Yağ Hidrojenasyon Teknolojisi

Paylaş
 

Doymamış organik bileşiklerin (alken, alkin gibi) karbon atomlarının bileşiklerle yaptığı doymamış bağlarında, hidrojenle doyurulması işlemine hidrojenasyon adı verilir. Sanayide birçok alanda, özellikle orgaik kimya tabanlı birçok sektörde oldukça kullanılırken, bir sektör vardır ki, yapılan hidrojenasyon işlemleri sonucunda elde edilen son ürünü, hayatımızda oldukça çokça bulunan bir ürün eldesinde kullanılmaktadır.

yağ hidrojenerasyon teknolojisi

yağ hidrojenerasyon teknolojisi

Gıda yağ sanayinde çokça uygulanan bir işlem olarak karşımıza çıkmaktadır. Yağlar, özellikle de bitkisel yağlar, içerisinde birçok doymamış yağ asidi içermektedir. Sanayide yağ hidrojenasyonu olarak geçen işlem, doymamış yağ asitlerini oluşturan karbon atomları arasındaki çift bağlara hidrojen ilavesi olarak tanımlanmaktadır. Sıvı formda olan ya da düşük erime noktasına sahip molekülleri bünyesinde barındıran bir yağdan, kısmen veya tamamen katı özellikte yağ eldesi oluşturmak ve kullanım formlarını kolaylaştırmak için erime noktası yüksek yağları elde etmek için en yaygın kullanılan yöntemdir. Hidrojenasyonun tabi ki önemli amaçları bulunmaktadır. Bunlardan biri çift bağların sayısını azaltmak ve böylece, yağlarca karşımıza çıkan ve gıda sanayisi açısından oldukça problem yaratan oksidasyon duyarlılığını azaltmak, bir diğeri ise, halihazırda kullandığımız mevcut ürünün fiziksel özelliklerini değiştirerek, ürünün kullanım alanlarını arttırmak, genişletmek ve tüketicilere farklı formlar sunmaktadır.. Örneğin margarinler, sorteningler, kaplama yağları, kızartma yağları gibi ürünler bu yollarla oluşturulmuştur.

palmitik asit

palmitik asit

Organik maddelerin katalitik hidrojenasyonu, 1863 yılında, ilk olarak Debus tarafından gerçekleştirilmiştir. Hidrojenasyon işleminin modern koşullarla ilk defa yapılması ise, 1897 – 1905 yılında, Sabatier ve Senderens tarafından gerçekleştirilmiştir. Asıl konumuz olan ve hayatımızda büyük değişimlere yardımcı olan yağ asitlerinin sıvı fazda bulunan formlarına hidrojen doyurulması ise, ilk kez 1902 yılında, Wilhelm Normann tarafından Almanya’da patent altına alınmıştır. Buna takiben, yine Wilhem Normann tarafından, 1903 yılında, Britanya’da patent alınmıştır ve çalışmalar ilerletilmiştir. 1906 yılında, Normann İngiltere’de bulunan bir fabrika oluşturmuş ve ilk kez burada balina yağının sertleştirilmesi işleminde, teknolojik olarak hidrojenasyonu kullanılmıştır. Tabi ki oldukça büyük bir atılım olan bu çalışma ilerlemiş ve ilk fabrikadan sonra Almanya, İngiltere, Birleşik Devletler ve Hollanda’da inşa edilen başka fabrikalarda da çalışmalar yürütülmüştür. Üretilen hidrojene yağları, öncelikle gıda sektöründe değil, belirli bir süre boyunca sabun üretiminde kullanılmıştır. Böylelikle iyice gelişme sağlayan hidrojenasyon işlemi, artık gıdada uygulanılması için yeterli seviyeye gelmiş ve 1913 yılında, hidrojene pamuk yağı yeni bir form kazandırılarak sortening olarak, Amerika’da piyasaya sunulmuştur. 1920 – 1940 yıllarında, sektör iyice gelişme göstermiş, istenilen erime noktasında oluşturulabilen hidrojene yağlar oluşturulmuş, yumuşak kıvam kazandırılmış margarin ve sortening üretimi üzerine birçok çalışmalar yapılmıştır. Bu ürünlerin arzulanan kalitede üretilmesi ve piyasaya sunulması konusunda ilerlemeler sağlanmıştır. Türkiye bu işlem, diğer saydığımız ülkelere göre biraz daha geç başlamış ve 1950’den sonra hidrojenasyon ve margarin üretimi geniş ölçüde tanınmış ise de, kısa sürede üretiminde önemli mesafeler alınmıştır.

Hidrojenasyon işleminde kullanılan 3 faz bulunmaktadır. Bunlar, sıvı olarak doymamış yağ asitlerini temsil eder. Katı olarak katalizör olarak temsil eder ve katalizör olarak genellikle nikel kullanlır. Son olarak ise gaz olarak hidrojen gazı formunu temsil eder. Bu üç faz, bir arada yüksek basınç ve sıcaklıkta bulundurulup karıştırıldığında, hidrojenlenme meydana gelmektedir. Elde edilecek mamul yağ, yukarıda belirtilen 3 farklı fazların, üretilecek ürün çeşidine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Üretilecek üründe istenen yapı ve özelliklerine göre, bu üç fazın bir arada bulunma şartları ayarlanması gerekir. Böylece, istenen erime noktası ve sertlik derecesine sahip yağ eldesi oluşturulmuş olur.

Hidrojenasyon sonucu bu oluşturduğumuz farklı formlardaki elde edilen mamul yağın oluşturulmasında tabi ki etkileyen unsurlar bulunmaktadır. Hatta bunlar, tüm yağın kompozisyonunu, bileşimini, özelliklerini etkileyerek oldukça önemli bir durum olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu unsurları sıralamak gerekirse,

  • Kullanılan katalistin tipi
  • Yağdaki katalist konsantrasyonu
  • Hidrojenasyon ortamının hidrojen gazı basıncı
  • Hidrojen ortamının reaksiyon sıcaklığı
  • Hidrojen gazının ortama dağılım derecesi

olarak belirtilebilir. Hisrojenasyon işlemi ile çift bapların bir kısmı yok edilir. Diğer önemli bir kısmı da bu işlem sırasında cis, trans ve yer (pozisyon) izomerizasyonuna uğrar. Yağ asitlerinin yapısındaki bu kimyasal değişikliklere bağlı olarak yağda iki önemli kalite değişikliği oluşur. İlki, yağın erime sıcaklığı yüksek derecelere çıkmaktadır. İkincisi ise yağın dayanıklılığı artar, oksidasyon stabilitesi artar, yani oksijenle tepkimeye girme olasılığı düşer.

Hidrojenle doyurma işlemi, ekzotermik yani çevresine ısı yayan bir reaksiyon olduğu bilinmektedir. Yağlardaki iyot sayısı diye bir terim karşımıza çıkarken, bu durumun doymamış yağ asitlerinin oluşturduğu bir özellik olduğu ifade edilebilir. Çift bağların doyurulması için gerçekleşitirilen hidrojenasyonda, yağın iyot sayısını bir birim düşürmekle serbest bırakılan enerji, yağın spesifik ısısına bağlı olarak, ortamda 1.7oC’lik sıcaklık artışı oluşturur. Isının serbest kalıyor oluşu, hidrojenasyon otoklavının dizaynında çok önemli bir farktör olarak dikkate alınan kriterler arasındadır. Hidrojenasyonun ekzotermik oluşundan dolayı bazen ısınma boruları ve cekete buhar sevki durdurulabilir.  Hatta, soğuk su sirkülasyonu bile gerektiği durumlar oluşabilir.

Hidrojenlemede, çift bağlar doyurulduğundan, iyot sayısında azalma görülecektir. 1 m3 hidrojen gazı, 1 ton yağın iyot sayısını 1 birim düşürmek için yeterli bir kapasitedir. Bir başka hesapla, 100 kg oleik asidin stearik aside tam indirgenmesi için 8 m3 hidrojen gazı gereklidir. Örnekleri çoğaltacak olursak, 1 ton yağın iyot sayısını 1 birim düşürmek içn 1 m3 hidrojen gazına ihtiyaç varsa, iyot sayısı 127 olan soya yağının iyot sayısını 65’e düşürmek için 127-65=62 m3 hidrojen gazına ihtiyaç vardır. Bu durum, iyot sayısı yüksek yağlardan belli vizkozite ve sertlikte hidrojene yağ üretmek için, daha fazla hidrojen gazına ihtiyaç olduğunu göstermektedir.  Özellikle maliyet açısından bir sorun arz eden bu duruma açıklık getirecek olursak, 1 m3 hidrojen gazı üretmek için, 5.5 kw/h elektrik enerjisine ihtiyaç olduğu bilinmektedir. Buradan yola çıkarak, iyot sayısı yüksek olan yağlardan oluşturulan hidrojene yağların üretim maliyetleri de iyot sayısıyla doğru orantılı olarak yüksek olacaktır. Pamuk yağı, yaklaşık palmitik asit içeriğine sahiptir. Bu nedenle, hidrojene yağ üretimi için, pamuk yağı en uygun olan yağlardan biridir. İyi bir kaynak, değerli bir yağdır. Diğer bitkisel yağlarda 18 karbonlı doymamış yağ asitleri hâkimdir. Bunlardan üretilen hidrojene ürünlerde istenmeyen beta-kristal formu oluşur. Halbuki, 16 karbonlu palmitik asidi fazlaca içeren pamuk yağının hidrojene ürünlerinde arzulanan betaı-kristallerinin oluşum eğilimi artar.

