Effect of Catalyst on the Hydrogenation of Rapeseed Oil

채종유 수소첨가반응에 미치는 촉매의 영향

During the hydrogenation of rapeseed oil, reaction kinetics and physicochemical characteristics with catalysts (UP9900, DM3, Nysosel 222) were determined. Hydrogenation reaction rates for the UP 9900, Nysel DM3 and Nysosel 222 were $1.6{\pm}0.1\;({\times}10^{-2}),\;1.2{\pm}0.1\;(10^{-2}),\;1.2{\pm}0.1\;(10^{-2})$, respectively. The selectivities for the linoleic acid and oleic acid were determined to be $0.9{\sim}1.5\;and\;39{\sim}44$ at 20 min. From these results, the use of catalysts was shown to be non-selective. Trans isomer content in Nysosel 222 was 32% when the reduction rate of iodine value was 38%, that in Nysel DM3 was 28% at the reduction rate of 45%. UP9900 showed no influence on the trans isomer content. Below the melting point of $35^{\circ}C$, oleic acid and trans isomer acid were increased. On the other side, over the melting point of $35^{\circ}C$, oleic acid was decreased and trans isomer acid was constant. And this tendency was also appeared at the reduction rate of iodine value of 38%.

채종유 수소첨가반응을 속도론적으로 평가하였고 고도불포화 지방산의 연쇄반응에 대한 각 지방산의 선택도를 구하여 촉매의 특성을 평가하였다. 반응효율은 UP 9900의 촉매를 사용하였을 때 반응속도상수 값이 $1.6{\pm}0.1\;({\times}10^{-2})$으로 우수하였으며, Nysel DM3, Nysosel 222는 평균 $1.2{\pm}10^{-2}$으로 거의 대등하였다. 리놀레인산 선택도$(S_{L})$는 $0.9{\sim}1.5$, 올레인산 선택도 $(S_{ol})$는 반응시간 20분에서 $41.5{\pm}2.5$의 값으로 본 시험에 사용된 촉매 종류는 비선택적으로 평가되었다. 수소첨가유의 물성변화 해석은 융점, 각 지방산 및 요오드가 상관관계로 평가하였다. 융점에 영향을 미치는 이성질체산 생성은 요오드값 감소율에 따라 Nysosel 222은 38%에서, Nysel DM3는 45%이상에서 가장 높게 나타났으며 UP 9900은 거의 일정한 비율을 나타내었다. 융점이 $34^{\circ}C$전에는 지방산중 올레인산과 이성질체산이 같이 증가하였으나 $35^{\circ}C$이후부터 이성질체산의 경우 거의 일정하였고 올레인산의 감소가 급격하였다. 요오드가 감소율에 따른 올레인산과 이성질체산은 38%전후로 앞의 경향성과 같이 나타났다. 스테아린산은 14%이전에 올레인산과 이성질체산이 같이 증가하는 경향성에서 15%이후부터 이성질체산은 거의 대등한 값을 유지하였고 올레인산의 경우만 급격한 감소를 나타내었다.