كارخانه وجود دارد كه گاز هيدروژن توليد شده، جهت پروسس هيدروژناسيون صورت مي‌گيرد و اكسيژن توليدي در مخازن پر شده و جهت استفاده بخشهاي خصوصي و دولتي به خارج از كارخانه برده مي‌شود.

در ضمن طرح توسعه كارخانه نيز در دست اقدام است كه تا حدودي اجرا گرديده، ولي هنوز مورد بهره برداري قرار نگرفته است. و لازم به تذكر است كه مديريت كارخانه تحت نظارت بانك صنعت و معدن مي‌باشد و محصول توليدي كارخانه با نام (( روغن غنچه )) به بازار عرضه مي‌گردد.

 

 

 

 

مقدمه

روغنها و چربيها از زمانهاي بسيار دور يكي از اجزا اصلي و مهم تشكيل دهنده غذاي انسان بوده است. كه يك گرم آن در حدود 2/9 كيلوكالري انرژي در بدن توليد مي‌كند. همچنين غذاي طبخ شده در روغن و چربي مزه و طعم مطلوبي را در بر خواهد داشت.

با تغيير ساختار اجتماعي در دوراني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم، دگرگوني و چگونگي توليد مواد مورد نياز جامعه به خصوص مواد غذايي امري اجتناب ناپذير است در حال حاضر با توسعه كشت دانه‌ها و ميوه‌هاي روغني فقط 15 % از نياز چربي و روغن مصرفي مردم را مي‌توانيم تامين نمائيم. از اين جهت بايد ميزان قابل ملاحظه اي روغن خام از خارج وارد كشور شود، لذا براي افزايش راندمان استخراج روغن از منابع روغن و تصفيه روغن نياز به تكنولوژي جديد روغن مي‌باشد.

در كشورهاي صنعتي يك نفر در طول عمر خود در حدود 3 تن روغن و چربي مصرف مي‌كند كه بيش از نصف اين مقدار به صورت روغن يا چربي غير قابل رويت موجود در مواد غذايي مانند پنير، سوسيس، كالباس، گوشت و نظير اينها مي‌باشد.

اهميت اقتصادي چربيها و روغنها در جهان و ايران

غذا مسئله مهمي است كه نياز انسانها را برطرف مي‌كند. كار اساسي كشاورزان و كارخانه‌هاي صنايع غذايي اين است كه نياز مواد غذايي انسانها را تامين كنند. با توجه به افزايش رشد جمعيت در جهان نياز به مواد غذايي نيز افزايش مي‌يابد و همزمان بايد تقاضاي مواد غذايي مورد نياز مردم با امكانات و شرايط موجود تامين شود.

تاريخچه روغن نباتي در ايران

تا حدود سال 1330 از روغن حيواني استفاده مي‌كرديم و بعد از اين تدريجاً با افزايش جمعيت و كمبود توليد روغن حيواني افزايش قيمت باعث گرديد كه از روغن نباتي استفاده نمايند كه از هلند و آمريكا وارد مي‌كنند. از سال 1331 تا 1344 با شرايطي كه در ايران انجام شده بود تجار و صنعتگران شروع به آوردن كارخانه‌هاي روغن نباتي نمودند تا در عرض 12 تا 13 سال كارخانه در ايران شروع به كار نمود و روغن نباتي جامد هم از خارج وارد مي‌كردند و همه اين كارخانه‌ها از پنه دانه استفاده مي‌كردند. در سال 1346 دولت ورود روغن نباتي جامد را غير مجاز اعلام كرد و رقابتي بين كارخانه‌ها به وجود آمد و سطح توليد بالا رفت و بعضي‌ها شكست خوردند و بعضي‌ها هم در كارشان موفق شدند. مثلاً يكي از كارخانه‌هاي روغن نباتي، پارس (قو) است كه در سال 1339 تاسيس شد و توليد آن در روز 15 تا 20 تن بود و امروزه بيشتر از 600 تن در روز توليد مي‌كند.

در حال حاضر در ايران در حدود 16 كارخانه روغن نباتي داريم بعضي از اين كارخانه‌ها در حدود 300 تن توليد دارند.

