5.3.1. Giới thiệu
Quá trình hydro hố cĩ xúc tác được Sabatier (Toulouse) phát minh vào năm 1897. Việc hydro hĩa dầu dựa trên theo phản ứng cộng H2 vào nối đơi của các acid chưa no chứa trong dầu với sự xúc tác của Niken và nhiệt độ.
Việc hydro hố dầu nhằm 2 mục đích chính: giúp dầu cĩ thể kéo dài thời gian tồn trữ và tạo điều kiện cho quá trình chế biến các sản phẩm khác.
- Mục đích bảo quản: Dầu lỏng sau khi hydro hố sẽ giảm tỉ lệ acid béo chưa no
chứa nhiều nối đơi trong thành phần dầu, giảm khả năng oxy hố của oxy
khơng khí. Do đĩ dầu sau khi đã hydro hố sẽ ổn định hơn, bảo quản dễ hơn và thời gian bảo quản kéo dài hơn.
- Mục đích sử dụng: Dựa vào sự thay đổi đặc tính vật lý của dầu nhờ quá trình hydro hĩa. Dầu lỏng sau khi hydro hố sẽ trở nên rắn hơn và cĩ nhiệt độ tan
chảy cao hơn; được sử dụng trong ngành cơng nghiệp bánh kẹo, sản xuất
margarine….Tùy theo mục đích sử dụng, dầu sau khi hydro hố đạt đến nhiệt độ nĩng chảy nhất định.
5.3.2. Cơ sở lý thuyết của qua trình hydro hố dầu
Quá trình hydro hĩa dầu trên thực tế là một biến đổi phức tạp. Phản ứng hydro hố dầu cĩ thể biểu diễn cách tổng quát:
C CH + H2
C T0, Ni CH
xt
Việc tìm hiểu cơ sở lý thuyết của quá trình hydro hĩa này đặc biệt cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu rõ các bước xảy ra trong tiến trình, nhằm ngăn cản các phản ứng phụ xảy ra theo đường hướng khơng mong muốn.
Trong quá trình hydro hĩa sẽ xảy ra sự cạnh tranh ở các vị trí hoạt động của chất xúc tác bởi các acid béo bão hĩa khác nhau, quá trình biến đổi này đựơc gọi là “chuyển hĩa chọn lọc”. Nếu lượng hydro sử dụng thừa, quá trình hydro hĩa các acid béo trong dầu xảy ra theo trình tự:
Acid Linolenic → Acid Linoleic → Acid Oleic → Acid Stearic Quá trình hydro hĩa các hợp chất trien (acid linolenic), dien (acid linoleic) xảy ra theo hai đường hướng chủ yếu: tạo đồng phân vị trí và đồng phân hình học (đồng phân cis, trans). Tiến trình này đỏi hỏi phải quan tâm và kiển sốt nghiêm ngặt do ảnh hưởng của các sản phẩm tạo thành đến giá trị dinh dưỡng và tính chất vật lý của dầu. Ngồi ra, việc tạo ra sản phẩm cĩ cấu hình trans- (hydro hĩa một nấc tạo acid linolenic hay 2 nấc tạo acid oleic) là điều khơng mong muốn: cấu hình trans- khơng cĩ giá trị sinh học, là nguyên nhân gây nên bệnh tim mạch (tính chất tương tự acid béo bão hịa), thêm vào đĩ, nĩ cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao hơn khi so sánh với cấu hình cis-.
Dầu hydro hố cịn gọi là dầu cứng sản xuất từ các dầu thực vật thể lỏng hoặc các mỡ động vật biển như cá voi, báo biển…cĩ khi cịn dùng mỡ gia súc để sản xuất.
Tùy thuộc vào mức độ hydro hố mà người ta thu được các loại dầu cĩ điểm đơng đặc khác nhau, thơng thường cĩ các loại chủ yếu như: 380C, 450C, 520C, 600C và loại hydro hố đến cùng.
Những loại dầu hydro hố cĩ chất lượng tốt thường dùng thay mỡ động vật trong sản xuất bơ nhân tạo, chế biến bánh kẹo…
Dầu sau khi hydro hố xong được đưa qua thiết bị ép lọc để loại Niken và các tạp chất khác, thường dùng thiết bị ép lọc để sử dụng. Hàm lượng Niken cịn lại trong dầu < 0,1 mg/kg.
Hố chất sử dụng trong quá trình hydro hố dầu:
(i) Khí H2: Được điện phân nước với sự hiện diện của dung dịch KOH 28%.
(ii) Niken: Đã được hoạt hố và được bọc bằng dầu thực vật hydro hố đến
điểm nĩng chảy cao để chĩng ẩm. Khi cho vào thiết bị, dầu rắn tan ra phĩng thích Niken kim loại. Niken cĩ hoạt tính cao sẽ xúc tác cho phản ứng hydro hố dầu.