Sabunlanish – Ultrasonik bilan sovun tayyorlash jarayoni

Sabunlash - sovun tayyorlashning kimyoviy jarayoni. Bu yog'lar yoki yog'lar (triglitseridlar) xom ashyosi sovun hosil qilish uchun gidroksidi reaktiv bilan reaksiyaga kirishadigan reaktsiya. Ultrasonikatsiya reaktsiya tezligini oshiradi, to'liq konvertatsiyaga olib keladi va kaliy gidroksidi (KOH) yoki natriy gidroksidi (NaOH) kabi asosiy reagentlardan ortiqcha foydalanishdan qochadi. Ultrasonik tarzda boshlangan gidroksidi gidroliz tijorat sovun ishlab chiqarishda osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin. Sovunlash uchun ultratovushli reaktorlar hech qanday katalizatorni ishlatmasdan yoki ishlatiladigan katalizator miqdorini kamaytirmasdan qisqa vaqt ichida yuqori mahsulot ishlab chiqaradi.

Ultratovushli sovunlanish

Ultrasonik sovunlanishning amaliy tadqiqotlari

Turli tadqiqot tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, sonikatsiya triglitseridlarning sovunga sovunlanishiga yordam beradi. Ultrasonik sovunlanish katalizatorni tejash yoki undan foydalanishni oldini olish bilan birga konversiyani tezlashtiradi va oshiradi. Bu ultratovushli sovunlanishni yuqori samarali ishlab chiqarish usuliga aylantiradi.

Fazali katalizatorsiz triglitseridlarning ishqoriy gidrolizini (sovunlanish) ultratovush yordamida boshlash

Mercantili va boshqalar. (2013) sovunlanish deb nomlanuvchi triglitseridlarning ishqoriy gidroliziga ultrasonikatsiyaning ta'sirini o'rgangan. Ular kungaboqar yog'ining ishqoriy gidrolizini boshlash uchun sonikatsiyadan foydalanganlar. Ishqoriy asos sifatida kaliy gidroksid (KOH) ishlatilgan. Ultratovush reaktsiyani boshlash va harakatga keltirish uchun quvvat manbai sifatida samarali ekanligi, atrof-muhit haroratida ishlaganda umumiy quvvatni ishlatishning atigi 15 daqiqasida yuqori reaktsiya hosildorligiga erishish mumkinligi va jarayon davomida aniqlangan qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lmasligi ko'rsatildi. reaktsiya. Ultrasonik vanna va prob tipidagi ultrasonokatorni taqqoslash ultratovushli probning eng yaxshi texnika ekanligini ko'rsatadi. Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, ultratovushli sovunlanish ortiqcha gidroksidi yoki fazali uzatish katalizasiga muhtoj bo'lmasdan yaxshi konversiyani beradi.

Triatsilgliserinning ishqoriy gidrolizi

Sabunlanish uchun ultratovushli fazali uzatish reaktsiyasi

Bhatkxande va boshqalar. (1998) soya yog'i kabi o'simlik moylarining sonikatsiyasi xona haroratida suvli KOH va turli xil PTClar yordamida samarali sovunlanishi mumkinligini ko'rsatdi. Sovunlanish darajasi mos yozuvlar sifatida sovunlanish qiymatidan foydalangan holda o'rganildi. Vaqt, fazali uzatish katalizatorlarini tanlash, ishlatiladigan katalizator miqdori, KOH miqdori va suv miqdori kabi turli parametrlarni optimallashtirish sonikatsiya va aralashtirish yordamida amalga oshirildi. Ultratovush ta'sirini o'rganish uchun sovunlanish 35ºC da turli sharoitlarda, ya'ni aralashtirish, sonikatsiya, aralashtirish va sonikatsiya va 100ºC da isitish orqali amalga oshirildi. Suvli KOH? CTAB yordamida turli xil o'simlik moylarining heterojen suyuqlik-suyuq fazali sovunlanishi 35ºC da sonikatsiya va aralashtirishda sezilarli darajada tezlashgani aniqlandi.

