Wpływ warunków ogrzewania nasion rzepaku i gorczycy białej na cechy olejów do produkcji biodiesla

• Autorzy: Tanska M. , Rotkiewicz D. , Ambrosewicz-Walacik M.

Warianty tytułu

EN

Impact of heating conditions of rapeseed and mustard seeds on the characteristics of oils for the biodiesel production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie wpływu zróżnicowanych warunków ogrzewania nasion rzepaku i gorczycy białej na wydajność tłoczenia oraz cechy olejów, jako potencjalnych surowców do produkcji biodiesla. Nasiona rzepaku i gorczycy poddano ogrzewaniu w trzech temperaturach (60, 80 i 100°C) przez okres 30, 60 i 90 min, a następnie wytłoczono oleje na laboratoryjnej prasie ślimakowej. Jakość olejów określono poprzez oznaczenie zawartości wody i związków lotnych, stopnia hydrolizy i utlenienia, zawartości chlorofilu i fosforu, barwy oraz składu kwasów tłuszczowych. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem temperatury i czasu ogrzewania nasion następowało stopniowe zwiększanie wydajności tłoczenia, przy równocześnie istotnym pogarszaniu cech olejów. Oleje wydobyte z nasion ogrzewanych w najbardziej drastycznych warunkach, tj. 100°C/90 min, cechowały się wprawdzie najniższą zawartością wody i związków lotnych, ale najwyższą zawartością wolnych kwasów tłuszczowych, nadtlenków, barwników chlorofilowych i związków fosforu. Wykazano także, że ogrzewanie nasion rzepaku nie spowodowało zmian w składzie kwasów tłuszczowych. Biorąc pod uwagę zarówno wydajność tłoczenia, jak i jakość olejów w kontekście przydatności do produkcji biodiesla, za najbardziej optymalne warunki uznano ogrzewanie nasion w temperaturze 80°C w czasie 60 min.

EN

The aim of the study was to determine the effect of heating conditions of rapeseed and mustard seeds on the pressing yield and characteristics of oils as potential materials for the biodiesel productions. Oils have been pressed from seeds heated at temperatures of 60, 80 and 100°C for 30, 60 and 90 minutes. Pressing was carried out in a laboratory expeller. Quality of oils was defined by determining water and volatile compound contents, the degree of hydrolysis and oxidation, content of chlorophyll and phosphorus, color and the fatty acids composition. It was found that with the increasing temperature and time of heating condition the yield of pressing increased while the quality of oils deteriorated. Oils extracted from seeds heated in the most drastic conditions, 100°C/90 min, were characterized by the lowest water and volatile compounds content and the highest amount of free fatty acids, peroxides, chlorophyll pigments and phosphorus compounds. It was also shown that heating of rape seeds has not changed the fatty acids composition. Taking into consideration the yield of pressing and the quality of oils in terms of suitability for the biodiesel production, the most optimum heating condition of seeds was at 80°C for 60 min.

Słowa kluczowe

PL

rzepak; gorczyca biala; nasiona; ogrzewanie; temperatura; czas ogrzewania; tloczenie; wydajnosc tloczenia; oleje roslinne; biodiesel; jakosc oleju

EN

rape; white mustard; seed; heating; temperature; heating time; oil pressing; efficiency; plant oil; biodiesel fuel; oil quality

• Wydawca: -
• Czasopismo: Rośliny Oleiste - Oilseed Crops
• Rocznik: 2013
• Tom: 34
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.103-114,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Tanska M.

• Katedra Przetwórstwa i Chemii Surowców Roślinnych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Rotkiewicz D.

• Katedra Przetwórstwa i Chemii Surowców Roślinnych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Ambrosewicz-Walacik M.

• Katedra Mechatroniki i Edukacji Techniczno-Informatycznej, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• Beutner S., Bloedorn B., Frixel S., Hernandez-Blanco I., Hoffman T., Martin H-D., Mayer B., Noack P., Ruck Ch., Schmidt M., Schülke I., Sell S., Ernst H., Haremza S., Seybold G., Sies H., Stahl W., Walsh R. 2001. Quantitative assessment of antioxidant properties of natural colorant and phytochemicals: carotenoids, flavonoids, phenols and idigoids. The role of β-carotene in antioxidant functions. J. Sci. Food Agric., 81: 559-568.
• Biernat K. 2007. Techniczne i środowiskowe uwarunkowania wykorzystania biomasy do celów energetycznych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 33: 9-16.
• Buczek B., Czepirski L. 2004. Applicability of used rapeseed oil for production of biodiesel. Inform., 15 (3): 186-188.
• Budzyński W., Bielski S. 2004. Surowce energetyczne pochodzenia rolniczego. Cz. 1. Biokompo-nenty paliw płynnych. Acta Sci. Pol., Agricultura, 3 (2): 5-14.
• Canakci M. 2007. The potential of restaurant waste lipids as biodiesel feedstocks. Bioresour. Technol., 98 (1): 183-190.
• Chen Y., Xiao B., Chang J., Fu Y., Lu P., Wang X. 2009. Synthesis of biodiesel from waste cooking oil using immobilized lipase in fixed bed reactor. Energy Convers. Manage., 50 (3): 668-673.
• Drozdowski B. 2002. Lipidy. Rozdz. 7. W: Chemia żywności, pod red. E. Sikorskiego, WNT, Warszawa, 171-228.
• El Diwani G., Attia N.K., Hawash S.I. 2009. Development and evaluation of biodiesel fuel and by-products from jatropha oil. Int. J. Environ. Sci. Tech., 6 (2): 219-224.
• Frega N., Mozzon M., Lercker G. 1999. Effect of free fatty acids on oxidative stability of vegetable oil. J. Amer. Oil Chem. Soc., 76 (3): 325-329.
• Górecka A., Wroniak M., Krygier K. 2003. Wpływ ogrzewania nasion rzepaku na jakość wytłoczonego oleju. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, XXIV (2): 567-576.
• Heimann S. 2002. Aktualne problemy dotyczące badania odmian rzepaku na cele konsumpcyjne oraz biopaliw i makuchy. Forum producentów roślin zbożowych, kukurydzy i rzepaku, Polagra – Forum, 47-52.
• Hossain A.B.M.S., Boyce A.N. 2009. Biodiesel production from waste sunflower cooking oil as an environmental recycling process and renewable energy. Bulg. J. Agric. Sci., 15 (4): 312-317.
• Jankowski K., Budzyński W. 2003. Energy potential oilseed crops. Elec. J. Polish Agric. Univ., Agronomy 6 (2), www.ejpau.media.pl.
• Jankowski K., Budzyński W. 2004. Potencjał energetyczny roślin oleistych. Problemy Ekologii, 2: 31-38.
• Kachel-Jakubowska M., Szpryngiel M. 2009. Analiza perspektyw wytwarzania biopaliw płynnych w Polsce. Inżynieria Rolnicza, 8 (117): 47-53.
• Karmakar A., Karmakar S., Mukherjee S. 2010. Properties of various plants and animals feedstocks for biodiesel production. Bioresour. Technol., 101 (19): 7201-7210.
• Khaleghian A., Nakaya Y., Nazari H. 2011. Biodiesel production from Euphorbia tirucalli L. J. Med. Plants Res., 5 (19): 4968-4973.
• Kim H.J., Lee H.O., Min D.B. 2007. Effects and prooxidant mechanisms of oxidized alpha-tocopherol on the oxidative stability of soybean oil. J. Food Sci., 72 (4): 223-230.
• Kotowski W. 2004. Z przepracowanych tłuszczów. Agroenergetyka, 3: 9.
• Lewandowski W. 2001. Biopaliwa. W: Proekologiczne odnawialne źródła energii. WNT, Warszawa, 342-350.
• Mathiyazhagan M., Ganapathi A. 2011. Factors affecting biodiesel production. Research in Plant Biology, 1 (2): 1-5.
• Mińkowski K. 2008. Studia nad stabilnością oksydatywną olejów roślinnych bogatych w polienowe kwasy tłuszczowe o budowie trienowej. Rozprawa habilitacyjna, Roczniki Instytutu Przemysłu Mięsnego i Tłuszczowego, 46 (4): 1-17.
• Niewiadomski H. 1993. Technologia tłuszczów jadalnych. WNT, Warszawa.
• PN-62/R-66163. Oznaczanie zawartości wody w nasionach oleistych, makuchach i śrutach poekstrak-cyjnych.
