اندازه گيري پايداري و بررسي برخي از خصوصيات روغن خام، ديگام و اپوکسي شده مورينگا (گز روغني) : پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک ماشینهاي کشاورزي
کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” اندازه گيري پايداري و بررسي برخي از خصوصيات روغن خام، ديگام و اپوکسي شده مورينگا (گز روغني)” با گرایش مکانیک ماشینهاي کشاورزي و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.
چکیده اندازه گيري پايداري و بررسي برخي از خصوصيات روغن خام، ديگام و اپوکسي شده مورينگا (گز روغني):
مورينگا (گز روغني) درختي است که در استانهاي سيستان و بلوچستان و هرمزگان رشد مي کند و داراي دانههاي روغني است. روغنهاي گياهي هم براي مصارف خوراکي و هم براي مصارف صنعتي قابل استفاده هستند. اخيراً از روغن گياهي اپوکسي شده براي مصارف صنعتي استفاده زيادي شده است. در اين پژوهش روغن مورينگا به روش حلال با استفاده از دستگاه سوکسله استخراج شد. جهت حذف ناخالصيها، فرآيند ديگام کردن روغن خام انجام شد. روغن خام نيز مورد فرآيند اپوکسي قرار گرفت که اين کار با استفاده از اسيد فرميک در حضور پراکسيد هيدروژن غليظ صورت گرفت. خصوصيات فيزيکوشيميايي و حرارتي هر 3 روغن اندازهگيري و با يکديگر مقايسه شد. ميزان روغن خام استخراج شده از دانه مورينگا بطور متوسط 45 درصد وزني بود. نتايج حاصل از ديگام کردن نشان داد که اين فرآيند باعث کاهش عدد صابوني و اسيد چرب آزاد در مقايسه با روغن خام و به ترتيب برابر با 11/190 و 05/2 در روغن خام و 55/10 و 07/0 در روغن ديگام گرديد. در مقايسه بين روغنهاي خام، ديگام و اپوکسي شده مورينگا نشان داد که حذف ناخالصيها در فرآيند ديگام کردن و اپوکسي کردن روغن باعث افزايش خصوصيات حرارتي روغن از جمله نقطه ذوب، اشتعال، دود، ريزش و نقطه ابري شدن ميگردد. نتايج آزمون پايداري نشان داد که با افزايش دما ميزان ويسکوزيته در هر 3 نوع روغن کاهش مييابد. ميزان پايداري عدد پراکسيد تحت تاثير نور، هوادهي و حرارتهاي لحظهاي با گذشت زمان افزايش يافت. همچنين پايداري عدد پراکسيد تحت تاثير دما و زمان نشان ميدهد که در دماهاي پايين بين 70 تا 80 درجه سانتيگراد به مرور زمان توليد پراكسيد شدت مييابد و با ازدياد دما علاوه بر افزايش سرعت توليد، ميزان شكست پراكسيد نيز افزايش مييابد. پايداري در برابر اکسيداسيون در دماهاي مختلف نشان دادکه بيشترين ميزان مقاومت مربوط به روغن اپوکسي شده در دماي 110 درجه سانتيگراد با مقدار حدود 41 ساعت و کمترين ميزان مقاومت مربوط به روغن خام در دماي 130 درجه سانتيگراد با مقدار حدود 6 ساعت بوده است.
اهميت موضوع
مورينگا (گز روغني) با نام علمي Moringa peregrina (Forssk.) Fiori درختي است چند منظوره، مقاوم به خشکي که به سرعت رشد کرده وداراي دانه روغني است. اين گياه در مناطق گرمسيري و نيمه گرمسيري رشد ميکند و اصل آن از هندوستان منشاء گرفته شده است (Sanchez-Machado et al., 2006). درايران نيز در استانهاي سيستان و بلوچستان و هرمزگان در سطح بسيار وسيع ولي با تراکم بسيار کم ديده ميشود. اين درخت در بعضي مناطق نيز با نام گازرخ شناخته ميشود. مطالعاتي در زمينه ميزان و کيفيت روغن مورينگا صورت گرفته است که به واسطه روغنگيري از آن ميزان روغن بذر اين گونه 9/53% بيان شده است (Kahtani et al., 1995).
