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油脂化学

 

油脂化学是化学工业的一个分支,主要研究天然油脂的物质利用。主要原料为植物油,如棕榈油、棕榈仁油、菜籽油或大豆油,以及动物脂肪。在许多应用中,油脂化学工艺取代了石化原料。

油脂主要由甘油三酯组成。甘油三酯是甘油和长链脂肪酸的酯。典型的脂肪酸有棕榈酸、硬脂酸、油酸或月桂酸。化学成分决定了产品的物理和功能特性。

油脂化学的一个核心过程是甘油三酯的裂解。该过程通过水解或转酯化实现。水解会产生游离脂肪酸和甘油。反应方程式简化为:

Triglyceride + 3 H₂O → Glycerol + 3 fatty acids

与醇(通常是甲醇)进行转酯化会产生脂肪酸甲酯和甘油。该过程是生物柴油生产的基础之一。该反应可写为:

 

Triglyceride + 3 CH₃OH → Glycerol + 3 fatty acid methyl esters

金属皂是长链脂肪酸的金属盐。它们是通过用金属氢氧化物或金属氧化物中和游离脂肪酸而产生的。一般反应方程式为:

 

R–COOH + Me(OH)ₙ → Me(R–COO)ₙ + n H₂O

碳脂肪酸和金属氢氧化物会形成脂肪酸的金属盐(金属皂)和水。其中,R 代表脂肪酸的碳氢化合物残基,Me 代表钙、镁、锌、铝或锂等金属。

以棕榈油脂肪酸为基础的金属皂具有特殊的经济意义。棕榈油在全球范围内可获得,且脂肪酸成分稳定。这有助于实现可重复的工艺和稳定的产品质量。

金属皂的应用领域非常广泛。它们被用作塑料加工中的润滑剂和润滑油。它们在 PVC 中起稳定剂的作用。它们被用作润滑脂中的增稠剂。它们被用作分离剂、消泡剂或疏水剂。在油漆和涂料中,它们影响干燥、流变学和表面质量。在建筑化学中,它们被用作防水剂。在化妆品、制药和洗涤剂行业,油脂化学衍生物也发挥着重要作用。

金属皂的生产需要对反应物进行充分混合。热传递、物质传输和反应动力学密切相关。反应可以间歇或连续进行。产品质量在很大程度上取决于均匀性、温度控制和停留时间。

工业混合反应器用于化学反应。它们承受着很高的机械和热负荷。这包括快速的压力真空变化以及工艺过程中明显的温度变化。amixon® 的工艺设备在这些条件下表现尤为出色。它们专为反应性固体和固体-液体系统而设计。它们能均匀地润湿固体。它们能够实现可控且可重复的反应控制和真空干燥。同时,即使在放热反应中,它们也能确保高效的散热。

随后,amixon® 混合器将用于使最终产品均质化。混合工具以低转速工作,但仍能实现较短的混合时间。这样可以避免剪切力、粉尘释放和不良加热。这些特性非常宝贵,因为许多最终产品都是粉状的。它们具有很高的爆炸和点火危险。

油脂化学产品被认为是可再生、生物基的,在许多情况下还可以生物降解。