Oleochimica
L'oleochimica è un settore dell'industria chimica che si occupa dell'utilizzo di grassi e oli naturali. Come materie prime vengono utilizzati principalmente oli vegetali come olio di palma, olio di palmisti, olio di colza o olio di soia, nonché grassi animali. In molte applicazioni i processi oleochimici sostituiscono le materie prime petrolchimiche.
I grassi e gli oli sono costituiti prevalentemente da trigliceridi. Si tratta di esteri di glicerina e acidi grassi a catena lunga. Gli acidi grassi tipici sono l'acido palmitico, l'acido stearico, l'acido oleico o l'acido laurico. La composizione chimica determina le proprietà fisiche e funzionali dei prodotti.
Un processo centrale dell'oleochimica è la scissione dei trigliceridi. Essa avviene tramite idrolisi o transesterificazione. L'idrolisi produce acidi grassi liberi e glicerina. L'equazione di reazione semplificata è:
Trigliceride + 3 H₂O → Glicerina + 3 acidi grassi
La transesterificazione con alcoli, solitamente metanolo, produce esteri metilici di acidi grassi e glicerina. Questo processo è alla base, tra l'altro, della produzione di biodiesel. La reazione può essere scritta come:
Trigliceride + 3 CH₃OH → Glicerina + 3 Esteri metilici degli acidi grassi
I saponi metallici sono sali metallici di acidi grassi a catena lunga. Si formano dalla neutralizzazione degli acidi grassi liberi con idrossidi metallici o ossidi metallici. Una reazione chimica generale è:
R–COOH + Me(OH)ₙ → Me(R–COO)ₙ + n H₂O
Dall'acido grasso di carbonio e dall'idrossido metallico si forma il sale metallico di un acido grasso (sapone metallico) e acqua. R sta per il residuo idrocarburico dell'acido grasso e Me per un metallo come calcio, magnesio, zinco, alluminio o litio.
I saponi metallici a base di acidi grassi dell'olio di palma rivestono particolare importanza economica. L'olio di palma è disponibile in tutto il mondo e presenta una composizione costante di acidi grassi. Ciò facilita la riproducibilità dei processi e la costanza della qualità del prodotto.
I saponi metallici trovano un campo di applicazione estremamente ampio. Sono utilizzati come lubrificanti e lubrificanti nella lavorazione delle materie plastiche. Agiscono come stabilizzanti nel PVC. Servono come addensanti nei grassi lubrificanti. Sono utilizzati come agenti distaccanti, antischiuma o idrofobizzanti. Nelle vernici e nelle lacche influenzano l'essiccazione, la reologia e la qualità della superficie. Nella chimica edile sono utilizzati per respingere l'acqua. I derivati oleochimici svolgono un ruolo importante anche nell'industria cosmetica, farmaceutica e dei detergenti.
La produzione di saponi metallici richiede un'intensa miscelazione dei reagenti. Il trasferimento di calore, il trasporto di materia e la cinetica di reazione sono strettamente correlati. Le reazioni possono essere eseguite in modo discontinuo o continuo. La qualità del prodotto dipende fortemente dall'omogeneità, dal controllo della temperatura e dal tempo di permanenza.
Per le reazioni chimiche vengono utilizzati miscelatori-reattori industriali. Questi sono sottoposti a elevate sollecitazioni meccaniche e termiche. Tra queste vi sono rapidi cambiamenti di pressione e vuoto, nonché notevoli variazioni di temperatura durante il processo. Gli apparecchi di processo della amixon® si sono dimostrati particolarmente efficaci in queste condizioni. Sono progettati per sistemi reattivi solidi e solidi-liquidi. Bagnano i solidi in modo uniforme. Consentono una reazione controllata e riproducibile e l'essiccazione sotto vuoto. Allo stesso tempo garantiscono un'efficiente dissipazione del calore, anche in caso di reazioni esotermiche.
Successivamente vengono utilizzati miscelatori amixon® per omogeneizzare i prodotti finali. Gli utensili di miscelazione funzionano a basse velocità, ma garantiscono comunque tempi di miscelazione brevi. In questo modo si evitano forze di taglio, rilascio di polvere e riscaldamento indesiderato. Queste caratteristiche sono preziose, poiché molti prodotti finali sono disponibili in forma polverosa. Da essi deriva un elevato rischio di esplosione e incendio.
I prodotti oleochimici sono considerati rinnovabili, a base biologica e in molti casi biodegradabili.