اصولاً دانههاي روغني از جمله دانه مورينگا قبل از استخراج روغن از آنها، فرآوريهاي اوليه اي مانند تميز کردن، جداسازي و خرد کردن روي آنها صورت ميگيرد. هدف از آماده سازي دانههاي روغني ايجاد شرايطي است که بازده روغن در آن حداکثر بوده و روغن خام و کنجاله حاصل داراي کيفيت خوبي باشد. آماده سازي نمونه براي استخراج روغن به نوع خوراکي و ماهيت روغن در آن بستگي دارد.
روغنهاي گياهي دو نوع خوراکي و غير خوراکي ميباشند. دانههاي روغني غير خوراکي اصولاً مصرف صنعتي دارند که در مواردي اهميت و ارزش آنها بيش از دانههاي روغني خوراکي است. برخي از روغنهاي غير خوراکي در تهيه داروها و مواد بهداشتي نقش دارند. در حال حاضر تمام کارخانههاي سازنده رنگ، رزين، مواد پاک کننده، ضد کف، لوازم آرايشي و دارويي، مواد مورد نياز خود را از روغنهاي صنعتي و يا اسيدهاي چرب آزاد صمغهاي کارخانجات روغنهاي خوراکي تامين ميکنند. از روغنهاي گياهي غير خوراکي به عنوان نرم کننده در چرمها، چسب، رنگهاي نقاشي، توليد شمعهاي بدون دود، ايجاد پوشش براي کابلها در پلاستيک سازي، در فلزات گران قيمت به عنوان يک پوشش دهنده مناسب (مانند مومهاي سفيد) و همچنين توليد سوخت بيوديزل استفاده ميشوند.
روغنهاي گياهي داراي ناخالصيهاي زيادي هستند که بعضي از اين ناخالصيها مانند ذرات دانه در روغن نامحلول ميباشند، در نتيجه به آساني توسط فيلتراسيون حذف ميشوند. عوامل ديگري مانند، اسيدهاي چرب آزاد، هيدروکربنها، فسفوليپيدها، پروتئينها، رنگدانهها و رزينها به صورت محلول و يا سيستمهاي معلق پايدار در روغنها تشکيل ميشوند. ناخالصيها اثرات نامطلوبي بر روي عطر، بو، ظاهر و عمر مفيد روغن دارند. بنابراين اينگونه ناخالصيها بايد با استفاده از مواد شيميايي و يا تصفيه فيزيکي از روغن حذف شوند (Verleyen et al., 2002).
روغنهاي گياهي حاوي ناخالصيهاي زيادي از جمله آب و بقاياي معلق گياهي ميباشند. از طرفي روغنهاي گياهي داراي انواع فسفوليپيدها ميباشند که مشکلات زيادي در ذخيرهسازي روغن خام به وجود ميآورند (Indira et al., 2000). اين ناخالصيها بر روي رنگ، بو و عمر مفيد روغن تاثير زيادي دارند به همين علت بهتر است به روشهاي شيميايي يا فيزيکي از روغن حذف گردند. بيشتر ناخالصي ها و صمغهاي موجود درون روغنهاي گياهي در طي فرآيندي به نام ديگام کردن، از روغن حذف ميگردند.
اکثر روغنهاي گياهي داراي اسيدهاي چرب غير اشباعاند که ميتوانند با استفاده از روشهاي اپوکسي کردن به روغن اپوکسي تبديل شوند. امروزه اپوکسي کردن روغنهاي گياهي به علت دارا بودن پايداري، منابع تجديدپذير و رابطه دوستانهاي با محيط زيست از اهميت ويژهاي برخوردارند. اين فرآيند به عنوان ماده اوليه براي سنتز انواع مواد شيميايي از جمله روانکنندهها، پلاستي سايزرها، پليمرها و غيره ميباشند (Saurabh et al., 2011).