• PN-88/A-86930. Tłuszcze roślinne jadalne. Metody badań. Oznaczanie zawartości fosforu.
• PN-91/R-66160. Rośliny przemysłowe oleiste. Oznaczanie zanieczyszczeń i szkodników w ziarnie rzepaku i rzepiku.
• PN-93/A-86926. Tłuszcze roślinne jadalne. Oznaczanie liczby anizydynowej oraz obliczanie wskaźnika oksydacji tłuszczu Totox.
• PN-A-86934:1995. Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce. Spektrofotometryczne oznaczenie barwy.
• PN-EN 14214:2012. Paliwa do pojazdów samochodowych. Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) do silników o zapłonie samoczynnym (Diesla). Wymagania i metody badań.
• PN-EN ISO 3960:2005. Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce. Oznaczanie liczby nadtlenkowej.
• PN-EN ISO 5508:1996. Analiza estrów metylowych kwasów tłuszczowych metodą chromatografii gazowej.
• PN-EN ISO 659:2009. Nasiona oleiste. Oznaczanie zawartości oleju (metoda odwoławcza).
• PN-EN ISO 662:2001. Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce. Oznaczanie zawartości wody i sub-stancji lotnych.
• PN-ISO 660:1998. Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce. Oznaczanie liczby kwasowej i kwasowości.
• Prior E., Vadke V., Sosulski F. 1991. Effect on heat treatment on canola press oils. I. Non-trigliceride components. J. Amer. Oil Chem. Soc., 68 (6): 401-406.
• Radziemska E., Lewandowski W., Szukalska E., Tynek M., Pustelnik A., Ciunel K. 2009. Biopaliwa z rzepaku. Przygotowanie surowca do otrzymania biodiesla w warunkach gospodarstwa rolnego oraz pilotowe metanolizy. Chemia Dydaktyka Ekologia Metrologia, 14 (1-2): 79-84.
• Ramadhas A.S., Jayaraj S., Muraleedharan C. 2005. Biodiesel production from high FFA rubber seed oil. Fuel, 84: 335-340.
• Rawls H.R., van Santen P.J. 1970. A possible role for singlet oxygen in the initiation of fatty acid autoxidation. J. Amer. Oil Chem. Soc., 47 (4): 121-125.
• Rotkiewicz D., Konopka I. 1998. Związki fosforu w nasionach i oleju rzepakowym. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, XIX (1): 61-70.
• Rotkiewicz D., Konopka I., Tańska M. 2002. Barwniki karotenoidowe i chlorofilowe olejów roślin-nych oraz ich funkcje. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, XXIII (2): 561-580.
• Rotkiewicz, D., Konopka I., Sobieski G. 1995. Stabilność olejów rzepakowych tłoczonych i ekstra-howanych na zimno. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, XVI (2): 293-300.
• Tańska M., Rotkiewicz D., Bączek N. 2012. Adsorpcyjne oczyszczanie tłuszczów posmażalniczych przeznaczonych do produkcji biodiesla. Nauka Przyroda Technologie, 6 (4): 1-11.
• Unger E. H. 1990. Commercial processing of canola and rapeseed crushing and oil extraction. W: Canola and rapeseed. Production, chemistry, nutrition and processing technology. Ed. F. Shahidi. New York, 235-249.
• van Gerpen J. 2005. Biodiesel processing and production. Fuel Process. Technol., 86 (10): 1097-1107.
• Walisiewicz-Niedbalska W. 2004. Metanoliza. W: Biodiesel, gliceryna, pasza z rzepaku. pod red. W. Podkówki, Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej, Bydgoszcz, 44-71.
• Walisiewicz-Niedbalska W., Lipkowski A.W., Kijeński J. 2005. Aspekty technologiczne i ekonomiczne wytwarzania biopaliwa estrowego. W: Materiały Konferencji „Zintegrowane, inteligentne systemy wykorzystania energii odnawialnej”, Częstochowa – Podlesice, 1-9.
• Wądrzyk M., Jakóbiec J. 2011. Proces pirolizy mikroalg jako efektywny sposób pozyskiwania ciekłego paliwa. Acta Agrophysica, 17 (2): 405-419.
• Zadernowski R., Sosulski F. 1978. Composition of total lipids in rapeseed. J. Amer. Oil Chem. Soc., 55 (12): 870-872.
• Zhang Y., Dube M.A., McLean D.D., Kates M. 2003. Biodiesel production from waste cooking oil: 1. Process design and technological assessment. Bioresour. Technol., 89 (1): 1-16