Thermoanalytical investigations of edible oils and fats I. Kinetics of thermal-oxidative decomposition of rapeseed oil

• Autorzy: Kowalski B.

Warianty tytułu

PL

Termoanalityczne badania olejów i tłuszczów jadalnych I. Kinetyka termoutleniajacego rozkładu oleju rzepakowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Experiments with rapeseed oil using the differential scanning calorimeter have been carried out. From DSC traces obtained at different heating rates the peak maximum temperatures were selected and used for calculation of kinetic parameters and Arrhenius activation energy of thermal-oxidative decomposition of oil.

PL

W rodnikowym mechanizmie utleniania tłuszczów (RH) reakcje przenoszenia łańcucha: R+O₂ → RO₂ RO₂ +RH → ROOH + R są egzotermiczne. Rejestracja wydzielanego ciepła pozwala na śledzenie postępu reakcji, a uzyskiwane dane energetyczne mogą być wykorzystane do wyznaczenia kinetyki procesu. Jeżeli utlenianie zachodzi przy wystarczająco wysokim stężeniu tlenu, to ograniczenie reakcji zakończenia łańcucha do rekombinacji rodników RO₂ i uwzględnienie dużego molowego nadmiaru tlenu pozwala na przyjęcie opisującego proces równania kinetycznego pierwszego rzędu (równanie 8). W przeprowadzonych badaniach utleniano olej rzepakowy tlenem przy molowym stosunku oleju do tlenu 1:10⁴ . Reakcję prowadzono w komorze grzejnej Różnicowego Kalorymetru Skanningowego (DSC) połączonego z Analizatorem Termicznym 1090 B firmy DuPont. Wybrano dynamiczną opcję pracy aparatu stosując zmienne w zakresie 4 K/min do 20 K/min szybkości ogrzewania próbek (β). Stwierdzono, że wraz ze wzrostem wartości β temperaturowe maksimum piku (Tpik) na wynikowej krzywej różnicowego przepływu ciepła przesuwa się w kierunku wyższej temperatury i że istnieje liniowa korelacja 1g β = - 3834,25 Tpik⁻¹ + 8,28. Zakładając, że dla każdej ze stosowanych wartości β stopień konwersji próbki oleju w temperaturze odpowiadającej maksimum piku na wynikowych zapisach DSC jest stały wyznaczono energię aktywacji procesu E = 64,8 kJ/mol. Z wyznaczonej energii aktywacji, równania Arrheniusa dla temperaturowej zależności stałej szybkości reakcji i ogólnego równania kinetycznego reakcji pierwszego rzędu obliczono pozostałe parametry kinetyczne. Wyznaczony w przeprowadzonym teście zwartości wyników współczynnik konsystencji Q = 0,447 jest w dobrej zgodności z wartością teoretyczną 0,5. Uwzględniając, że metoda DSC rejestruje wypadkowy efekt energetyczny oraz fakt że eksperymenty prowadzono do celowo wysokiej temperatury uzyskane wyniki odnoszą się do termoutleniającego rozkładu oleju. Wskazano na możliwość przewidywania danych na podstawie obliczeń kinetycznych ekstrapolacji. Oceniono, że stosowana metoda termoanalityczna jest szczególnie użyteczna dla tego typu badań.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Alimentaria Polonica
• Rocznik: 1988
• Tom: 14(38)
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.195-206,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kowalski B.

• Institute of General Chemistry, Warsaw Agricultural University, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Bodenstein M.: Z. Phys. Chem., 1913, 85, 329.
• 2. Borhardt H. J., Daniels F.: J. Amer. Chem. Soc., 1957, 79, 11.
• 3. Cross C. K.: J. Amer. Oil Chem. Soc., 1970, 47, 229.
• 4. Duswalt A. A.: Thermochim. Acta 1974, 8, 57.
• 5. Farmer E. H.: Trans. Faraday Soc., 1942, 38, 356.
• 6. Farmer E. H., Sutton D. A.: J. Chem. Soc., 1946, 10.
• 7. Gray J. I.: J. Amer. Oil Chem. Soc., 1978, 55, 539.
• 8. Kissinger H. E.: Anat. Chem., 1957, 29, 1702.
• 9. Knight H. B., Coleman J. E., Swem D.: J. Amer. Chem. Soc., 1951, 28, 498.
• 10. Kowalska T., Śliwiok J.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 123.
• 11. Kurkela R., Karjalainen L.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 135.
• 12. Lundberg W. O. (ed.): Autooxidation and Antioxidants, Interscience Publishers, New York 1962.
• 13. Marcuse R.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 33.
• 14. Nieschlag H. J., Hageman J. W., Rothfus J. A.: Anal. Chem., 1974, 46, 2215.
• 15. Ozawa T.: J, Thermal Analysis 1970, 2, 301.
• 16. Polish Standards PN-60/A-86914, PN-60/A-86918, PN-60/A-86921.
• 17. Ragnarsson J. O., Labuza T. P.: Food Chem., 1977, 2, 291.
• 18. Richardson T., Korycka-Dahl M.: In Developments in Dairy Chemistry (P.F.Fox ed.), Chapt. 7 A, 241. Applied Science Publishers LTD, London and New York 1983.
• 19. Rogers R. N., Smith L. C.: Anal. Chem., 1967, 33, 1336.
• 20. Steibert E., Koj F.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 239.
• 21. Śliwiok J., Kowalska T.: Thermochim. Acta 1972, 3, 247.
• 22. Wesołowski M.: Sci. Pharm., 1986, 54, 11.
• 23. Wesołowski.M.: Seifen, Öle, Fette, Wachse 1986, 7, 231.
• 24. Zwierzykowski W.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 55.
• 25. Zwierzykowski W., Szukalska E.: Zesz. Probl. Postępów Nauk Roln., 1973, 136, 285.