 

 

مثلاً: 1 – روغن نباتي پارس (قو، اطلس)

2 – روغن نباتي بهشهر (شاه پسند، بهار، مايع لادن)

3 – روغن نباتي ورامين

4 – فاز اصفهان

5 – شيراز (نرگس)

6 – روغن نباتي جهان

تا قبل از سال 1345 از پنبه دانه استفاده مي‌كردند و بعد از آن از روسيه، بلغارستان، روماني روغن نيمه تصفيه آفتابگردان وارد مي‌نمودند و بعد از آن در نتيجه نياز، روغن سويا از آمريكا جنوبي و ايالات متحده وارد نمودند به طوريكه الان نزديك 100 % مواد خام از دانه سويا است و از آرژانتين و برزيل وارد مي‌نمايند و بعد از آن شركت سهامي توسعه كشت دانه‌هاي روغني آمدند و كشاورزان را در كشت دانه سويا و آفتابگردان تشوق نمودند ولي با وجود اينها كفاف مصرف را نكرد و در اين سالهاي اخير در حدود 6 تا 5/6 درصد روغن توليدي ايران در داخل ايران توليد مي‌شود و بقيه از خارج وارد مي‌شود.( در سال 1362)

 

فصل 1

1 – 1 تاريخچه كارخانه كشت و صنعت شمال

در سال 1355 همزمان با اجراي طرح و نصب ماشين آلات، به سبب بازده كم مالي طرح اوليه، موضوع توسعه ظرفيت واحد به منظور بهره گيري بيشتر از هزينه‌هاي ثابت طرح و افزايش سود آوري آن مورد مطالعه قرار گرفت و سپس براي تهيه طرح تكميلي جهت افزايش ظرفيت توليد روزانه تا ميزان 250 تن روغن نباتي و متعاقب آن سفارش و نصب ماشين آلات مربوطه اقدام گرديد. اين طرح علاوه بر توسعه واحد تصفيه روغن، توسعه واحد روغن كشي را نيز از طريق احداث خطوط روغن كشي دانه سويا و آفتابگردان (علاوه بر پنبه دانه) در بر مي‌گرفت كه به واسطه برخي نارساييها و محدوديتهاي ارزي با تدارك تعدادي از ماشين آلات در نيمه راه باقي مانده است.

واحد شماره 2 در داخل شهر ساري قرار داشته و داراي قدمتي بيش از 47 سال مي‌باشد. اين واحد در ابعاد كوچكي شامل قسمتهاي پنبه پاك كني، روغن كشي پنبه دانه، تصفيه روغن خام و صابون سازي بوده است، كه در حال حاضر به سبب فرسودگي بيش از حد ماشين آلات قسمتهاي پنبه - پاك كني صابون سازي و تصفيه با ظرفيتهاي كمتر قابل بهره گيري بوده و قسمت روغن كشي به طور كلي از زنجيره توليد خارج گرديده است. واحد شماره 2 به علت قرار گرفتن در داخل شهر ساري از طرف سازمان حفظ محيط زيست منطقه ملزم به انتقال و تعطيل در محل فعلي مي‌باشد. پساب صنعتي آلوده بوي نامطبوع حاصل از خلط صابون، پرزهاي معلق پنبه و ساير آلودگي‌هاي ناشي از احتراق ديگهاي بخار در هواي محيط از يكسو، و روشهاي قديمي و غير اقتصادي توليد روغن و صابون از سوي ديگر از عوامل تشديد كننده مساله مي‌باشد.

پروانه توليد، دانش فني و برخي ماشين آلات و تجهيزات قابل استفاده اين واحد به عنوان موارد قابل بهره‌گيري در طرح جامع شركت (توسعه واحد يك) مد نظر قرار گرفته اند.

1 –2 توليدات اصلي و جانبي كارخانه كشت و صنعت

توليدات كارخانجات كشت و صنعت شمال را مي‌توان به دو گروه محصولات اصلي و محصولات جانبي (by–product) تقسيم بندي نمود. پنبه محلوج، روغن نباتي جامد و صابون رختشوئي محصولات اصلي ولينترجين، زيرجين، لينترهاي 1 و 2، پوسته و كنجاله، محصولات جانبي واحد2 را تشكيل مي‌دهند، در واحد يك نيز روغن نباتي، به عنوان محصول اصلي و لينترهاي 2 و 1، پوسته، كنجاله، خلط صابون، گليسيرين و اسيدهاي چرب و اكسيژن به عنوان محصولات جانبي، توليد مي‌شود. ضمناً در واحد يك، قوطيهاي حلبي مورد نياز جهت بسته بندي روغنهاي نباتي نيز در ظرفيتهاي مختلف (2، 4، 10 پوند و 17 كيلو) توليد مي‌گردد. در اين بخش شرح مشخصات، استانداردها و موارد مصرف توليدات كارخانجات ارائه گرديده است.

