Načrtovanje visokotlačne separacije maščobnih kislin iz rastlinskih olj : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2014

beta-sitosterol   carbon dioxide   Disertacije   ekstrakcija   extraction   fazno ravnotežje   free fatty acids   gama-linolenska kislina   gamma-linolenic acid   Maščobne kisline   ogljikov dioksid   Olje   phase equilibria   proste maščobne kisline   rastlinsko olje   Separacija   separation   vegetable oil

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

Predstavljeno delo obravnava raziskave na področju faznih ravnotežij, ekstrakcije in frakcioniranja maščobnih kislin v rastlinskih oljih, obogatenih s prostimi maščobnimi kislinami (FFA) pri visokih tlakih v inertnem mediju, kot je ogljikov dioksid (CO2). Podatki so ključni za nadaljnje načrtovanje visokotlačnih separacijskih procesov, saj pripomorejo k izboljšanju določenih industrijskih procesov v smeri okoljevarstva in kvalitete proizvodov. Baze podatkov že vsebujejo podatke faznih ravnotežij za sistem rastlinska olja - CO2. Zaradi širokega izbora rastlinskih olj, ki se danes nahajajo na tržišču, podatki o faznih ravnotežjih za vsa olja niso dostopni. Predvsem v literaturi ni podatkov za fazna ravnotežja pri tlakih višjih od 350 bar in podatkov o faznih inverzijah v sistemih rastlinsko olje - CO2. Delo je tako omejeno na tri rastlinska olja, ki so komercialno dostopna, to so repično olje, olje koruznih kalčkov in olje boraga. Olja so predhodno obdelana s postopkom umiljenja in na ta način obogatena s prostimi maščobnimi kislinami. Meritve faznih ravnotežij in opazovanja faznih inverzij so izvedena na sistemih FFA-obogateno repično olje - CO2, FFA-obogateno olje koruznih kalčkov - CO2 in FFA-obogateno olje boraga - CO2 v območju tlakov med 100 in 550 bar in temperaturah 35, 45, 65 in 85 °C. Vsebnost maščobnih kislin smo določili s plinsko kromatografijo in na podlagi dobljenih rezultatov določili porazdelitvene koeficiente in separacijske faktorje. Raziskave visokotlačne ekstrakcije olja iz semen s CO2 smo izvedeli na dveh naravnih materialih z visoko vsebnostjo prostih maščobnih kislin, to so semena boraga (Borago officinalis L.) in semena nočnega svetlina (Oenthera biennis L.) pri tlaku 200 in 300 bar in temperaturah 40 in 60 °C. Ekstrakcijske krivulje smo ovrednotili z dvema matematičnima modeloma, ki kar najbolje opišeta potek ekstrakcijske krivulje v območju stacionarnega prenosa snovi in v območju nestacionarnega prenosa snovi. Zaključek raziskave predstavlja frakcioniranje repičnega olja v smeri izolacije gama-linolenske kisline in koncentriranja FFA in beta-sitosterola v oljih. Pri koncentriranju FFA smo uporabili dva postopka, prvi je superkritična ekstrakcija v dveh stopnjah, ki daje zadovoljive rezultate v primerjavi s konvencionalno metodo kolonske kromatografije.

07.08.2023