Bitkisel sıvı yağların termik oksidasyon kinetiğinin matematiksel modellenmesi
Küçük Resim Yok
Tarih
1995
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
ÖZET Yağların oksidasyon kinetiklerinin incelenmesi amacı ile genel olarak hızlandırılmış termik oksidasyon denemeleri uygulanmaktadır. Bu amaçla yağlar; değişik sıcaklık, süre ve hava debilerinde hızlandırılmış termik oksidasyona tabi tutularak, fiziksel ve kimyasal özelliklerinde meydana gelen değişmeler, matematiksel olarak ifade edilmektedir. Bu çalışmada; riviera tipi zeytinyağı ve rafine soya yağı 100°C, 130°C,1600C,190°C sıcaklıklarda, 170 ml/dak. hava debisinde, 21 saat süreyle hızlandırılmış termik oksidasyona tabi tutularak tintometrik renk değerlerinde, kırılma indeksinde, peroksit sayısında, p-anisidin değerinde, totox değerinde, 232nm ve 270 nm UV absorbans değerlerinde, dielektrik sabitinde meydana gelen değişmeler incelenmiştir. İncelenen fiziksel ve kimyasal özelliklerde hızlandırılmış termik oksidasyon sırasında meydana gelen değişmeleri şu şekilde özetleyebiliriz; 1. Hızlandırılmış termik oksidasyon denemelerinin 100°C ve 130°C sıcaklıklarda yürütülmesi, her iki yağın da renginde açılmaya neden olmuştur. Ancak; oksidasyon sıcaklığının 160°C ve 190°C'ye yükselmesi ile, özellikle soya yağının renginde belirgin bir koyulaşma gözlenmiştir 2. Termik oksidasyon sırasında zeytinyağının kırılma indeksinde önemli bir değişme saptanmamıştır. Yüksek sıcaklıklarda termik oksidasyona maruz bırakılan soya yağının kırılma indeksi, konjuge yağ asitlerinin oluşumu nedeni ile artış göstermiştir. 3. Her iki yağın peroksit sayısı özellikle 100°C ve 130°C sıcaklıklarda uygulanan termik oksidasyon ile artmış, ancak söz konusu artış, soya yağında daha hızlı olmuştur. Sıcaklığın 160°C ve 190°C'ye çıkarılması, peroksitlerin yıkılımına, ve ikincil oksidasyon ürünlerinin meydana gelmesine neden olmuştur. 4. Yüksek sıcaklıklarda uygulanan (160°C, 190°C) hızlandırılmış termik oksidasyon, ikincil oksidasyon ürünlerinin oluşumuna bağlı olarak her iki yağın p-anisidin değerinin yükselmesine neden olmuştur. Soya yağının p-anisidin değerinin daha yüksek değerlere, daha kısa sürede ulaştığı saptanmıştır. 5. Totox değeri, özellikle peroksit sayısının hızla arttığı 100°C ve 130°C sıcaklıklarda en yüksek değerlere ulaşmıştır, ikincil oksidasyon ürünlerinin oluştuğu yüksek sıcaklıklarda, her iki yağın totox değerinde düşmeler saptanmıştır. 6. Peroksit sayısı, p-anisidin değeri ve totox değerinde meydana gelen bu değişmeler, matematiksel olarak da ifade edilmeye çalışılmıştır. Termik oksidasyonun gerçekleştirildiği tüm sıcaklıklarda oksidasyon süresine bağlı 46olarak, incelenen bu özelliklerdeki değişmelerin, 2.dereceden polinomiyal denklemlerle ifade edilebileceği saptanmıştır. Türetilen bu denklemler yardımı ile herbir sıcaklık için oksidasyon süresine bağlı olarak peroksit sayısı, p- anisidin değeri ve totox değerinde meydana gelebilecek değişmelerin saptanabilmesi mümkün olacaktır. 7. Zeytinyağının ve soya yağının 232nm UV absorbans değerlerinde oksidasyon sıcaklığına ve süresine bağlı olarak dalgalanmalar meydana gelmiştir. Ancak soya yağında 100°C'de meydana gelen dalgalanmalar geniş sınırlar içerisinde değişim gösterirken oksidasyon sıcaklığının yükselmesi ile, daha dar sınırlar içerisinde dalgalanmalar saptanmıştır. Termik oksidasyon sıcaklığının 130°C, 160°C, 190°C'ye çıkartılması 270nm UV absorbans değerlerinin artmasına neden olmuştur. Soya yağında ise meydana gelen değişimler her bir oksidasyon sıcaklığında değişik sürelerde meydana gelen artışlar şeklinde olmuştur. 100°C'de uygulanan oksidasyon işlemi ile, ilk 8 saatte dalgalanmalar meydana gelirken, 8. saatten sonra ise oksidasyon süresinin uzaması ile UV absorbans değerleri sürekli artmıştır. Sıcaklığın 130°C'ye çıkarılması ile ilk üç saat içerisinde hızlı bir artış gözlenmiş, oksidasyonun ilerleyen sürelerinde ise bu değer sabit kalmıştır. 