1 – 3 شرح توليدات اصلي و جانبي

الف – پنبه محلوج:

عبارت است از الياف طبيعي گياه پنبه كه از جدا سازي وش[1] به پنبه محلوج بدست مي‌آيد. مقدار پنبه بدست آمده صرف نظر از درجه بندي آن 33 درصد وزن وش را تشكيل مي‌دهد.

ب – روغن نباتي:

عبارت است از روغن خوراكي بدست آمده از دانه‌هاي روغني از قبيل دانه پنبه، سويا، آفتابگردان، زيتون، ذرت، بادام زميني، خرما، انگور، گوجه فرنگي، نارگيل و ….. كه به دو صورت جامد (هيدروژنه) و مايع (اشباع شده) مورد عرضه و مصرف قرار مي‌گيرد. مقدار روغن موجود در دانه هائي نظير پنبه دانه 17 تا 23 درصد، سويا 14 تا 23 درصد، آفتابگردان 28 تا 35 درصد و خرما 50 تا 70 درصد وزني را تشكيل مي‌دهد كه البته جدا سازي تمامي مقادير مذكور ميسر (يا اقتصادي) نبوده و براي مثال حدود 16 درصد روغن پنبه دانه در روشهاي معمول جداسازي (OR SOLVENI MILLING EXTRACTION) قابل استحصال مي‌باشد.

ج – صابون رختشوئي:

ماده پاك كننده اي است (قديمي ترين ماده شوينده شناخته شده) كه از نمك حاصل از تركيب اسيدهاي چرب با مواد قليائي نظير سود بدست مي‌آيد.

اسيدهاي چرب مورد استفاده در صابون سازي مي‌تواند از خلط صابون (TRIGLYCERIDE) حاصل از تصفيه روغن خام نيز بدست آيد.

با افزايش توسعه تكنولوژي روغن در جهان، تاثير چنداني در مصرف روغن كشورمان نداشته است. اما در ايران الگوي مصرف چربيها وروغنها در 30 سال گذشته تغيير كرده است چربيهاي هيدروژنه 76 %، كره 14% و روغن مايه 10 %.

1 – 4 محصولات جانبي كارخانه‌هاي روغن‌كشي

پس از مرحله روغن كشي از دانه‌هاي روغني محصول باقيمانده كنجاله ناميده مي‌شود كه يكي از مهمترين مواد تامين كننده، تغذيه دام و طيور به شمار مي‌آيد. با توجه به كمبود شديد خوراك دام در ايران كه بايد در هر سال بيش از 500 هزار تن انواع علوفه از خارج وارد كشور شود، اهميت كنجاله بيشتر احساس مي‌گردد. بهترين نوع كنجاله براي نام كنجاله، سويا مي‌باشد. زيرا حاوي 50 % پروتئين است. كنجاله آفتابگردان نيز از كيفيت خوبي برخوردار است.

1 – 5 تركيبات شيميايي چربيها در روغنها

ساختار شيميايي چربيها تري اسيل گليسيريد مي‌باشد كه سه مولكول اسيد چرب با يك مولكول گليسرول (الكل سه ظرفيتي) طي واكنش استري شدن تركيب شده باشد.

H H O

H – C – OH H – C – O – C – R

H – C – OH + 3RCOOH H – C – O – C – R + 3H₂O

H – C – OH H – C – O – C – R

H H O

تفاوت چربيها و روغنها بستگي به تركيب نوع اسيد چرب تشكيل دهنده ساختار تري اسيل گليسيريد دارد. اصطلاح چربي براي موادي است كه در دماي معمولي جامد هستند و روغنها كه به طبع در دماي معمولي مايع هستند. اگر سه اسيد چرب يكسان باشند محصول تري گليسيريد ساده است و اگر سه تا مختلف باشند، تري گليسيريد مخلوط نام دارد. اسيدهاي چرب كه در طبيعت وجود دارند داراي اتم زوج به استثناي ايزو و الريك اسيد مي‌باشند.

