Hidrojene yağların fiziksel ve kimyasal özelliklerine işlem koşullarının etkisi: pamuk yağının hidrojenasyon sürecinin incelenmesi

Hidrojenasyon işlemi; yağ içerisinde çözünmüş bulunan hidrojen moleküllerinin doymamış çift bağlara eklenmesi olarak tanımlanmaktadır. Reaksiyon, tanım olarak basit bir eklemlemeyi ifade etmekle birlikte; son ürünün fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde oldukça önemli etkileri olan kütle transfer kademelerini içeren karmaşık bir mekanizmaya sahiptir. Bu çalışmada, hidrojenasyon süreci; yağ asidi kompozisyonu, geometrik ve pozisyonel izomer içerikleri, erime noktası ve katı yağ içeriği değerlerindeki değişikliklerin belirlenmesiyle izlenmiştir. Analiz sonuçları, hidrojenasyon hızı ve linoleik seçiciliği değerlerinin hesaplanmasıyla sayısal olarak değerlendirilmiştir. Hidrojenasyon reaksiyonu üç farklı sıcaklıkta (130, 150 ve 170 °C) gerçekleştirilerek; işlem sıcaklığının yağın özellikleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Özellikle düşük reaksiyon sıcaklıklarında; azalan seçiciliğe bağlı olarak doymuş yağ asidi miktarının arttığı görülmüştür. Bu durumun, üründeki trans isomer miktarında azalmaya da neden olduğu gözlenmiştir. Katı ve yüksek erime noktalı fraksiyonun önemli bir kısmını trans isomer içeren trigliseritlerin oluşturduğu hidrojene yağların; söz konusu fraksiyonu ağırlıklı olarak doymuş trigliseritlerden oluşan ürünlerden erime noktası ve katı yağ içeriği gibi fiziksel özellikler açısından oldukça farklı olduğu bulgulanmıştır. Bu durum; hidrojenasyon süresinin; üründe istenilen fiziksel özelliklere ulaşıldığı noktanın izlenmesi yoluyla belirlenmesi gerekliliğini açığa çıkarmaktadır.Hydrogenation process is simply defined as the addition of hydrogen molecules to double bonds of triglycerides. Although the definition is stated simply, mechanism of reaction involves complex mass transfer steps resulting in considerable effects on various physical and chemical characteristics of final product. In this study, changes in fatty acid composition, geometrical and positional isomer content, melting point and solid fat content were used as tools for monitoring cottonseed oil hydrogenation. Results were evaluated numerically by calculating reaction rate and linoleic selectivity. Reactions were carried out at three process temperatures and the effects of temperature on miscellaneous properties of the fat were discussed. Results showed that hydrogenation tends to produce higher saturate towards the end of the reaction especially under low selectivity conditions resulting from lower reaction temperature. This is accompanied by lower rates of trans isomer formation with higher saturates. Fats, solid fraction of which is mostly comprised of trans isomers, differ considerably from those having higher amounts of saturates, in physical characteristics such as melting point and solid fat content, indicating that the processor should monitor the reaction in order to identify the level where desired properties are achieved