پيوندهاي دوگانه در اسيدهاي چرب غيراشباع به عنوان مکانهاي واکنش و عامل اپوکسي کردن ميباشند. اپوکسي کردن روغنهاي گياهي مستلزم اضافه کردن يک اتم اکسيژن ميباشد که اين باعث ايجاد يک حلقه اکسيران ميگردد (Manthey et al., 2011). اپوکسي کردن يک واکنش مهمي است زيرا که اپوکسيدهاي تشکيل شده به عنوان يک واسطهاي، براي تبديل به محصولات بيشماري مورد استفاده قرار ميگيرد. يکي از مهمترين روغنهاي گياهي اپوکسي شده، روغن سويا است و توليد آن در سراسر جهان در حدود 200000 تن در سال است(Klass & Warwei 1999) . کاربردهاي موادي که بر پايه اپوکسي ساخته ميشوند گسترده است و شامل مواردي چون چسبها، کامپوزيتها (مانند موادي که براي فايبر گلاس يا فيبر کربن استفاده ميکنند) و تقويتکنندهها ميباشد (اگرچه پلياستر، وينيلاستر و ديگر صمغهاي ترموست هم براي پلاستيک تقويت شده با شيشه به کار ميروند).
مجموع سطح زيرکشت درخت مورينگا در ايران حدود ۳۵۰ هزار هکتار است که در استانهاي سيستان و بلوچستان، هرمزگان و بوشهر قرار دارند. دانه مورينگا داراي درصد بالايي روغن است که علاوه بر مصارف خوراکي در صنايع مختلف ازجمله داروسازي، آرايشي و بهداشتي مورد استفاده قرار ميگيرد. اين روغن حاوي نسبت بالايي از اسيدهاي چرب اشباع و غيراشباع يک واحدي نظير روغن زيتون است که جايگزين ايدهآلي در جيره غذايي انسان ميباشد. ارزيابي بر روي عوامل تشکيل دهنده بذر مورينگا نشان داد که اين بذر حاوي، 8/30% روغن خام، 3/38% پروتئين خام، 5/16% کربوهيدراتها، 5/4% فيبر خام و 9/7% رطوبت ميباشد .(Abdulkarim et al., 2005)
روغن مورينگا داراي مقادير اسيدهاي چرب غير اشباع بالايي ميباشد که با توجه به اين خصوصيت، ميتوان از روغن اپوکسي شده مورينگا براي مصارف صنعتي استفاده نمود. براي استفاده بهينه از اين منبع روغني لازم است مطالعاتي بر روي خواص اين روغن از نظر کاربردهاي خوراکي، انرژي و صنعتي صورت گيرد. در اين پژوهش ابتدا روغن از دانه مورينگا با استفاده از دستگاه سوکسله استخراج مي گردد و سپس خصوصيات آن مورد اندازه گيري و پايداري روغن ديگام و اپوکسي شده مورد ارزيابي قرار مي گيرد.
هدف
هدف کلي اين پژوهش مقايسه برخي از ويژگيهاي روغن خام، ديگام و اپوکسي شده روغن مورينگا ميباشد. اهداف جزئي پژوهش به شرح زير مي باشند:
- استخراج روغن از دانههاي مورينگا به روش سوکسله
- ديگام کردن و اپوکسي کردن روغن خام
- اندازه گيري برخي از خصوصيات فيزيکي، شيميايي و حرارتي روغن خام، ديگام و اپوکسي
- مقايسه پايداري روغن خام، ديگام و اپوکسي با اندازهگيري عدد پراکسيد و ويسکوزيته تحت تاثير زمان، حرارت، نور و هوا
نتيجه گيري
در اين پژوهش بطور خلاصه به بررسي برخي از خصوصيات فيزيکي و مکانيکي دانه مورينگا، روغن گيري با استفاده از حلال، ديگام کردن روغن خام، اپوکسي کردن روغن خام، مقايسه برخي از خصوصيات فيزيکوشيميايي و حرارتي روغنهاي ذکر شده و پايداري روغنها پرداخته شده است و نتايج عمده به شرخ زير هستند:
1- در اين پژوهش براساس آزمايشهاي صورت گرفته نشان داد که جرم متوسط دانه مورينگا 68/0گرم، چگالي حقيقي از دو روش رياضي و استوانه مدرج به ترتيب 12/926 و 66/915، چگالي ظاهري 15/440، تخلخل دانهها 47 درصد و ضريب کرويت 63/0 است بنابراين ميتوان شکل دانههاي مورينگا را بيضي در نظر گرفت.