Yuqori samarali ultratovush apparatlari

Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic equipment for lab, pilot and industrial production. The robust and reliable ultrasonicators are used for various sonochemical reactions such as saponification. Hielscher’s probe-type ultrasonicators can be used in batch and inline mode. All important process parameters – amplituda, bosim, harorat – aniq nazorat qilinishi va takrorlanadigan natijalarni ta'minlashi mumkin.
Raqamli boshqaruv avtomatik ravishda jarayon parametrlarini yozib oladi va ularni o'rnatilgan SD-kartada saqlaydi. Oldindan sozlash va masofaviy brauzer boshqaruvi sonication jarayonini juda oddiy va foydalanuvchilarga qulay qiladi.
For many sonochemical reactions a certain temperature must be maintained, so temperature control is important. Hielscher’s digital ultrasonicators come with a thermo-couple and temperature control. Jacketed flow cell allow for heat dissipation.
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:

• Bhatxande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): Ultratovush yordamida PTC suvli gidroksidi yordamida o'simlik moylarining sovunlanishini katalizladi. Ultrasonik sonokimyo jild. 5, 1-son, 1998. 7-12.
• Merkantili, Laura; Seamus, Frenk Devis; Xigson, PJ (2014): Fazali katalizsiz triglitseridlarning ishqoriy gidrolizini (sovunlanish) ultratovushli boshlash. Surfaktantlar va yuvish vositalari jurnali jild. 17, 1-son, 2014 yil yanvar. 133-141.

Bilishga arziydigan faktlar

Sonokimyo

Kuchli ultratovush reaktsiyani boshlash va kuchaytirish uchun sintez va kataliz (mos ravishda sono-sintez va sono-kataliz deb ham ataladi) kabi kimyoviy jarayonlarga qo'llaniladi. Organik sintezda ultratovushli nurlanishning turli xil ilovalari chuqur o'rganilgan va sanoat ishlab chiqarishi uchun ishlab chiqilgan. Sonokimyoviy muolajalar sezilarli darajada yumshoqroq sharoitda kerakli mahsulotlarning reaktsiya tezligini, hosildorligini va selektivligini oshirishi mumkin. Bu ultratovushli davolashni samarali va ekologik toza ishlov berish usuliga aylantiradi. Ultratovushli fazali uzatish katalizi (PTC) sukunat sharoitida bir xil reaktsiyaga nisbatan organik reaktsiyalar uchun ancha samarali va samarali usul ekanligi isbotlangan. Misol uchun, ultratovush yordamida fazali uzatish katalizi bilan katalizlangan Kannizarro reaktsiyasi sezilarli darajada tezlashadi, bu esa tez konvertatsiyaga olib keladi. Yana bir yorqin misol triglitseridlar (ya'ni o'simlik moylari, hayvon yog'lari) va metanolning katalizator va quvvat ultratovush sifatida KOH ishtirokida transesterifikatsiyasidir. Ultrasonik transesterifikatsiya tez konvertatsiya va juda samarali, iqtisodiy jarayonda ishlab chiqarilgan yuqori sifatli biodizelda hosil beradi.

Ultrasonik ekstraksiya akustik kavitatsiya va uning gidrodinamik kesish kuchlariga asoslangan

Sabunlanish

Sabunlanish sovun ishlab chiqaradigan kimyoviy reaktsiyani tavsiflaydi. Sovunlash jarayonida o'simlik moylari yoki hayvon yog'lari yog' kislotasi tuzlariga aylanadi – The “sovun” – va alkogol bo'lgan glitserin. Reaksiyani boshlash uchun gidroksidi asosning (masalan, NaOH yoki KOH) suvdagi eritmasi va shuningdek, qizdirilishi kerak.
Sovunlanishning reaksiya bosqichlari quyidagilardan iborat:

1. Yog 'kislotasi efirlarining gidroksid bilan nukleofil hujumi
2. Guruhni olib tashlashni tark etish
3. Deprotonatsiya

Sovunlanish reaksiyasidan sovun va moylash materiallari ishlab chiqarish uchun tijorat maqsadlarida foydalaniladi.
Kundalik tozalash uchun natriy gidroksidi qattiq sovun va kaliy gidroksidi yumshoq sovun ishlatilsa, boshqa metall gidroksidlar yordamida ishlab chiqarilgan maxsus sovunlar ham mavjud. Masalan, litiyli sovunlar va kaltsiyli sovunlar moylash moylari sifatida ishlatiladi. Shuningdek bor “murakkab sovunlar” metall sovun aralashmasidan iborat.

