Олеохимия - это исследование растительных масел и животных масел и жиров , а также олеохимических веществ , полученных из этих жиров и масел. Полученный продукт можно назвать олеохимикатом (от латинского oleum «оливковое масло»). Основным продуктом этой промышленности является мыло, примерно 8,9 × 10 6 тонн которого было произведено в 1990 году. Другие основные олеохимические продукты включают жирные кислоты , метиловые эфиры жирных кислот , жирные спирты и жирные амины . Глицерин - побочный продукт всех этих процессов. [1] Промежуточные химические вещества, полученные из этих основных олеохимических веществ, включают этоксилаты спирта., сульфаты спиртов, сульфаты эфиров спиртов, соли четвертичного аммония , моноацилглицерины (MAG), диацилглицерины (DAG), структурированные триацилглицерины (TAG), сложные эфиры сахаров и другие олеохимические продукты.
Поскольку в конце 1970-х цена на сырую нефть выросла [2], производители перешли с нефтехимических продуктов на олеохимические [3], потому что лауриновые масла на растительной основе, полученные из косточкового пальмового масла, были дешевле. С тех пор пальмоядровое масло в основном используется в производстве стиральных порошков и предметов личной гигиены, таких как зубная паста, куски мыла, крем для душа и шампунь. [4]
Процессы
Важные процессы в олеохимическом производстве включают, среди прочего, гидролиз и переэтерификацию. [1]
Гидролиз
При расщеплении (или гидролизе) триглицеридов образуются жирные кислоты, а глицерин следует этому уравнению:
- RCO 2 CH 2 –CHO 2 CR – CH 2 O 2 CR + 3 H 2 O → 3 RCOOH + HOCH 2 –CHOH – CH 2 OH
Для этого гидролиз проводят в воде при 250 ° C. Расщепление триглицеридов основанием происходит быстрее, чем гидролиз, это процесс омыления . Однако в результате омыления образуется мыло, а желаемым продуктом гидролиза являются жирные кислоты.
Переэтерификация
Жиры реагируют со спиртами (R'OH) вместо воды при гидролизе) в процессе, называемом переэтерификацией . Глицерин производится вместе со сложными эфирами жирных кислот . Чаще всего реакция включает использование метанола (МеОН) для получения метиловых эфиров жирных кислот :
- RCO 2 CH 2 –CHO 2 CR – CH 2 O 2 CR + 3 MeOH → 3 RCO 2 Me + HOCH 2 –CHOH – CH 2 OH
МЭЖК менее вязкие, чем жиры-предшественники, и их можно очищать с получением отдельных сложных эфиров жирных кислот, например метилолеата по сравнению с метилпальмитатом.
Гидрирование
Жирная кислота или сложные эфиры жирных кислот чувствительны к гидрированию, превращая ненасыщенные жирные кислоты в насыщенные жирные кислоты . [1] Кислоты или сложные эфиры также могут быть восстановлены до жирных спиртов . Для некоторых применений жирные кислоты превращаются в жирные нитрилы. Гидрирование этих нитрилов дает жирные амины , которые имеют множество применений. [5]
Гелеобразование
Жидкое масло также может быть иммобилизовано в трехмерной сети, образованной различными молекулами, называемыми олеогелаторами. [6]
Приложения
Наибольшее применение олеохимикатов, около 30% доли рынка для жирных кислот и 55% для жирных спиртов, - это производство мыла и моющих средств . [7] : 21 Лауриновая кислота , используемая для производства лаурилсульфата натрия и родственных соединений, которые используются для производства мыла и других продуктов личной гигиены.
Другие применения олеохимикатов включают производство смазочных материалов , растворителей , биодизеля и биопластиков . Благодаря использованию метиловых эфиров в производстве биодизеля, они представляют собой наиболее быстрорастущий подсектор олеохимического производства в последние годы. [7] : 15
Развитие олеохимической промышленности
Европа
Благодаря созданию Novance в 1996 году и приобретению Oleon в 2008 году Avril Group заняла доминирующее положение на европейском рынке олеохимии. [8]
Юго-Восточная Азия
Быстрый рост производства пальмового масла и косточкового пальмового масла в странах Юго-Восточной Азии в 1980-х годах стимулировал развитие олеохимической промышленности в Малайзии, Индонезии и Таиланде. Построено много олеохимических заводов. Несмотря на то, что это только зарождающаяся и небольшая отрасль, по сравнению с крупными гигантами моющих средств в США и Европе, олеохимические компании в Юго-Восточной Азии имели конкурентное преимущество в дешевых ингредиентах. [9] Производители жировой химии в США столкнулись с трудностями при постоянном поддержании приемлемого уровня прибыли. Конкуренция была острой, доли рынка разделились между многими компаниями, где ни импорт, ни экспорт не играли существенной роли. [10] К концу 1990-х такие гиганты, как Henkel , Unilever и Petrofina, продали свои олеохимические заводы, чтобы сосредоточиться на более прибыльных видах деятельности, таких как розничная торговля потребительскими товарами. После вспышки в Европе «коровьего бешенства» или ( губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота ) в 2000 году жир во многих случаях заменяется растительными олеиновыми жирными кислотами, такими как пальмоядровое и кокосовое масла. [7] : 24
Рекомендации
- ^ a b c Metzger, JO; Борншойер, У. (2006). «Липиды как возобновляемые ресурсы: текущее состояние химической и биотехнологической конверсии и диверсификации». Прикладная микробиология и биотехнология . 71 : 13–22. DOI : 10.1007 / s00253-006-0335-4 .
- ^ Haupt, DE; Дринкард, G .; Пирс, HF (1984). «Будущее нефтехимического сырья на олеохимических рынках». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 61 (2): 276. DOI : 10.1007 / BF02678781 .
- ^ Акаике, Ёситеру (1985). «Другое олеохимическое использование: продукты из пальмового масла». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 62 (2): 335–340. DOI : 10.1007 / BF02541401 .
- ^ Dewaet, F. (1985). «Требования к качеству с точки зрения потребителя (олеохимические продукты)». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 62 (2): 366–371. DOI : 10.1007 / BF02541406 .
- ^ Карстен Эллер, Erhard Henkes, Роланд Rossbacher, Хартмут Хок "Амины, алифатический" в энциклопедии Ульмана промышленной химии, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. DOI : 10.1002 / 14356007.a02_001
- ^ Мария Шарфе, Экхард Флётер Oleogelation: от научной осуществимости к применимости в пищевых продуктах https://doi.org/10.1002/ejlt.202000213
- ^ a b c Изменяющийся мир олеохимических веществ Вольфганг Рупилиус и Салмия Ахмад, Palm Oil Developments 44, 2005 г.
- ^ ( Avril Group: Отчет о деятельности за 2014 г. , стр. 41)
- ^ Будущее пальмового масла в олеохимических продуктах Appalasami & de Vries, Palm Oil Developments 14-3, 1990
- ^ Леонард, Э. Чарльз; Капальд, SL (1984). «Проблемы зрелой отрасли: маркетинг и экономика олеохимических продуктов в Соединенных Штатах». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 61 (2): 176. DOI : 10.1007 / BF02678763 .