2- نتايج آزمون مکانيکي نشان داد حداکثر نيروي مورد نياز براي شکستن دانههاي مورينگا در جهت طولي بيشترين مقدار، و در حدود 2 برابر بيشتر از جهت عرضي و ضخامت دانهها و برابر با 3/224 نيوتن ميباشد.
3- نتايج آزمايش نشان داد که بذر مورينگا شامل 3% رطوبت، 05/0 خاکستر و مقدار کل روغن دانه مورينگا با استفاده از اتر و حلال n – هگزان در روش سوکسله به ترتيب برابر با 3/38 و 2/45 درصد محاسبه گرديد.
4- نتايج FTIR، حضور پيک جديدي در طيف FTIR روغن اپوکسي شده مورينگا بر روي منحني در نقطه cm-1 5/833 است که نشان دهنده ويژگي گروه اپوکسي و موفقيت اين واکنش ميباشد. پيک پهن جديد ديگري در cm-1 6/3473 به گروه هيدروکسيل O-H ميتوان نسبت داد که حضور اين پيک نيز نشان دهنده افتتاح گروه اپوکسي است.
5- نتايج تعيين اسيدهاي چرب روغن نشان داد که روغن مورينگا يک روغن غير اشباع بوده زيرا بيش از 77 درصد اسيدهاي آن را اسيدهاي چرب غير اشباع تشکيل ميدهد. اسيدهاي چرب اولئيک و پالميتيک، اسيدهاي چرب اصلي آن به شمار ميآيند.
6- خصوصيات فيزيکي، شيميايي و حرارتي روغن خام، ديگام و اپوکسي مورينگا تحت تاثير اسيدهاي چرب غير اشباع بالاي مورينگا قرار گرفتند. مواد غيرقابل صابوني روغنهاي خام و ديگام با يکديگر برابر ميباشد. اپوکسي کردن باعث کاهش ميزان عدد يدي، عدد پراکسيد و وزن مخصوص و همچنين افزايش چگالي و ويسکوزيته نسبت به دو نوع روغن ذکر شده ديگر ميباشد. تمامي خصوصيات حرارتي روغنهاي ديگام و اپوکسي شده نسبت به روغن ديگام افزايش يافت.
7- نتايج آزمون پايداري تحت تاثير فاکتور ويسکوزيته نشان داد که با افزايش دما ميزان ويسکوزيته در هر 3 نوع روغن کاهش مييابد اما ميزان اين پايداري تحت تاثير دما و زمان نشان داد که حضور دو فاکتور دما و زمان به طور همزمان باعث افزايش ميزان ويسکوزيته روغن ميشود.
8- پايداري عدد پراکسيد تحت تاثير نور، هوادهي و حرارتهاي لحظهاي نشان داد که با گذشت زمان عدد پراکسيد روغنها تحت تاثير فاکتورهاي ذکر شده افزايش مييابد و ميزان اين افزايش به شدت و فرکانس نور، سرعت ورود هوا و ميزان درجه حرارت بستگي دارد.
9- پايداري عدد پراکسيد تحت تاثير دما و زمان نشان ميدهد که در دماهاي پايين بين 70 تا 80 درجه سانتيگراد به مرور زمان توليد پراكسيد شدت مييابد و با ازدياد دما علاوه بر افزايش سرعت توليد، ميزان شكست پراكسيد نيز افزايش مييابد، به طوري که شکستهاي موقت پراکسيد در دماهاي بين 100 تا 120 درجه سانتيگراد وجود دارد. با افزايش دما دوره کند توليد پراکسيد نيز کاهش مييابد.