gidroliz

Gidroliz ikki yoki undan ortiq yangi moddalarni hosil qilish uchun organik kimyoviy moddalarning suv bilan reaktsiyasini o'z ichiga oladi va odatda suv qo'shilishi bilan kimyoviy bog'lanishlarning parchalanishini anglatadi. Esterlar suv va asos bilan reaksiyaga kirishib, yana karboksilik kislota va spirtga ajralishi mumkin. Sovun yog 'yoki yog' esterlarining gidrolizlanishi natijasida hosil bo'ladi.

Ishqoriy asos

Yog'lar va yog'larning sovunlanishi uchun gidroksidi asosli reaktivlar (lyes) kerak. Triglitseridlar asos bilan reaksiyaga kirishadi – natriy yoki kaliy gidroksidi – in order to produce glycerol and a fatty acid salt, the so-called “sovun”. Potassium hydroxide is an inorganic compound with the formula KOH, and is commonly called caustic potash. Sodium hydroxide (NaOH) is another prototypical strong base. When sodium hydroxide is used, a hard soap is produced, whilst the use of potassium hydroxide results in a soft soap.

Reaktiv va reagent

Reaktiv - bu kimyoviy reaktsiyada ishlatiladigan yoki iste'mol qilinadigan moddadir. Reagent bilan solishtirganda, ko'proq miqdorda reaktiv talab qilinadi. Reagent - bu reaktsiyani boshlash, reaktsiyani qo'llab-quvvatlash uchun ishlatiladigan va reaktsiyada iste'mol qilinmaydigan katalizatorlardan farqli o'laroq, reaktsiyada iste'mol qilinadigan moddadir.

