Proiectarea unui Reactor Utilizat la Hidrogenarea Uleiurilor Vegetale

CAPITOLUL 1

Tema de proiectare:

Sa se proiecteze un reactor utilizat in industria alimentara pentru hidrogenarea uleiului de floarea soarelui, cu urmatoarele date de proiectare:

- Temperatura: 192°C (465 °K)

- Presiunea: 2,89 barr

- Productia 600 t/an

- Fondul de timp 8000 h/an

- Consumul de hidrogen 750 cm3/kg ulei

- Grad de saturare al produsului – cifra de iod 60.

- Compozitiile initiale ale acizilor:

- linoleic: cL,0=1,834 mol/l

- oleic: cO,0=0,3195 mol/l

- elaidic:cE,0=0 mol/l

- stearic: cS,0=0,1217 mol/l

CAPITOLUL 2

LOCUL SI ROLUL REACTORULUI IN INSTALATIA TEHNOLOGICA

Introducere

Margarina a fost preparata prima data de chimistul francez Mege-Mouries in deceniul al saptelea al secolului trecut, folosind ca materii prime grasimi animale. Patentul lui Mege-Mouries a fost respins in Europa fiind brevetat in 1873. Pana in jurul anilor 1920 materiile prime erau de provenienta animala. Din anul 1920 incepe sa se utilizeze uleiul din nuci de cocos ca materie prima, iar din anul 1933 materia prima o constituie uleiurile vegetale, soia, floarea soarelui, etc.

Hidrogenarea uleiurilor vegetale constituie (din punct de vedere al tehnologiei chimice) principala etapa in procesul de obtinere a grasimilor vegetale comestibile de tip margarina.

Uleiurile vegetale sunt eter glicerine cu acizi grasi cu 16 – 18 atomi de C. Prin hidrogenarea catalitica a dublelor legaturi C = C din acizii grasi nesaturati se ridica punctul de topire al uleiului si se imbunatateste rezistenta la degradarea oxidativa.

Hidrogenarea se realizeaza in faza lichida la temperaturi de 160° - 200° C si presiuni de 2 – 4 atmosfere. Catalizatorii utilizati sunt pe baza de Ni. Procesul de hidrogenare poate fi condus pana la disparitia completa a dublelor legaturi C =C; in practica se opreste reactia cand produsul are saturarea dorita, care se controleaza in timpul reactiei prin determinarea punctului de topire si a cifrei de iod.

2.1 Fisa procesului tehnologic.

Sinteza margarinei se desfasoara in trei etape:

a) Obtinerea uleiului de floarea soarelui;

b) Hidrogenarea uleiului

c) Prelucrarea uleiului hidrogenat.

a) Matera prima o constituie semintele de floarea soarelui.

Pentru obtinerea uleiului materia prima este supusa urmatoarei succesiuni de operatii;

- postmaturizarea, cca 30 – 60 zile dupa recoltare, cand semintele isi continua coacerea;

- uscarea semintelor;

- prajirea, decojirea, separarea de coji, macinarea, presarea mecanica;

- rafinarea uleiului brut prin: diomucilaginareaprin tratament cu acid citric sau cu apa la

cald; neutrlizarea prin tratare cu solutie de NaOH; decolorare cu silicat-gel, carbune, pamanturi rare, eliminarea cerurilor si gliceridelor cu temperaturi de solidificare sub 15°- 20°C.

b) O instalatie de hidrogenare se compune in principal din:

- rezervor de ulei (1)

- compresor de hidrogenare (2)

- reactor (3)

- vas de detenta (4)

- vas de omagenizare (5)

- filtru presa (6)

Figura 1.Schema de principiu a unei instalatii de hidrogenare.

Uleiul de floarea soarelui rafinat se introduce in rezervorul 1. Cantitatea de ulei ce se introduce in autoclava se masoara cu ajutorul unui contor ce se gaseste pe conducta de evacuare a rezervorului de masura. Dupa introducerea uleiului in reactor se adauga o suspensie de catalizator de Ni in ulei preparata in recipientul cu agitare 7. Se porneste agitarea si se incepe barbotarea de hidrogen de puritate 99%, si presiune de 2 – 4 atm; hidrogenul este transportat cu compresorul 2.