10- پايداري در برابر اکسيداسيون در دماهاي مختلف با استفاده از دستگاه Rancimat نشان دادکه بيشترين ميزان مقاومت مربوط به روغن اپوکسي شده در در دماي 110 درجه سانتيگراد به ميزان 12/41 ساعت و کمترين ميزان مقاومت مربوط به روغن خام در دماي 130 درجه سانتيگراد با مقدار 79/5 ساعت بوده است.
فهرست مطالب
1- مقدمه و هدف. 2
1-1. اهميت موضوع. 2
1-2. هدف. 5
2 – بررسي منابع. 7
2-1. گياه شناسي مورينگا. 7
2-2. منابع عمده دانه هاي روغني. 10
2-3. آماده سازي دانه براي استخراج روغن. 13
2-3-1. کاهش اندازه نمونه. 14
2-3-2. حرارت دادن و کاهش رطوبت. 15
2-4. روشهاي استخراج روغن. 19
2-4-1. استخراج روغن به روش سنتي. 19
2-4-2. روش استخراج مکانيکي. 20
2-4-3. استخراج با استفاده از حلال. 25
2-4-4. استخراج به روش سوکسله. 28
2-4-5. روغن گيري با استفاده از آنزيم. 29
2-4-6. روش استخراج بخش بندي سه فاز (Three Phase Partition) 31
2-5. بررسي برخي از خصوصيات روغن ها. 33
2-6. مواد تشکيل دهنده روغن ها. 35
2-6-1. اسيدهاي چرب. 35
2-6-2. استرهاي گليسرول. 40
2-6-3. ليپيدها. 41
2-6-4. فسفوليپيدها. 41
2-7. فرآوري روغن. 42
2-7-1. صمغ زدايي يا ديگام کردن روغن. 42
2-8-2. اپوکسي کردن روغن. 48
2-9. پايداري روغن هاي مختلف. 55
3 – مواد و روش ها. 60
3-1. تهيه دانه مورينگا. 60
3-2. اندازه گيري خصوصيات فيزيکي و مکانيکي دانه. 60
3-3. استحصال روغن از دانه ها. 64
3-4. ديگام کردن روغن. 66
3-4-1. ديگام کردن روغن با استفاده از آب. 66
3-4-2. ديگام کردن روغن با استفاده از اسيد. 66
3-4-3. ديگام کردن روغن با استفاده از آب و اسيد. 67
3-5. اپوکسي کردن روغن خام مورينگا. 68
3-6. تعيين خصوصيات روغن خام، ديگام و اپوکسي شده. 71
3-6-1. خصوصيات شيميايي. 71
3-6-2. خصوصيات فيزيکي. 78
3-6-3. تعيين خصوصيات حرارتي. 82
3-7. بررسي پايداري روغن خام، ديگام و اپوکسي. 84
3-7-1. پايداري ويسکوزيته. 85
3-7-2. بررسي پايداري با عدد پراکسيد. 86
4 – نتايج و بحث. 93
4-1. خصوصيات فيزيکي دانه مورينگا. 94
4-2. تعيين استحکام فشاري دانه. 95
4-3. ترکيبات تشکيل دهنده بذر. 97
4-4. نتايج FTIR.. 99
4-5. خصوصيات روغن هاي خام، ديگام و اپوکسي مورينگا. 101
4-5-1. اسيدهاي چرب در روغن خام. 101
4-5-2. خصوصيات شيميايي روغن ها. 103
4-5-3. خصوصيات فيزيکي روغن ها. 109
4-5-4. خصوصيات حرارتي روغن ها. 111
4-6. پايداري. 114
4-6-1. پايداري ويسکوزيته. 115
4-6-2. تعيين پايداري با عدد پراکسيد. 120
4-6-3. پايداري در برابر اکسيداسيون. 132
فصل پنجم. 136
نتيجه گيري و پيشنهادات. 136
5-1. نتيجه گيري. 137
5-2. پيشنهادات. 140
منابع. 141
منابع فارسي. 142
منابع انگليسي. 143
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.
برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها