Rafinacja

Rafinacja , rafinacja lub rafinacja odnosi się w ogólnym znaczeniu do technicznego procesu czyszczenia, uszlachetniania, oddzielania lub zagęszczania surowców , artykułów spożywczych i produktów technicznych (w przypadku win proces ten nazywa się tylko rafinacją ). W wyniku rafinacji powstaje rafinat i ewentualnie substancje odpadowe. Rafineria posiada instalacje do rafinacji cukru , ropy naftowej , metali lub innych substancji.

Rodzaje rafinacji sklasyfikowane według grup substancji

olej

Po frakcyjnej (próżniowej) destylacji ropy naftowej węglowodory nadal zawierają niepożądane substancje zawierające siarkę , tlen i azot, a także inne niepożądane substancje, np . alkeny . W smarach zanieczyszczenia te mogą prowadzić do oznak starzenia, takich jak ciemnienie, wzrost lepkości , tworzenie się kwasów lub osadów olejowych już po krótkim okresie użytkowania . Usuwane są przez uwodornienie podczas rafinacji w rafinerii ropy naftowej , co prowadzi do poprawy jakości. Stosowane są również alternatywne procesy oczyszczania (ekstrakcja furfuralem, rafinacja oleum). Ponadto czyszczenie olejów bazowych w produkcji smarów, w którym oleje bazowe są filtrowane za pomocą różnych glinek , określane jest mianem rafinacji.

Podczas uwodorniania zanieczyszczenia zawierające siarkę i azot są przekształcane w gazy, takie jak siarkowodór i amoniak , które są oddzielane.

Oleje lub tłuszcze roślinne

Rafinacja oleju roślinnego jest etapem przetwarzania przy wytwarzaniu tych produktów, odbywa się po tłoczeniu na gorąco i/lub ekstrakcji rozpuszczalnikowej . Podczas rafinacji z wcześniej wyprodukowanej ropy naftowej (oleju trubkowego) usuwane są niepożądane substancje towarzyszące (np. pigmenty, zapachy, smaki i substancje gorzkie), które mogą wpływać na jakość produktów. Chodzi przede wszystkim o smak, okres przydatności do spożycia, obróbkę techniczną, zapach i kolor. Rafinacja wiąże się z utratą nadającego się do użytku oleju roślinnego od około 4 do 8%.

Zamiennie stosuje się dwie metody rafinacji. Po pierwsze, jest to rafinacja chemiczna z etapami przetwarzania:

Po drugie, fizyczne rafinowanie z etapami przetwarzania:

  • Odgumowanie → przebarwienia → wybielanie ( kwas cytrynowy, kwas fosforowy i ziemia fulerska), ewentualnie zimowanie
  • Tłumienie → dezodoryzacja → odkwaszanie destylacyjne (ciśnienie, ciepło)

Do tej pory ta metoda była odpowiednia tylko dla oleju kokosowego i palmowego oraz tłuszczu z ziaren palmowych .

Podczas rafinacji chemicznej odgumowanie najpierw usuwa z oleju fosfolipidy , glikolipidy , wolne cukry i jony metali. Podczas neutralizacji oddzielane są wolne kwasy tłuszczowe , których zawartość w oleju wynosi od 0,3 do 0,6%, wybielanie usuwa większość barwników, a także pozostałości śluzu, mydeł, metali śladowych i produktów utleniania. Destylacja z parą wodną odbywa się podczas gotowania na parze w celu usunięcia substancji towarzyszących o intensywnym zapachu i smaku.

Rafinacja fizyczna oddziela kwasy tłuszczowe przez destylację i dlatego łączy ten etap obróbki z parowaniem. Olej należy wcześniej całkowicie odgumować. Odbarwianie następuje później lub w połączeniu z odgumowaniem. Do tej pory rafinacja chemiczna była szeroko rozpowszechniona, ale wraz z rosnącymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska rafinacja fizyczna staje się coraz ważniejsza, ponieważ do tego potrzeba mniej chemikaliów, powstają mniejsze straty rafinacji i ścieków, a kwasy tłuszczowe oddzielane są w tym procesie wraz z destylatem z dezodoryzacji do żywienia zwierząt. Po rafinacji dostępne są „w pełni rafinowane oleje roślinne”. Ze względu na wysokie temperatury podczas dezodoryzacji, zawartość niektórych pożądanych substancji towarzyszących i tokoferoli o pozytywnym działaniu odżywczym w oleju jest zmniejszona.

W przeciwieństwie do procesu tłoczenia na gorąco, w którym rafinowane są oleje surowe (oleje osadowe), ten etap jest pomijany w tłoczeniu na zimno , które stosuje się głównie w zdecentralizowanych olejarniach . W tym procesie ropa naftowa (olej osadowy) jest tylko filtrowana.

Produkt uboczny przy produkcji oleju roślinnego w procesie tłoczenia na gorąco nazywany jest śrutą poekstrakcyjną , podczas gdy produkt uboczny tłoczenia na zimno to makuch .

Estry kwasów tłuszczowych 3-MCPD można znaleźć we wszystkich rafinowanych, czyli oczyszczonych olejach roślinnych, których zawartość w niektórych przypadkach znacznie się różni. 3-MCPD został sklasyfikowany jako „możliwy ludzki czynnik rakotwórczy ” w 2011 roku przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC) .

cukier

Podczas rafinacji cukru surowy cukier jest wstępnie oczyszczany poprzez płukanie syropem i odwirowywanie ( afinacja ), a afinada jest dalej przetwarzana poprzez rozpuszczenie go w wodzie, odbarwienie węglem aktywnym lub ziemią okrzemkową i zatężenie w próżni. Cukier biały (cukier rafinowany) poddaje się krystalizacji i otrzymuje przez odwirowanie. Wyższe stopnie czystości można osiągnąć poprzez (powtarzaną) sekwencję etapów procesu rozpuszczania, odbarwiania, filtrowania, krystalizacji i wirowania. W tak otrzymanym cukrze granulowanym , cukrem rafinowanym, jest chemicznie prawie czysta sacharoza (99,8%). Cukier rafinowany lub cukier rafinowany to prawnie chroniona nazwa rodzaju cukru .

Metale

Ołów w postaci pozyskiwanej po rafinacji elektrolitycznej.

W praktyce metalurgicznej dokonuje się zasadniczego rozróżnienia między rafinacją ogniową a rafinacją elektrolityczną . W rafinacji ogniowej niepożądane pierwiastki są usuwane albo w procesach konwertorowych, albo poprzez topienie utleniające , w zależności od stopnia ich powinowactwa do tlenu . Wymaga to następnie pracy pieca utleniającego, uzupełnionego utleniającymi agregatami stopu (środki do obróbki stopu ). Rafinacja elektrolityczna jest stosowana dla wyższych stopni czystości. Odpowiedni surowiec, np. B. miedź konwertorowa, staje się anodą i przechodzi do roztworu , elektrolit składa się z roztworu soli danego metalu i osadza się jako czysty metal na katodzie . Podczas elektrolizy rozpuszczają się również mniej szlachetne pierwiastki towarzyszące, ale bez osadzania katodowego, szlachetniejsi towarzyszący wytrącają się jako szlam anodowy (patrz serie elektrochemiczne ). Ze szlamu anodowego wydobywane są znaczne ilości srebra i złota , zwłaszcza podczas rafinacji miedzi . Rafinacja elektrolityczna jest stosowana zwłaszcza w przypadku miedzi i niklu , ale także srebra, ołowiu i cynku , patrz Elektrolityczna rafinacja miedzi i Elektrolityczna rafinacja ołowiu .

Metale takie jak sód czy aluminium , których temperatura topnienia nie jest bardzo wysoka, można również otrzymać poprzez rafinację stopową, tj. H. w stanie płynnym, oczyszczony m.in. B. przez filtrację na filtrze ceramicznym lub oczyszczanie gazu oczyszczającego lub flotację . Nowszą metodą rafinacji jest proces topienia strefowego , który służy do uzyskania najczystszego krzemu lub monokryształów krzemu .

Sól

Rafinacja soli morskiej dotyczy płukania „surowej soli” , która jest w większości zanieczyszczona zbiorami przemysłowymi, w nasyconej solance , ponownej krystalizacji, wirowaniu, suszeniu i dodawaniu po zmieleniu rozjaśniaczy, wspomagaczy przepływu i sztucznych jodowanie . Po tym zabiegu soli morskiej nie można odróżnić ani wizualnie, ani smakowo od – podobnie rafinowanej – soli kamiennej . Solanka uzyskana z wydobycia cieczy jest przetwarzana na sól warzoną przy użyciu podobnych procesów oczyszczania . Krytycy procesu rafinacji krytykują to, że proces rafinacji traci minerały ważne dla organizmu.

Zobacz też

Indywidualne dowody

  1. ↑ Hasło leksykonu: Brockhaus ABC Chemie. VEB FA Brockhaus, Lipsk 1965, s. 1168.
  2. ↑ Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann i Hermann Hofbauer (red.): Energia z biomasy. Podstawy, techniki i procedury. Wydanie drugie, Springer Verlag, 2009, ISBN 978-3-540-85094-6 , s. 720-725.
  3. ↑ Estry 3-MCPD w rafinowanych tłuszczach i olejach jadalnych - nowo rozpoznany problem na całym świecie. Biuro Badań Chemicznych i Weterynaryjnych, Stuttgart, 18 grudnia 2007 r.
  4. ↑ Federalny Instytut Oceny Ryzyka (BfR): Pytania i odpowiedzi dotyczące zanieczyszczenia żywności estrami kwasów tłuszczowych 3-MCPD, 2-MCPD i glicydowych . 7 lipca 2016, dostęp 8 lipca 2016.
  5. ^ Otto-Albrecht Neumüller (red.): Römpps Chemie-Lexikon. Tom 5: Pl - S , 8. wydanie poprawione i rozszerzone, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart 1987, ISBN 3-440-04515-3 , s. 3483-3484.
  6. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Podręcznik chemii nieorganicznej . Wydanie 102. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
  7. ↑ B. Prillhofer, H. Antrekowitsch: Osadzanie wtrąceń niemetalicznych w rafinacji stopów aluminium . W: miesięczniki BHM Berg- und Hüttenmänniche . taśma 152 , nie. 2–3 , 2007, s. 53-61 , doi : 10.1007/s00501-007-0274-0 .
  8. ↑ Prezentacja Barbary O'Neill na temat: Zdrowie serca i wysokie ciśnienie krwi na YouTube, opublikowana 21 października 2017 r.