1 – 6 مراحل تهيه روغن‌هاي نباتي

الف) استخراج

ب) پالايش

ج) بي رنگ كردن

د) هيدروژناسيون

 

 

 

1 – استخراج:

استخراج به دو طريقه انجام مي‌شود.

الف: فشردن مكانيكي كه عبارتند از پاره كردن سلولهاي نباتي محتوي چربي كه معمولاً به وسيله گرما و سپس فشردن آن زير فشار قوي است.

ب: استخراج با حلال كه مستلزم غوطه ور ساختن دانه‌هاي روغني در داخل مايعي است كه مي‌تواند يك مشتق نفتي، يا يك مايع غير قابل استعمال، معمولاً هيدروكربن كلردار بوده و چربي استخراج شده را جمع آوري مي‌نمايند.

2 – پالايش:

روغن نباتي خام بدست آمده از روش فشردن مكانيكي يا استخراج با حلال خالص نبوده بلكه با مواد همراه است. براي جدا نمودن اين ناخالص‌ها بايد آنرا پالايش نمود.

مراحل پالايش روغن خام

الف: مرحله اول عمليات پالايش

ب: جدا كردن روغن

ج: شستشوي روغن تصفيه شده

3 – بي رنگ كردن: (post Biea chihg)

در اغلب عمليات تكنولوژيكي حذف رنگ از روغن‌ها و چربي‌هاي بدون توجه به منبع و منشا آنها مطلوب تشخيص داده شده است در عمليات بي رنگ كردن چربي‌ها از خواص ويژه خاك رس استفاده مي‌شود.

روغن فيلتر شده، جهت نيكل گيري و رنگبري به خود، به قسمت بيرنگ مرحله دوم برده مي‌شود. در اين مرحله 15 kg خاك سنگين (رنگبر، توسنيل) به همراه 10 kg خاك سبك (پرليت) به همراه 2.5 kg اسيد سيتريك با روغن مخلوط شده (توسط آب گرم) و به كمپرسور مي‌روند. اين عمل تحت خلاء انجام مي‌شود و به اين وسيله مواد زائد داخل روغن نيز جدا مي‌شود. وجود اسيد سيتريك باعث ايجاد كمپلكسي از اسيد و نيكل در داخل تانك شده و در مرحله بعدي توسط فيلتراسيون، كمپلكس فوق جدا مي‌شود و هدف اصلي اين مرحله نيز نيكل گيري مي‌باشد.

4 – هيدروژناسيون: (HYDROGENATION)

روغنهاي مايع كه به مقدار فراوان به بازارهاي جهان عرضه مي‌شوند براي مصرف مستقيم نامناسبند و قابليت نگهداري آنها نيز با اقتصاد جديد كه وجود مقداري ذخيره را ضروري مي‌داند مطابقت نمي كند.

اولين بار شخصي بنام نورسن در سال 1903 ميلادي هيدروژناسيون روغنهاي سبزيجات را كشف كرد و فرآيندهاي اصلي شيميايي در صنعت چربي و روغن توسعه پيدا كرده است. صنعت دانه روغني از توانايي هيدروژنه شدن محصولات فرعي روغن توليد شده به وسيله استخراج دانه نتيجه مي‌شود. بنابراين قسمتهايي از دانه كه پروتئين كمي دارند براي تغذيه حيوانات استفاده مي‌شود. رشد كامل صنعت سويا با رشد هيدروژناسيون روغنهاي خوراكي به طور هماهنگ پيش مي‌روند. در سال 1775 در ايالت متحده حدود 3/7 ميليون پوند روغن هيدروژنه شدند. اگر ماكاتاليست مورد استفاده را در حدود 02 , 0 % نيكل تخمين بزنيم پس 5/1 ميليون پوند نيكل مورد احتياج است. همچنين اگر ما انديس يدي را از 125 تا 90 حدس بزنيم، ميانگين كاهش انديس يدي 35 است پس 6/3 ميليون فوت مكعب هيدروژن مورد احتياج است. بنابراين يك قسمت مهمي از صنعت ما را تشكيل مي‌دهد.

1 – 7 علّت هيدروژناسيون

دو دليل براي جامد كردن روغن موجود است:

الف: تعداد پيوندهاي دوگانه را كاهش مي‌دهد، فرصت براي اكسيداسيون را كم مي‌كند، پايداري طعم و بو افزايش مي‌يابد.

ب: خواص فيزيكي را تغيير مي‌دهد، بنابراين محصولات داراي بهره بيشتري مي‌باشند محصولاتي مانند مارگارين، (shortinting) چربيهاي پوشش دار، چربيهاي سرخ شده همه نتيجه هيدروژناسيون روغنها مي‌باشند. همچنين محصولات غير خوراكي بيشماري مانند الكل ها، آمينها، اكسيدها و غيره به وسيله هيدروژناسيون چربيها يا اسيدها ساخته مي‌شوند، كه اين محصولات به وسيله محدود كردن صنعت چربي خوراكي گزارش شده است.

1 – 8 واكنش هيدروژناسيون كلي

1 – انتشار عوامل شركت كننده به سطح كاتاليست

2 – جذب

3 – واكنش سطحي

4 – دفع

5 – انتشار محصولات از سطح كاتاليست

1 – 9 جزئيات مراحل و دستگاهها

درجه هيدروژناسيون به عدد بستگي دارد و كاهش يك مولكول يد روغن معادل Ib 5.07 هيدروژن مي‌باشد به ازاء 1000 I B روغن پنبه دانه ((نوع دانه در اينجا مؤثر است)).

 

كنورتور:

نماي كلي از كنورتور:

1 – ولو خروجي آب

2- ولو ورودي بخار

3- ولو ورودي آب

در كنورتور هيدروژناسيون انجام مي‌شود. موادي مانند نيكل با كمك كاتاليزور را هم مي‌توان در منبعي جداگانه حل كرده و سپس وارد كنورتور كرد. كه اين مواد يا به صورت پودر وارد مي‌شوند يا پولك.

قبل از نيكل زدن رفراكت خوانده مي‌شود. هرچه رفراكت بالاتر باشد در نتيجه نقطه ذوب بالاتر و هيدروژناسيون بهتر و بيشتر صورت گرفته است. نقطه ذوب بايد مناسب با دماي بدن باشد (حدود 36-38C) البته تنظيم نقطه ذوب به فصل سال هم وابسته است.

سپس سيستم خلاء قطع شده و شروع به تزريق گاز هيدروژن مي‌كنيم. اين گاز با فشار از گاز پلنت مي‌آيد. در هنگام گاز خوردن دما تا حدود 200C بالا مي‌رود زمان گاز خوري حدود 1-1.10haur است. وپس از اندازه گيري انديس يد عدد رفراكت و نقطه ذوب نمونه در آزمايشگاه، گازدهي متوقف مي‌شود. پس از عمل هيدروژناسيون بايد نيكلها مجدداً گرفته شود. پس از گازدهي سيستم بايد سرد گردد. از همان كوئل به طور معكوس (از پايين) آب وارد مي‌شود و جريان پيدا مي‌كند و از قسمت بالا خارج مي‌شود و در دما در 100C ثابت مي‌شود. يكبار ديگر خلاء گيري مي‌شود، تا گازهاي مسموم موجود گرفته شود، سپس خلاء شكسته مي‌شود.

بهترين شرايط در اين مرحله اين است كه فشار كنورتور 2.5 باشد. و زمان گاز خروجي طولاني نباشد. اگر فشار كنورتور بالا باشد، عمل گاز خروجي به خوبي صورت نمي گيرد. همين طور اگر زمان گاز خروجي طولاني باشد در اينجا انديس يد تغيير مي‌كند.

اگر روغن در خط خنثي نشده باشد و حالت صابوني يا موم داشته باشد، يا كاتاليستها به خوبي عمل نكرده باشد. (رطوبت يا آب خورده باشند) باعث بالا رفتن فشار كنورتوري شوند يا اينكه بيشتر از ظرفيت كنورتور وارد شده باشد.

1 – 10 نقش گاز

گاز هيدروژن ابتدا در روغن حل شده كه تماس بين روغن حل شده در هيدروژن و كاتاليست به وجود مي‌آيد و واكنش صورت مي‌گيرد در اينجا مسئله حلاليت هيدروژن داراي اهميت است كه اين حلاليت با افزايش درجه حرارت و فشار بالا مي‌رود و سيستم بايد بتواند درجه حرارت و فشار بالا را تحمل كند.

1 – 11 تعريف كاتاليست

ماده اي است كه سرعت واكنش را افزايش مي‌دهد، بدون آنكه در واكنش شركت كند و از آنجائيكه در پروسس 3فاز داريم (جامد، مايع، گاز) بنابراين دو عمل جذب و دفع بايد صورت بگيرد.

نقش كاتاليست:

نقش كاتاليست كاهش انرژي اكتيواسيون و سرعت هيدروژناسيون مي‌باشد كه اين سرعت به غلظت چربي و ميزان هيدروژن بستگي دارد و كاتاليزور در اينجا نيكل مي‌باشد و گاهي مي‌توان از مس و آلومينيوم استفاده كرده در حال حاضر در اكثر كارخانجات از نيكل استفاده مي‌شود چون هدف افزايش سطح تماس است، كاتاليست يا به صورت پودر استفاده مي‌شود و يا بر روي يك ماده جامد FIX مي‌گردد كه به آن ماده جامد PACKING مي‌گويند و بايد قابليت FIX شدن را دارا باشد و در اين كارخانه نحوه عمل با كاتاليزور به صورت COUNTIBUES مي‌باشد و ميزان نيكل ورودي 0.01 – 0.04 % روغن مي‌باشند.

كاتاليست به طور كلي دو نوع هموژن و هتروژن است. اگر كاتاليست با عامل واكنش دهنده در يك فاز باشد هموژن در غير اين صورت هتروژن ناميده مي‌شود. استفاده از كاتاليزور عموماً به دو منظور است:

الف – كمك به حل جذب هيدروژن در روغن

ب – در تماس قرار گرفتن روغن با سطح هيدروژن

در عمل هيدروژناسيون، غلظت صابون اسيدهاي چرب، فسفاتيدها و صمغها بايد به صفر برسد، زيرا اكتيويته كاتاليست را كاهش مي‌دهند كه در اين صورت مي‌گويند: (( كاتاليست مسموم شده است )).

يعني اين مواد قادرند با كاتاليزور پيوند غير قابل برگشت بدهند و علاوه بر مواد بالا: مونوكسيد كربن H₂S , so جزء اين دسته از مواد مي‌باشد.

1 – 12 فاكتورهاي مهم در هيدروژناسيون

( الف) – فشار گاز هيدروژن:

در روغن به نوع روغن بستگي دارد و ميزان يد نيز در هيدروژناسيون مؤثر است.

( ب) – غلظت كاتاليست:

كه در حلاليت گاز در روغن مؤثر است و رابطه اي كه اين حلاليت را نشان مي‌دهد.

dp1 = Rate of sdution

K : بستگي به خصوصيت و ضخامت فيلم ساكن مايع در حد K = Con and tont

سطح مشترك بين گاز و مايع = A غلظت يا فشار گاز در فاز مايع = p1

فشار گاز در فاز گاز = pg

ميزان حلاليت متغير است و بستگي به شرايط ديگر از جمله انديس يد دارد كه در صورت پائين بودن انديس يد (يعني غلظت غير اشباع كم است)

و غلظت كاتاليست نيز پائين باشد، ميزان حل شدن هيدروژن مي‌تواند به حالت اشباع هم برسد ولي بر عكس يد بالا و غلظت كاتاليست بالا، به حالت كمبود هيدروژن مي‌رسد و در صورت نامساعد بودن شرايطي مخلوط كني (Mixer ) اين مسئله زودتر اتفاق مي‌افتد.

از فاكتورهاي مهم ديگر هيدروژناسيون مي‌توان از اكتيويته كاتاليست و سطح كاتاليست و درجه حرارت و نوع روغن نام برد.

نوع روغن توسط محل بند دوگانه و تعداد آن مشخص مي‌شود باندهاي دوگانه موجود در اسيدهاي چرب مي‌توانند به راحتي منتقل يا جابجا شوند.

