Orientador : Walter Esteves

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Óleo de soja, com catalisador disperso, foi hidrogenado em reator descontínuo, onde a pressão do sistema se igualou à pressão atmosférica. Seis catalisadores de níquel, codificados de A à F, foram comparados entre si nas seguintes condições de reação: concentração de catalisador de 1%,...

Resumo: Óleo de soja, com catalisador disperso, foi hidrogenado em reator descontínuo, onde a pressão do sistema se igualou à pressão atmosférica. Seis catalisadores de níquel, codificados de A à F, foram comparados entre si nas seguintes condições de reação: concentração de catalisador de 1%, temperatura de 180ºC, grau de agitação de 650 rpm, fluxo de hidrogênio de 1 litro/minuto e tempo de reação de 240 minutos. A atividade dos catalisadores variou de 5,46 a 7,98 unidades de índice de iodo/hora, enquanto que esse índice nos produtos hidrogenados ficou entre 98,13 a 108,80. A seletividade linoleica esteve na faixa de 20,62 a 30,74 para os catalisadores A, B, C, D e F, sendo que o valor de 686 para E, foi à isomerização e não à hidrogenação. A seletividade linolênica e redução de linolênico atingida variou de 1,8 a 2,5 e 4,37 a 5,68%, respectivamente. O teor de ácidos graxos conjugados totais presente nos produtos hidrogenados variou de 1,58 a 16,23%, este último valor correspondente ao catalisador E. O conteúdo de isômeros trans e isomerização específica estavam entre 13,97 a 16,70% e 0,47 a 0,66, respectivamente. O conteúdo de gordura o sólida à 10 ºC variou de 6,42 a 14,30%, sendo este último valor correspondente ao teste com catalisador F, devido ao menor índice de iodo atingido pelo mesmo. O tempo de filtração para cada catalisador, nas condições do teste de filtrabilidade, foi de 2,5 a 16 minutos, sendo o menor e maior valor correspondentes à F e C, respectivamente. O catalisador F, nas condições testadas, atingiu maior atividade, menor tempo de filtração e isomerização específica e ainda, seletividade comparável aos demais, tendo sido assim, utilizado nos testes subsequentes, codificados de T1 a T9, nas seguintes condições: temperatura de 140 a 200 ºC, concentração de catalisador de 0,25 a 1%, grau de agitação de 280 e 650 rpm, fluxo de gás de 1 e 2 litros/minuto e tempo de reação de 180 a 240 minutos. A atividade, seletividade linolênica e linoleica variaram de 5,79 a 10,64; 1,7 a 2,2 e 19,13 a 46,61, respectivamente. O conteúdo de trans dos produtos hidrogenados e a isomerização específica ficaram entre 10,73 a 17,92% e 0,43 a 0,60, respectivamente. O teor de conjugados totais presente nos produtos hidrogenados esteve entre 0,97 a 2,64%. O teor de gordura sólida a 10ºC variou de 7,66 a 16,66%. A atividade variou com o catalisador utilizado, com o índice de iodo atingido e com as condições de reação empregadas, aumentando com temperatura e concentração do catalisador. A seletividade linoleica e isomerização dependeram tanto do catalisador quanto das condições de processo e do índice de iodo atingido na hidrogenização.

Abstract: Soybean oil with dispersed catalyst was in hydrogenated in a discontinued reactor at pressure equal to atmospheric pressure. Six reactor nickel catalysts, codified from A to F, were compared under the were following reactions conditions: catalyst concentration = 1%, temperature = 180 ºC,...

Abstract: Soybean oil with dispersed catalyst was in hydrogenated in a discontinued reactor at pressure equal to atmospheric pressure. Six reactor nickel catalysts, codified from A to F, were compared under the were following reactions conditions: catalyst concentration = 1%, temperature = 180 ºC, agitation speed = 650 rpm, hydrogen flow rate = 1 liter/minute and reaction time = 240 minutes. The catalysts activities varied from 5,46 to 7,98 iodine value/hour units, while this parameter was between 98.13 and 108.80 for hydrogenated products. Linoleic selectivity was observed to be in a range from 20.62 to 30.74 for was catalysts A, B, C, D and F, whereas the value 686 found for E was due to isomerization and not hydrogenation. Linolenic selectivity and linolenic reduction varied from 1.8 to 2.5 and 4.37 to 5.68%, and respectively. Total conjugated fatty acids in hydrogenated products varied from 1.58 to 16.23%, this last value corresponding to catalyst E. The trans isomer content and specific isomerization varied from 13,97 to 16,70%. and 0,47 to 0,66, respectively. Solid fat content at 10°C was between 6.42 and 14,30%, this last value corresponding to the test with catalyst F, due to its lower iodine value. Filtration time for each catalyst, under filterbility test conditions, was found to be 2,5 to 16 minutes, being the lowest and highest values those corresponding to F and C, respectively. Catalyst F, under the experimental conditions used, achieved greater activity, lower filtration time and specific isomerization, and had selectivity similar to the other catalysts used. For these reasons, it was chosen for the subsequent tests, codified from T1 to T9, under the following conditions: temperatures from 140 to 200ºC, catalyst concentration from 0,25 to 1%, stirring rate of 280 and 650 rpm, gas flow rate of the 1 and 2 liters/minutes and reaction time from 180 to 240 minutes. Activity, linoleic selectivities varied from 5,79 to linolenic and 10,64; 1,7 to 2,2 and 19,13 to 46,61, respectively. The trans isomer content of the hydrogenated products and the specific isomerization were from 10.73 to 17.92% and 0.43 to 0.60, respectively. The total conjugated fatty acid content in hydrogenated products was found to be between 0.97 and 2.64%. Solid fat content at 10ºC varied from 7.66 to 16.66%. Activity varied catalyst used, iodine value and reaction conditions, increasing with an increase in temperature and catalyst concentration. The selectivity and isomerization depended on the catalyst and on the process conditions and iodine value reached in hydrogenation.