Rheological properties of some commercial vegetable oils

Abstract

ÖZET. S2. TİCARİ BİTKİSEL YAĞLARIN REOLOJIK ÖZELLİKLERİ Bu araştırmada amaç beş farklı ticari yağın (ayçiçek yağı, zeytin yağı, mısır yağı, soya yağı ve karışım yağ) yatışkın hal kayma reolojisİni incelemektir. Elde edilen sonuçlar bilinen reolojik modeller arasında en iyi Newtonyen modeline uymuştur. Ayrıca, bu çalışmada bitkisel yağların viskozitesinin sıcaklığa ve sabunlaşma indeksine, iyot indeksine, asit değerine ve yağ asitleri dağılımı gibi kimyasal özelliklerine bağlılığı da incelenmiştir. Reolojik ölçümler, dönel eşmerkezli silindir reometre (RHEOLAB MC 10, Physica, Almanya) ve Z2DIN ölçüm sistemi kullanılarak yürütülmüştür. Sıcaklığın, bitkisel yağların akış özellikleri üzerindeki etkisini incelemek için kayma gerilmesi ve kayma hızı verileri 1 ile 50 °C arasında elde edilmiştir. Bitkisel yağların akış eğrileri iki kayma hızı aralığında elde edildi. Bu iki aralık düşük kayma hızı aralığı için 1-10 s`1 ve yüksek kayma hızı aralığı için 10-1000 s`1 seçildi. Bitkisel yağların reolojik davranışı Newtonyen olarak bulunmuştur. Akış eğrileri için hesaplanan kararlılık katsayıları 0,9 ile İ arasındadır. Düşük sıcaklık ve düşük kayma hızlarında gözlemlenen esneme gerilmesi bu değere karşılık gelen kayma gerilmesiyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilecek kadar küçük bulunmuştur. Bu nedenle bu yağlar için Bingham plastik modelini kullanmak gereksizdir. Viskozite ve sıcaklığın ilişkisini en uygun Arrhenius denkleminin açıkladığı görülmüştür. Sıcaklığa en duyarlı yağın, en yüksek aktivasyon enerjisiyle, zeytinyağı olduğu bulunmuştur. Yağların viskozitesi artan iyot değeri ile azalmaya, artan asit değeri ile artmaya eğilim gösterir. Sabunlaşma değeri ve viskozite arasında herhangi bir ilişki tespit edilememiştir.

IV ABSTRACT RHEOLOGICAL PROPERTIES OF SOME COMMERCIAL VEGETABLE OILS In this research, the objective was to study the steady shear rheology of five commercially available vegetable oils; sunflower oil, olive oil, corn oil, soybean oil and mixed oil. Obtained data fitted best the Newtonian model among major rheological models considered. In this study, the dependence of the vegetable oil viscosity on temperature and its chemical properties such as saponification value, iodine value, acid value and fatty acid distribution was also investigated. The rheological measurements were carried out using a rotational, concentric cylinder rheometer (RHEOLAB MC 10, Physica, Germany) with Z2DIN measuring system. In order to study the effect of temperature on the flow properties of vegetable oils the shear stress-shear rate data were obtained for the temperature range 1-50°C. Flow curves for the vegetable oils were obtained for two shear rate ranges which are low shear rate range, from 1 to 10 s`1, and high shear rate range, from 10 to 1000 s`1. The rheological behavior of vegetable oil samples was found as Newtonian. The determination coefficients calculated for flow curve fits were between 0,9 and 1,00. The yield stress values, observed at low shear rates and low temperatures, were negligibly small when compared to the corresponding shear stress values. It could be concluded that it is not necessary to use the Bingham plastic model for these oils. Arrhenius equation could be succesfully applied to relate the viscosity and temperature. The most temperature sensitive oil was olive oil with the highest activation energy. The oil viscosity tends to decrease with increased iodine value and tends to increase with increased acid value. There was no correlation between the saponification value and viscosity of vegetable oils.