اين پيوندها (condy) باعث جذب در سطح كاتاليست مي‌شوند و نهايتاً يك هيدروژن را وارد واكنش مي‌كنند. هرچه اسيدهاي چرب اشباعيت كمتري داشته باشند نقطه ذوب آنها پائين تر است. قبلاً تصور مي‌شد كه پروسس زير مرحله به مرحله انجام مي‌گيرد:

اسيد استئاريك - - - اسيد اولئيك - - - اسيد لينولئيك - - - اسيد لينولئيك

18C 18c 18c 18c

= 0 = 1 = 2 = 3

= بند دوگانه (مضاعف)

ولي امكان دارد تبديلات بالا به ترتيب نباشد و اين تئوري رد شده مي‌باشد و در هيدروژناسيون دقيقاً نمي توان مشخص كرد كه مثلاً: اسيد استئاريك يك خالص تراز لينولئيك بدست مي‌آيد بلكه مي‌تواند از اسيدهاي چرب ديگري به طور ناخالص بدست آيد.

براي هيدروژناسيون از دو روش Bateh و continaes استفاده مي‌شود. ولي روش مداوم به علت پيچيدگي مورد استفاده قرار نمي گيرد. در اين كارخانه از سيستم bateh استفاده مي‌شود.

هيدروژناسيون زماني كامل است كه تقريباً هيچ اسيد غير اشباعي نداشته باشيم و درجه اشباع مينيمم گردد (درجه 2) و چنانچه اين شرايط فراهم شود مناسبترين نوع واكنش (واكنش درجه 1) خواهد بود.

هيدروژناسيون يك واكنش اگزوترميك است، مثلاً براي سويا به ازاء هر درجه يدي كه تغيير مي‌دهيم، تقريباً 7/1 – 6/1 تغيير درجه حرارت داريم. اگر به تغييرات باند دوگانه در طول هيدروژناسيون متيل اولئات كه تركيبي از اسيد اولئيك است را بررسي كنيم، مشاهده مي‌كنيم كه ابتدا بندهاي دوگانه بر روي اتمهاي مشخص هستند ولي بعد از مدتي بر روي كليه اتمهاي كربن پراكنده مي‌شوند.

به طور كلي از نظر اقتصادي هيدروژناسيون اهميت زيادي دارد. زيرا با اين عمل حالت فيزيكي چربيها را مي‌توان تغيير داد و چربيهاي مايع را به صورت جامد در آورد و حالت پلاستيكي به آنها داد و از نظر نقل و انتقال و بسته بندي سهولت ايجاد كرد.

روغن هيدروژنه شده داراي حرارت زيادي است و اگر به همين صورت وارد دستگاه شود فيلتر باعث آتش گرفتن در فيلتر مي‌شود وعلت آن هم نزديك شدن روغن به نقطه اشتعال خود مي‌باشد كه درضمن اين دماي بالا، امكان اكسيداسيون را در روغن افزايش مي‌دهد و نياز است كه قبلاً سرد گردد و با سرد كردن روغن از اصطحكاك پمپها نيز جلوگيري به عمل مي‌آيد. عمل فيلتر كردن در فيلتر تانك انجام مي‌شود و از خاك هايفلو كه از نظر اندازه ذرات از خاك تونسيل ريزتر است استفاده مي‌شود و چون اين فيلتر تا حدي نيكل را بازيابي مي‌كند بايد از خاك هايفلو كه سطح تماس بيشتري را ايجاد مي‌نمايد استفاده شود. البته نيكل بازيابي شده قابل استفاده نيست زيرا كاتاليزور كهنه، درصد ايزومرهاي ترانس – ترانس را بالا مي‌برد و در ضمن اسيد لينولئيك را نيز فاسد مي‌كند كه در فساد روغن مؤثر است.

البته در اين كارخانه‌ها نيكل به صورت دانه‌هاي عدس قهوه اي رنگ وجود دارد پس از مصرف، سياه مي‌شود و براي كاتاليست زدن مقداري از اين كاتاليست كهنه يا كاتاليست نو مخلوط شده و مورد استفاده قرار مي‌گيرد. البته اين مخلوط كردن به خاطر صرفه جوئي در مصرف كاتاليزور است.

 

[1]. غوزه يا ميوه گياه پنبه پس از پوست گيري وش ناميده مي‌شود.