Матвейчук Ю.В., Вербицкая А.О.
https://doi.org/10.31208/2618-7353-2022-17-94-99
АННОТАЦИЯ / ABSTRACT
Цель
Разработка упрощенной технологии получения триацетина – пищевой добавки (Е1518) и влагоудерживающего агента.
Материалы и методы
Использовали следующее основное сырье: глицерин дистиллированный 99,5% (ООО «Укрхимресурсы», Украина), ледяную уксусную кислоту (ООО «Химический альянс», Россия). Контроль содержания непрореагировавших продуктов – глицерина – предлагается проводить спектрофотометрически с медью (II), а уксусной кислоты – кислотно-основным титрованием.
Результаты
Условия синтеза триацетина следующие: мольное соотношение глицерина и уксусной кислоты равно 1:6, температура – 120-125оС, продолжительность – 90 минут. Отгон избыточной уксусной кислоты проводили при температуре 130-140оС в течение 3 часов, что обеспечивало получение 100% продукта – триацетина, в котором содержатся следовые количества уксусной кислоты. Остаточное содержание уксусной кислоты в конечном продукте составляет не более 0,01%масс. После отгонки получается уксусная кислота с концентрацией 79-80% (азеотропная смесь). Применение катализатора – серной кислоты – отрицательно сказывается на цвете конечного продукта (от желтого до светло- коричневого) и на рН (около 0). Использование катализатора бромоводородной кислоты не приводит к получению 100% продукта, но отрицательно сказывается на рН готового продукта (около нуля), что требует стадий дополнительной очистки конечного продукта (перегонка под вакуумом) и нейтрализации, что в свою очередь загрязняет продукт неорганическими солями.
Заключение
Разработан упрощенный способ синтеза триацетина из глицерина и уксусной кислоты, который исключает использование катализаторов, вакуума, сорбционной очистки.
Aim
Development of a simplified technology for the production of triacetin – a food additive (E1518) and a water-retaining agent.
Materials and Methods
The following main raw materials were used: distilled glycerol 99.5% (LLC «Ukrkhimresursy», Ukraine), glacial acetic acid (LLC «Chemical Alliance», Russia). It is proposed to control the content of unreacted products – glycerol – spectrophotometrically with copper (II), and acetic acid – by acid-base titration.
Results
The conditions for the synthesis of triacetin are as follows: the molar ratio of glycerol and acetic acid is 1:6, temperature – 120-125оC, duration – 90 minutes. The distillation of excess acetic acid was carried out at a temperature of 130-140оC for 3 hours, which ensured the receipt of 100% of the product – triacetin, which contains trace amounts of acetic acid. The residual content of acetic acid in the final product is not more than 0.01% of the mass. After distillation, acetic acid is obtained with a concentration of 79-80% (azeotropic mixture). The use of a catalyst – sulfuric acid – negatively affects the color of the final product (from yellow to light brown) and pH (about an 0). The use of a hydrobromic acid catalyst does not lead to a 100% product, but it negatively affects the pH of the finished product (near zero), which requires additional purification of the final product (vacuum distillation) and neutralization, which in turn contaminates the product with inorganic salts.
Conclusion
A simplified method for the synthesis of triacetin from glycerol and acetic acid has been developed, which excludes the use of catalysts, vacuum, and sorption purification.
АВТОРЫ / AUTHORS
Ю. В. Матвейчук
ООО «НОРДХИМ» 220125, Республика Беларусь, Минск, ул. Уручская, д. 23А/309
Матвейчук Юлия Владимировна, кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
E-mail: Yu_Matveychuk@mail.ru; тел.: + 375 29 549 14 50
А. О. Вербицкая
ООО «НОРДХИМ» 220125, Республика Беларусь, Минск, ул. Уручская, д. 23А/309
Вербицкая Алеся Олеговна
Е-mail: alesyaverb@mail.ru
About the Authors
Yu. V. Matveichuk
LLC «NORDKHIM»23А/309, Uruchskaya st., Minsk, 220125, Republic of Belarus
Yuliya V. Matveichuk, candidate of chemistry sciences, associate professor, Leading Researcher
E-mail: Yu_Matveychuk@mail.ru; tel.: +375 29 549 14 50
A. O. Verbitskaya
LLC «NORDKHIM» 23А/309, Uruchskaya st., Minsk, 220125, Republic of Belarus
Alesya O. Verbitskaya
Е-mail: alesyaverb@mail.ru
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ / REFERENCES
1. Mufrodi Z., Astuti E., Syamsiro M., Purwono S. Triacetin synthesis as bio-additive from glycerol using homogeneous and heterogeneous catalysts // Key Eng. Mat. 2020. Vol. 849. Р. 90-95. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.849.90.
