ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ МАСЛОЖИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Основной причиной загрязнения среды обитания является незамкнутость ресурсного цикла, приводящая к накоплению отходов. Производство растительных масел вследствие своей многотоннажности сопровождается образованием значительного количества отходов, переработка которых является актуальной  как для обеспечения экологической безопасности производства, так и по экономическим соображениям.

Одним  из  многотоннажных  жидких  отходов  масложировой  промышленности  является  соапсток,  образующийся  на  стадии  щелочной  рафинации  масел.  В  его  состав  входят  насыщенные  и  ненасыщенные  высшие  карбоновые  кислоты  и  их  соли,  являющиеся  по  химической  природе  ионогенными  ПАВ.

На  предприятиях  России  образуется  до  150 тыс.т.  соапстоков  в  год,  которые  не  находят  полноценного  применения  и  используются,  в  основном,  для  мыловарения.

В  связи  с  этим  поиск  рациональных,  экономически  эффективных  технологий  утилизации  соапстоков  является  важной  экологической  задачей [1, с.40].

Не  менее  актуальна  задача  обеспечения  техносферной  безопасности  при  производстве  латексов [2, с.10].    Латексы  представляют  собой  коллоидные  водные  дисперсии  полимеров,  стабилизированные  поверхностно-активными  веществами  (ПАВ).

Основным  источником  ПАВ  являются  продукты  нефтехимии,  которые  за  последнее  время  заметно  вытеснили  традиционные  источники  сырья  (природные  жиры  и   масла).  Однако  из-за  дефицита  многих  нефтепродуктов  производителям  ПАВ  вновь  приходится  обращаться  к  растительному  сырью  (подсолнечному,  касторовому,  рапсовому,  оливковому,  хлопковому  маслам,  а  также  отходам  их  производства).

 Особенно  это  касается  снижения  воздействий  на  гидросферу  вследствие  образования  больших  объемов  загрязненных  сточных  вод.

Синтетические  латексы  содержат  биологически  неразлагаемые  ПАВ,  такие  как  лейканол  и  оксиэтилированныйалкилфенол  [1, с.41].  В  связи  с  этим  весьма  актуальной  является  проблема  создания  экологически  чистых  рецептур  синтеза  полистирольного  латекса  с  использованием  в  качестве  эмульгатора  ПАВ,  исключающих  загрязнение  водоемов  токсичными  бионеразлагаемыми  ксенобиотиками.  Источником  таких  ПАВ  является  соапсток,  содержащий  природные  жиры  и  масла.

Целью данной работы является изучение возможности использования  эмульгаторов, полученных омылением соапстоков) для синтеза латексов при разных добавках инициатора.

При выполнении данной работы были использованы соапстоки в виде двух образцов  (СОАП-1  и  СОАП-2). Один из них получен по традиционной рецептуре (методом щелочной нейтрализации), а второй- при использовании силиката натрия.

Для синтеза латексов были получены эмульгаторы методом щелочного гидролиза соапстоков: :  ОСОАП- 1 – из  соапстока,  выделенного  при  щелочной  рафинации,  и  ОСОАП- 2 —  из  соапстока  при  рафинации в  присутствии  силиката  натрия.

В  работе  [3, с.1401]  методом  газово- жидкостной  хроматографии  показано,  что  процесс  омыления  приводит  к  уменьшению  степени  непредельности  соединений,  входящих  в  состав  соапстока,  а  мыла  на  основе  соапстока  могут  использоваться  при  синтезе  латексов.

Режим синтеза латекса являлся общепринятым и соблюдался постоянным для  всех  образцов латексов [4, с.63].

Рецепт синтеза:

Компонент                                                                    массовые части

1. Стирол                                                                   100
2. Водный раствор щёлочи (КОН) с рН=10,0 200
3. Инициатор — персульфат калия (К₂S₂O₈) 0.45
4. Эмульгатор — ОСОАП                                                           5.6

Синтез вели при температуре 80 ºСпри перемешивании в течение двух часов.В процессе синтеза всех ПСЛ снималась кинетика полимеризации (рис. 1 — 2).

Вид  кривых  свидетельствует  о  том,  что   на  начальной  стадии  кинетика  развивается  для  ОСОАП-1  и  ОСОАП-2  практически  одинаково  и  первые  20  минут  синтеза  наблюдается  линейный  рост  скорости  полимеризации.  При  синтезе  ПСЛ  на  основе  ОСОАП-1  для  полной  конверсии  стирола  достаточно  2-х  кратного  избытка  персульфата  калия,  время  синтеза  составляет  45 минут.  При  увеличении  количества  инициатора  наблюдается  ухудшение  параметров  полимеризации:  при  его  3-х  кратном  избытке  время  синтеза  увеличивается  до  75 минут,  а  4-х кратный  избыток  не  приводит  к  100%-ной  конверсии  даже  через  2 часа  синтеза.

При  синтезе  ПСЛ  на  основе  ОСОАП-2  меньшая дозировка персульфата  калия приводит только к  70% конверсии стирола, в то время как двойная доза инициатора позволяет 90% стирола  через 2 часа синтеза превратиться в полистирол, а тройная — через полтора часа. Следовательно  при силикатном способе рафинации подсолнечного масла   получается соапсток менее пригодный для синтеза латекса, т.к. требует значительного избытка инициатора и не приводит к 100% конверсии стирола.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны экологически  чистые  рецептуры  синтеза  полистирольных  латексов  на  основе  отходов  производства  подсолнечного  масла – соапстоков.
2. Изучено влияние  способа  рафинации  масел  (щелочной  и  силикатной)  на  свойства  эмульгаторов,  полученных  методом  щелочного  омыления  соапстоков.
3. На основе  полученных  эмульгаторов  проведен  синтез  модельных  полистирольных  латексов  в  присутствии  различных  количеств  инициатора.
4. Показано, что  щелочной  метод  рафинации  масел,  позволяет  расширить  области  применения  соапстоков  и  снизить  антропогенную  нагрузку  на  среду  обитания.

Список литературы:

1. Пояркова Т.Н., Сотникова Е.В., Сотников В.С.//Экология промышленного производства, 2013, вып. 3 (85), с.40-45
2. Пояркова Т.Н., Сотникова Е.В., Сотников В.С. //Экология промышленного производства, 2014, вып.1(85), с.10-15
3. N.Poyarkova, Yu.I.Prokof^‘ev, G.V.Kudrina, E.v.Sotnikova. Influence of temperature, pH, and Time  of  Base  Hydrolysis  on  Variation  of  the  fatty  acid  composition  jfSoapstok.  Russian  Journal  of  Applied  Chemistry,  2012,  vol  85,  No.9, pp.1399-1403
4. Пояркова Т.Н., Никулин С.С., Пугачева И.Н.,  Кудрина Г.В.,  Филимонова О.В.  Практикум  по  коллоидной  химии  латексов.  Учеб.пособие. М.: Изд. Дом  «Академия  Естествознания»,    124 с.[schema type=»book» name=»ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ МАСЛОЖИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» description=»Рассмотрены вопросы обеспечения техносферной безопасности при производстве полимерных композиций. Изучены коллоидно-химические свойства модельных полистирольных латексов, синтезированных на основе эмульгаторов, получаемых из соапстоков. Разработана экологически чистая рецептура полистирольного латекса, позволяющая снизить антропогенную нагрузку на среду обитания.» author=»Калпина Нина Юльевна, Сотникова Елена Васильевна, Февралева Марина Сергеевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-28″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]