3.4.2: Livsmedel - hydrering av vegetabilisk olja, transfetter och procentuell avkastning - Chemistry LibreTexts

Procentuell avkastning av hydreringsprodukter

Softa bildas en blandning av två eller flera produkter i en kemisk reaktion. När till exempel en vegetabilisk olja som palmolja hydreras vill man kanske bara få fram enkelomättade produkter. Men de många triglyceriderna den innehåller med varierande fettsyrekedjor. Ingen enda process skulle kunna fungera för dem alla. Antag att vi börjar med bara en möjlig palmoljemolekyl, en glycerol med 2 linolensyra- och 1 linolsyrasubstituenter (vi förkortar den GLLL). Den önskade produkten kan vara oljan med tre oljesyrasubstituenter (vi förkortar den GOOO, vilket också kan vara en bra beskrivning av den) så ekvationen blir:

(C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2) + 5 H2 → (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2)

”GLLL” + 5 H2 → ”GOOO”

Ett stort överskott av väte är vanligtvis närvarande under tryck, med en palladium- eller ”Raney Nickel”-katalysator. Ett stort antal produkter erhålls, inklusive helt mättade fetter som Stearin (glyceryltristearat), och transfetter. Produkterna analyseras vanligen genom att omvandla oljorna till enklare (metyl)estrar och köra en gaskromatogam.

Reaktionens effektivitet utvärderas vanligen i termer av procentuellt utbyte av den önskade produkten. Ett teoretiskt utbyte beräknas genom att anta att all begränsande reagens omvandlas till produkt. Den experimentellt bestämda massan av produkten jämförs sedan med det teoretiska utbytet och uttrycks i procent:

EXEMPEL 1 Anta att en |hydrogenering av 100,0 g (C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2), förkortat ”GLLL” (M = 875,4 g/mol), utförs med 2 000 g H2, förseglat i ett reaktionskärl av stål under högt tryck med en katalysator vid 55 °C. Produkterna omfattar 90,96 g(C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2), förkortat ”GOOO”. (M = 885,5 g/mol). Beräkna det procentuella utbytet.

Lösning Vi måste beräkna det teoretiska utbytet av (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2), och för att göra detta måste vi först ta reda på om (C18H29O2)CH2CH(C18H29O2)CH2-(C18H31O2) eller H2 är den begränsande reagensen. För den balanserade ekvationen ovan är

Det stökiometriska förhållandet mellan reaktanterna är

Nu är de initiala mängderna av de två reagensernaoch Förhållandet mellan de initiala mängderna är såledesDå detta förhållande är mindre än , finns det ett överskott av H2. GLLL är den begränsande reagensen. Följaktligen måste vi använda 0,1142 mol GLLL och 0,5712 mol H2 (i stället för 0,9921 mol H2) för att beräkna det teoretiska utbytet av (C18H33O2)CH2CH(C18H33O2)CH2-(C18H33O2), eller ”GOOO”. Vi har sedanså attVi kan organisera dessa beräkningar i en tabell: