Hidrojenasyon koşullarının izomer yağ asitleri oluşumu üzerine etkisi

Abstract

ÖZETDoktora TeziHİDROJENASYON KOŞULLARININİZOMER YAĞ ASİTLERİ OLUŞUMU ÜZERİNE ETKİSİAnar MUSAVİAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüGıda Mühendisliği Anabilim DalıDanışman : Prof. Dr. Aziz TEKİNAraştırma 2004-2005 yılları arasında Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi GıdaMühendisliği Bölümünde, Yağ Teknolojisi laboratuvarlarında yürütülmüştür.Bu çalışmada, hidrojenasyon koşullarının (sıcaklık, basınç, karıştırma hızı) izomer yağasitleri (özellikle trans yağ asidi, TYA) oluşumu üzerine etkileri araştırılmıştır. Buamaçla Nysosel 222 katalizörü sabit aktif nikel konsantrasyonunda (%0,03) kullanılmışve sıcaklık (150, 165 ve 180ºC), basınç (1,2 ve 3 bar hidrojen) ve karıştırma hızı (500,750 ve 1000 devir/dak) parametrelerinin kendi aralarında kombine edilmeleriylehidrojenasyon tepkimeleri gerçekleştirilmiştir. Hidrojenasyonda soya yağı kullanılmışve tepkimeleri izlemek için farklı zaman aralıklarında alınan yağ örneklerinin trans vegenel yağ asitleri dağılımları, kayma noktaları, katı yağ oranları ile iyot sayıları yespitedilmiştir. Tepkime sıcaklığı artışının izomer yağ asitlerinin oluşumunu artırdığı,karıştırma hızı artışının bu oluşumu azalttığı, hidrojen basıncındaki artışların ise diğeriki koşula bağlı olarak trans oluşumunu etkilemediği veya düşük oranda azalttığıbelirlenmiştir. Çalışmalar sonucu toplam trans yağ asitleri oranının iyot sayısındakidüşüşlere paralel olarak arttığı ve iyot sayısı yaklaşık 70 olduğunda, trans asitseviyesinin en yüksek değere ulaştığı saptanmıştır. Söz konusu iyot sayılarındaki transyağ asitleri oranları %21,41 ile %43,69 arasında değişim gösterirken, bu noktalardakiS21 seçicilik değerleri 5,78 ile 11,59'dir. Ayrıca tepkime koşullarının değişmesiyle farklıiyot sayısı ile farklı yağ asitleri profiline, fakat aynı kayma noktasına sahip yağlarınüretiminin mümkün olduğu belirlenmiştir. Ortalama aktivasyon enerjisi değeri ise103,08 kJ/mol K olarak hesaplanmıştır.2006, 103 sayfaAnahtar Kelimeler : Hidrojenasyon, soya yağı, nikel, sıcaklık, basınç, karıştırma hızı,yağ asidi izomerleri, kayma noktası, katı yağ oranı, aktivasyon enerjisii

ABSTRACTPh. D. ThesisEFFECT OF HYDROGENATION CONDITIONSON THE FORMATION OF FATTY ACID ISOMERSAnar MUSAVIAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Food EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Aziz TEKINThis research was conducted in Fats and Oils labs. of Food Engineering Dept., Facultyof Engineering, Ankara University, between 2004-2005.In this study, effects of hydrogenation conditions (temperature, hydrogen pressure andstirring rate) on the isomer fatty acid (especially trans fatty acid, TFA) formation wereinvestigated. For this aim, constant active metal ratio (0,03%) of Nysosel 222 catalystwas used during hydrogenation reactions under various combinations of temperature(150, 165 and 180 ºC), hydrogen pressure (1, 2 and 3 bar) and stirring rate (500, 750and 1000 rpm). Soybean oil was hydrogenated and fatty acid composition, isomerformation, slip melting point (SMP), solid fat content (SFC) and iodine number (IV) ofthe samples withdrawn at certain intervals of the reactions were monitored. Raising thetemperature increased the formation of isomer fatty acids, whereas higher stirring ratesdecreased this formation, while changes in hydrogen pressure had no effect or slightlyreduced it depending upon other parameters. Results also indicated that TFA ratioincreased with IV reduction, reached to the highest when IV was about 70 and reducedafter 70 of IV. Trans isomer contents about 70 of IV varied from %21,41 to %43,69whereas S21 selectivity ratios at that points had a range from 5,78 to 11,59. Besides,changing the reaction parameters produced the samples having same melting points butdifferent iodine numbers and fatty acid compositions. The average activation energywas calculated as 103,08 kJ/mole K.2006, 103 pagesKey Words : Hydrogenation, soybean oil, nickel, temperature, pressure, stirring speed,fatty acid isomers, slip melting point, solid fat content, activation energyii