160 C de ise artışlar oksidasyonun ilk saatinde meydana gelmiştir. 8. Zeytinyağının ve soya yağının dielektrik sabitlerinde, oksidasyon sıcaklığına ve süresine bağlı olarak sürekli bir artış saptanmıştır. Ancak söz konusu artışın soya yağında daha hızlı olduğu, soya yağı için hesaplanan reaksiyon hızı sabitlerinin yüksek olması ile kanıtlanmıştır. Dielektrik sabitinde oksidasyon sıcaklığı ile meydana gelen değişimin sıfırına mertebeden reaksiyonlar olduğu belirlenmiş ve her iki yağ çeşidi için de Arrhenius eşitlikleri oluşturulmuştur. Zeytinyağı için Arrhenius Eşitliği; k=46.76xe36673/RT olarak, Soya yağı için; k=0.144xe13677/RT olarak hesaplanmıştır. Oksidatif tepkimelerin başlaması için gerekli olan aktivasyon enerjisinin soya yağı için daha düşük olması, bu yağın oksidasyona, zeytinyağından daha duyarlı olduğunu göstermektedir. 47
SUMMARY A comparative study of riviera olive oil and soybean oil for thermal oxidation was carried out. The extent of oxidation was measured by analyzing the changes in tintometric color, refractive index, peroxide value, p-anisidine value, totox value, UV absorption values at 232nm and 270nm wavelengths, dielectric constant. The changes depending on oxidation temperature and time were tried to explain mathematically. In addition, the changes in dielectric constant were explained by Arrhenius Equation and activation energies of these two oils were calculated. While a remarkable decrease was being observed in tintometric color at 100°C and 130°C tintometric color values at 160°C and 190°C increased significantly and the colors of these two oils changed from yellow to brown. Refractive index of the riviera olive oil did not show any changes during thermal oxidation whereas refractive index of soybean oil slightly increased along the thermal oxidation. It was found that first oxidation products called peroxides were more stable in riviera olive oil than in soybean oil. At 100°C and 130°C both oils showed a similar trend and peroxide values increased at these temperatures. However by accelerating oxidation temperatures to 160°C and 190°C peroxides decomposed to secondary oxidation products rapidly and at these temperatures peroxide values of oils fluctuated with oxidation time. p-Anisidine values of the test oils increased slowly at 100°C and 130°C. However by raising oxidation temperature to 160°C and 190°C the decomposition of the peroxides accelerated, therefore p-anisidine values showed significantly increasing pattern at these oxidation temperatures. p- Anisidine values often used in conjuction with the peroxide value to calculate the total oxidation value called totox. Totox values of riviera olive oil and soybean oil at 100°C and 130°C depending on time increased sharply where the peroxide values of the oils were at the highest level. Regression equations established relationships between peroxide, p- anisidine and totox values and time. The highest correlation coefficients were obtained in second degree polynomial equations It was found that UV absorption values at 270nm depending on oxidation time and temperature increased significantly during thermal oxidation. The changes in the dielectric constant were determined with "Food Oil Sensor Model NI-20". Dielectric constants of both riviera olive oil and soybean oil with increasing temperature and time showed remarkably increasing pattern. The greatest change occured in the soybean oil. Regression equations also 48established between dielectric constant values and time. Linear relationships showed the highest correlation coefficient. By this way reaction rates were calculated for zero order reaction. At the end activation energies were determined by Arrhenius Equation. Determined activation energy for soybean oil was 13.577 kj/mol where as for riviera olive oil it was 36.573 kj/mol. The kinetic parameters obtained show that riviera olive oil is more resistant than soybean oil to thermal oxidation. If the chemical compositions of the oils are taken into account riviera olive oil contains more saturated fatty acids than soybean oil. 49