Sabunlanish – tez-tez so'raladigan savollar

• Sovunlanish jarayoni nima? Sabunlanish - bu yog'lar yoki yog'lar gidroksidi (odatda natriy gidroksid) bilan sovun va glitserin hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadigan kimyoviy jarayon. Bu reaktsiya triglitseridlarning yog 'kislotalari tuzlari va glitseringa gidrolizlanishini o'z ichiga oladi.
• Sovunlanish qanday reaksiyaga kiradi? Sabunlanish - bu gidroliz reaktsiyasining bir turi bo'lib, unda yog'lar yoki yog'lardagi ester aloqalari gidroksidi tomonidan parchalanadi.
• Nima uchun u sovunlanish deb ataladi? U o'zining yakuniy mahsuloti, sovun va triglitseridlardagi ester aloqalarini gidrolizlash orqali sovun hosil qilish qobiliyati uchun nomlangan.
• Sovunlashdan maqsad nima? Asosiy maqsad tozalash va yuvish uchun keng qo'llaniladigan sirt faol moddasi bo'lgan sovun ishlab chiqarishdir.
• Sovunlanish gidrolizmi? Ha, sovunlanish gidrolizning o'ziga xos turi bo'lib, yog'lar yoki yog'larning ishqor ta'sirida glitserin va yog' kislotasi tuzlariga (sovun) parchalanishini o'z ichiga oladi.
• Sovunlanish mexanizmi qanday? Bu triglitseridlardagi ester aloqasining karbonil uglerodiga gidroksid ionlarining nukleofil hujumini o'z ichiga oladi, bu esa spirt (glitserin) va sovun hosil bo'lishiga olib keladi.
• Nima uchun aralashtirish sovunlanish uchun muhim? Samarali aralashtirish reaktivlar o'rtasida to'liq aloqani ta'minlaydi, to'liqroq va bir xil reaktsiyaga yordam beradi, bu esa optimal hosildorlikka erishish uchun juda muhimdir. Hielscher ultratovushli mikserlari bu jarayonni kuchli kavitatsiya va kesish kuchlari orqali kuchaytirishi mumkin.
• Sovunlanish misoli nima? Sovun va glitserin ishlab chiqarish uchun Hielscher ultratovush reaktori ishtirokida natriy gidroksidni hindiston yong'og'i yog'i bilan aralashtirish sovunlanishga misol bo'ladi.
• Sovunlanishning asosiy mahsuloti nima? Asosiy mahsulotlar sovun (yog'li kislotalarning natriy yoki kaliy tuzlari) va glitserindir.
• Nima uchun sovunlanish qiymati muhim? Sovunlanish qiymati ma'lum miqdordagi yog' yoki yog'ni sovunlash uchun zarur bo'lgan ishqor miqdorini ko'rsatadi, bu uning tarkibidagi yog' kislotalarining molekulyar og'irligini aniqlashga yordam beradi.
• Sovunlanish qayta tiklanadimi? Oddiy sharoitlarda, hosil bo'lgan sovunning barqaror tabiati tufayli sovunlanish qaytarilmaydi.
• Sovunlanishning teskarisi nima? Esterifikatsiya, ya'ni suv va spirtlar karboksilik kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, efir va suv hosil qiladi, bu teskari jarayondir.
• Sovunlanish issiqlikni talab qiladimi? Zarur bo'lmasa ham, issiqlik molekulyar harakat va reaktsiya tezligini oshirib, sovunlanish jarayonini tezlashtirishi mumkin.
• Sovunlanish ekzotermikmi yoki endotermikmi? Sabunlanish - bu ekzotermik reaktsiya bo'lib, u davom etayotganda issiqlikni chiqaradi.
• Sovunlanish asosli yoki kislotalimi? Bu asosiy reaktsiya, chunki u asosning (ishqorning) esterga (yog '/moy) ta'sirini o'z ichiga oladi.
• Sovunlanishni qanday to'xtatasiz? Ishqorni neytrallash uchun kislota qo'shilishi, sovunlanish jarayonini samarali ravishda to'xtatib, reaktsiyani to'xtatadi.
• Sovunlashdan keyin nima bo'ladi? To'liq reaktsiyadan so'ng, aralashma odatda sovun va glitserindan iborat bo'lib, ular foydalanish maqsadiga qarab tozalanishi yoki qayta ishlanishi mumkin.
• Sovunlanish tabiiymi? Ha, tabiiy sovunlanish ma'lum geologik sharoitlarda yog 'ishqoriy tuproq metallari bilan aloqa qilganda yoki qadimgi odamlar an'anaviy sovun tayyorlash usullarida hayvonlarning yog'larini kul bilan aralashtirganda sodir bo'lishi mumkin.
• Nima uchun zaytun moyi sovunlashda ishlatiladi? Zaytun moyi oleyk kislotaga boy bo'lganligi sababli sovunlashda afzal ko'riladi, bu yaxshi tozalash xususiyatiga ega yumshoq, namlovchi sovun va barqaror ko'pik beradi.
• Qanday qilib yog'ni sovunga aylantirish mumkin? Yog'larni kuchli gidroksidi eritmasi, odatda natriy gidroksid bilan qizdirish orqali sovunlanish yo'li bilan sovunga aylanadi, bu yog'ni yog' kislotasi tuzlari (sovun) va glitseringa parchalaydi.
• Qaysi moy yuqori sovunlanish qiymatiga ega? Hindiston yong'og'i yog'i yuqori sovunlanish qiymatiga ega, bu kichikroq yog 'kislotalari molekulalarining ko'proq qismini ko'rsatadi, bu sovun ishlab chiqarish uchun gidroksidi bilan juda reaktivdir.
• Sovunlanish jarayonida moylar bilan nima sodir bo'ladi? Sovunlanish jarayonida moylar gidroliz bilan glitserin va yog 'kislotalari tuzlariga aylanadi, ikkinchisi sovunni hosil qiladi.
• Sovun uchun eng yaxshi yog' nima? Yog '(mol yog'i) va hindiston yong'og'i yog'i oxirgi sovun mahsulotida ko'piklash va qotib qolish xususiyatlariga ko'ra sovun tayyorlash uchun eng yaxshi yog'lar hisoblanadi.
• Yog'larni lyesiz qanday sovunlash mumkin? An'anaviy sovun tayyorlash uchun lyesiz sovunlashtiruvchi moylar mumkin emas; ammo, sovunga o'xshash tozalash vositalarini lye asosidagi sovunlash o'rniga sirt faol moddalar va emulsifikatorlar yordamida tayyorlash mumkin.