2. Shafiei A., Rastegari H., Ghaziaskar H.S., Yalpani M. Glycerol transesterification with ethyl acetate to synthesize acetins using ethyl acetate as reactant and entrainer // Biofuel Research Journal. 2017. Vol. 13. Р. 565-570. https://doi.org/10.18331/BRJ2017.4.1.7.
3. Mufrodi Z., Sutijan R., Budiman A. Synthesis acetylation of glycerol using batch reactor and continuous reactive distillation column // Engineering Journal. 2014. Vol. 18, iss. 2. Р. 30-39. https://doi.org/10.4186/ej.2014.18.2.29.
4. Mufrodi Z., Rochmadi S., Budiman A. Chemical kinetics for synthesis of triacetin from biodiesel byproduct // International Journal of Chemistry. 2012. Vol. 4, no. 2. Р. 101-107. https://doi.org/10.5539/ijc.v4n2p101.
5. LaVoie E.J., Shigematsu A., Tucciarone P.L., Adams J.D., Hoffmann D. Comparison of the steam-volatile components of commercial cigarette, pipe, and chewing tobaccos // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1985. Vol. 33. P. 876-879.
6. Yanti N.R., Heryani H., Putra M.D., Nugroho A. Triacetin Production From Glycerol Using Heterogeneous Catalysts Prepared From Peat Clay // International Journal of Technology. 2019. Vol. 10, no. 5. P. 970-978. https://doi.org/10.14716/ijtech.v10i5.2685.
7. Gomes J.T.S., Santos J.H.S., Abreu C.A.M., et al. Development and validation of analytical method for mono, di and triacetin analysis by HPLC/UV–Vis/DAD detection with 13C NMR identification // Results in Chemistry. 2020. Vol. 2. P. 137-143. https://doi.org/10.1016/j.rechem.2020.100063.
8. Матвейчук Ю.В., Станишевский Д.В. Надмолочная кислота: синтез, аналитическое определение и применение в дезинфекции // Известия вузов. Серия «Химия и химическая технология». 2022. Т. 65, № 2. Р. 102-110. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226502.6432.
References
1. Mufrodi Z., Astuti E., Syamsiro M., Purwono S. Triacetin synthesis as bio-additive from glycerol using homogeneous and heterogeneous catalysts. Key Eng. Mat. 2020;(849):90-95. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.849.90.
2. Shafiei A., Rastegari H., Ghaziaskar H.S., Yalpani M. Glycerol transesterification with ethyl acetate to synthesize acetins using ethyl acetate as reactant and entrainer. Biofuel Research Journal. 2017;(13):565-570. https://doi.org/10.18331/BRJ2017.4.1.7.
3. Mufrodi Z., Sutijan R., Budiman A. Synthesis acetylation of glycerol using batch reactor and continuous reactive distillation column. Engineering Journal. 2014;18(2):30-39. https://doi.org/10.4186/ej.2014.18.2.29.
4. Mufrodi Z., Rochmadi S., Budiman A. Chemical kinetics for synthesis of triacetin from biodiesel byproduct. International Journal of Chemistry. 2012;4(2):101-107. https://doi.org/10.5539/ijc.v4n2p101.
5. LaVoie E.J., Shigematsu A., Tucciarone P.L., Adams J.D., Hoffmann D. Comparison of the steam-volatile components of commercial cigarette, pipe, and chewing tobaccos. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1985;(33):876-879.
6. Yanti N.R., Heryani H., Putra M.D., Nugroho A. Triacetin production from glycerol using heterogeneous catalysts prepared from peat clay. International Journal of Technology. 2019;10(5):970-978. https://doi.org/10.14716/ijtech.v10i5.2685.
7. Gomes J.T.S., Santos J.H.S., Abreu C.A.M., et al. Development and validation of analytical method for mono, di and triacetin analysis by HPLC/UV–Vis/DAD detection with 13C NMR identification. Results in Chemistry. 2020;(2):137-143. https://doi.org/10.1016/j.rechem.2020.100063.
8. Matveichuk Yu.V., Stanishevskii D.V. Perlactic acid: synthesis, analytical determination and application in disinfection. Izvestija vuzov. Serija «Himija i himicheskaja tehnologija» = ChemChemTech. 2022;65(2):102-110. (In Russ.). https//doi.org/10.6060/ivkkt.20226502.6432.
Ключевые слова:
триацетин, глицерин, уксусная кислота
Key words:
triacetin, glycerol, acetic acid
Для цитирования:
Матвейчук Ю.В., Вербицкая А.О. Упрощенный способ синтеза триацетина – пищевой добавки Е1518 // Аграрно-пищевые инновации. 2022. Т. 17, № 1. С. 94-99. https://doi.org/10.31208/2618-7353-2022-17-94-99
For citation:
Matveichuk Yu.V., Verbitskaya A.O. Simplified method for the synthesis of triacetin – food additive E1518. Agrarian-and-food innovations. 2022;17(1):94-99. (In Russ.). https://doi.org/10.31208/2618-7353-2022-17-94-99
| 