SUMMARY A comparative study of riviera olive oil and soybean oil for thermal oxidation was carried out. The extent of oxidation was measured by analyzing the changes in tintometric color, refractive index, peroxide value, p-anisidine value, totox value, UV absorption values at 232nm and 270nm wavelengths, dielectric constant. The changes depending on oxidation temperature and time were tried to explain mathematically. In addition, the changes in dielectric constant were explained by Arrhenius Equation and activation energies of these two oils were calculated. While a remarkable decrease was being observed in tintometric color at 100°C and 130°C tintometric color values at 160°C and 190°C increased significantly and the colors of these two oils changed from yellow to brown. Refractive index of the riviera olive oil did not show any changes during thermal oxidation whereas refractive index of soybean oil slightly increased along the thermal oxidation. It was found that first oxidation products called peroxides were more stable in riviera olive oil than in soybean oil. At 100°C and 130°C both oils showed a similar trend and peroxide values increased at these temperatures. However by accelerating oxidation temperatures to 160°C and 190°C peroxides decomposed to secondary oxidation products rapidly and at these temperatures peroxide values of oils fluctuated with oxidation time. p-Anisidine values of the test oils increased slowly at 100°C and 130°C. However by raising oxidation temperature to 160°C and 190°C the decomposition of the peroxides accelerated, therefore p-anisidine values showed significantly increasing pattern at these oxidation temperatures. p- Anisidine values often used in conjuction with the peroxide value to calculate the total oxidation value called totox. Totox values of riviera olive oil and soybean oil at 100°C and 130°C depending on time increased sharply where the peroxide values of the oils were at the highest level. Regression equations established relationships between peroxide, p- anisidine and totox values and time. The highest correlation coefficients were obtained in second degree polynomial equations It was found that UV absorption values at 270nm depending on oxidation time and temperature increased significantly during thermal oxidation. The changes in the dielectric constant were determined with "Food Oil Sensor Model NI-20". Dielectric constants of both riviera olive oil and soybean oil with increasing temperature and time showed remarkably increasing pattern. The greatest change occured in the soybean oil. Regression equations also 48established between dielectric constant values and time. Linear relationships showed the highest correlation coefficient. By this way reaction rates were calculated for zero order reaction. At the end activation energies were determined by Arrhenius Equation. Determined activation energy for soybean oil was 13.577 kj/mol where as for riviera olive oil it was 36.573 kj/mol. The kinetic parameters obtained show that riviera olive oil is more resistant than soybean oil to thermal oxidation. If the chemical compositions of the oils are taken into account riviera olive oil contains more saturated fatty acids than soybean oil. 49
Açıklama
Bu tezin, veri tabanı üzerinden yayınlanma izni bulunmamaktadır. Yayınlanma izni olmayan tezlerin basılı kopyalarına Üniversite kütüphaneniz aracılığıyla (TÜBESS üzerinden) erişebilirsiniz.
Anahtar Kelimeler
Gıda Mühendisliği, Food Engineering, Bitkisel yağlar, Plant oils, Matematiksel modelleme, Mathematical modelling, Oksitlenme, Oxidation