nikel

nikel

Hidrojenasyonda, katalist en önemli noktalardan biridir. Bazı özel ürünler hariç, çoğunlukla katalist olarak Ni kullanılmaktadır. Katalizör, hidrojenasyonda kullanılacaksa aktif olmalı, uzun ömürlü ve kesinlikle seçici olmalı, filtrasyon işlemi yani temizleme işlemi yapıldığında, sistemden kolayca uzaklaştırılabilmeli ve üretimden üretime değişmeyecek kararlılıkta olmalıdır. Literatür olarak tanımlamak gerekirse, katalist aktivitesi, uygun bir zaman dilimi içinde, bir parti yağı hidrojene etmek için, gereken katalist miktarı denebilir.  Katalist aktivitesi, işlemi etkliyen en önemli unsurlardan biri olduğu göz ardı edilmemelidir. Buradan hareketle, aktiviteyi gözlemlemek için, yağı belli özel şartlar altında hidrojene ederek, takip edilebilirliği arttırıp, yağın iyot sayısının birim zamandaki düşüşüyle ifade etmek mümkün olacaktır. Böylece, çeşitli katalistlerin aktiviteleri karşılaştırılabilinecektir ve satın alma spesifikasyonlarının bir parçası olarak kullanılabilecektir.

http://i.hizliresim.com/PY08Z5.jpg

Katalistin ömrü, katalistin ne kadar süre ile aktif ve kullanılabilir olacağını belirtir. Katalistin ömrü, yağdaki sülfür bileşikleri, yağ asitleri ve fosfatidler gibi katalist etkisini yok eden bileşiklerle azaltılır. Oysa ki, iyi bir katalist, birkaç defa kullanılabilme özelliğine sahip olan katalisttir. Ancak, her kullanımda azalma olabileceği göz önüne alınacak olursa, aktivitede oluşabilecek azalmayı tolere etmek için, her çalışma başında belirleyeceğimiz ve etkili olabileceğini düşündüğümüz oranda, hidrojenasyon ortamına katalist ilave edilmesi gerekmektedir. Bitkisel ve hayvansal yağ üreticileri, kritik bazlı stoklar üretmek için, belli özelliklere sahip katalist kullanmaktadırlar, yani aynı katalizörü tekrar kullanmamaktadır. Ancak, selektivitenin önemli olmadığı hidrojene yağlarda ya da katı stok üretimi için, aynı katalist tekrar kullanılabilmektedir.

Hidrojenasyon işleminin endüstiyel olarak yapılış aşamalarını aktaracak olursak, bu işlem için kuru ve rafine yağ ile işlem yapıldığı belirtilebilir. Katalist bu işlemi hızlandıran ve daha verimli olmasını sağlayan unsur olduğundan, yağın bir kısmı katalist ile ısıtmalı karıştırma kazanında karıştırılır. Otoklava (basınç ortamında yüksek sıcaklıklara ulaşabilmeyi sağlayan ekipman) konulur ve 120oC ‘ye ısıtılır. Karışıma, doyurma işleminin yapılabilmesi için hidrojen gazı eklenir. İstenilen sertleşme derecesi elde edilene kadar işlem devam ettirilir ve sonrasın 100oC’ye kadar soğutulur. Süzme işlemi uygulanır yani teknik terimle ifade edilecek olursa filtrasyon işleminden geçirilir ve böylelikle katalist ortamdan ayrılmış olur. Hidrojene edilmiş yağ eldesi yapılmış ve tüketime sunulacak şekle gelmiştir. Paketleme ve sevkiyatla gerekli yerlere ulaştırılır.

Google Amcadan Gelen Aramalar:

Bu yazı 1404 kere okundu.
  • Site Yorum
  • Facebook Yorum

Bir yorum bırak

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Bir yorum bırak

mature porno

YAZAR HAKKINDA

Hakkımda Daha Çok Şey Öğrenmek İsteyenler Üst Menüden "Hakkımda" Düğmesinden Veya http://www.nasilyapalim.com/hakkimda Uzantısından Öğrenebilirler....
Kategoriler
  • ÇOK OKUNAN
  • YENİ
  • YORUM
Translate:
sorusor
sorusor
Biraz Gülelim :)
kiminbunumara.com-faturaogren.com
%d blogcu bunu beğendi:
mature porno