Properties comparison of vegetable oils as lubricants

• Autorzy: Szczypska M. , Golimowski W.

Warianty tytułu

PL

Porównanie właściwości olejów roślinnych jako środków smarnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of the properties of vegetable oils used in tribology as lubricants is presented. Oil-based lubricants, which get into the natural environment during exploitation, have a destructive effect on living organisms. Petroleum products, depending on the biodegradation environment, have a low biochemical degradability of 15 to 35%. Vegetable oils show significantly better biodegradability, namely from 80 to even 100%, therefore according to the sustainable development policy they are the most frequently mentioned equivalents for oil bases. Depending on the geographical region, availability and production costs of oilseeds, vegetable oils such as rapeseed, charlock, soy or algae oil are used to produce lubricants. Rapeseed and sunflower oil is mainly used in Europe, while in Asian and American countries, soybean oil is dominant. Vegetable oils are a mixture of triglycerides that determine the properties of fats. As lubricants, vegetable oils are used, as well as oils with modified structure, e.g. by chemical modification or from genetically modified crops. Physico-chemical properties such as viscosity, density or acid number have influence on lubricating properties. The literature analysis shows that both vegetable oils and lubricating compositions can be used as lubricants. Vegetable oils are much more environmentally friendly, nevertheless, due to their chemical structure, this kind of oils oxidizes faster, which badly affects their durability.

PL

Przedstawiono analizę właściwości olejów roślinnych stosowanych w tribologii jako środki smarne. Środki smarne pochodzenia naftowego, które podczas eksploatacji przedostają się do środowiska przyrodniczego, wpływają destrukcyjne na organizmy żywe. Produkty naftowe w zależności od środowiska biodegradacji wykazują niską zdolność biochemicznego rozkładu od 15 do 35%. Oleje roślinne wykazują znacznie lepszą biodegradowalność od 80 do nawet 100%, dlatego zgodnie z polityką zrównoważonego rozwoju stanowią najczęściej wymieniane odpowiedniki dla baz naftowych. Do produkcji środków smarnych w zależności od regionu geograficznego, dostępności oraz kosztów produkcji roślin oleistych używane są oleje roślinne m.in.: rzepakowy, gorczycowy, sojowy czy olej z alg. W Europie stosuje się głównie olej rzepakowy i słonecznikowy, natomiast w krajach azjatyckich i amerykańskich dominuje olej sojowy. Oleje roślinne to mieszanina trójglicerydów, które decydują o właściwościach tłuszczów. Jako środki smarne używane są oleje roślinne, a także oleje o zmodyfikowanej strukturze, np. przez modyfikację chemiczną lub pochodzące z upraw na drodze modyfikacji genetycznej. Na właściwości smarne mają wpływ takie cechy fizykochemiczne jak lepkość, gęstość czy liczba kwasowa. Z analizy literatury wynika, że zarówno oleje roślinne, jak i ich kompozycje smarne mogą być wykorzystywane jako środki smarne. Oleje roślinne są znacznie bardziej proekologiczne, jednak ze względu na strukturę chemiczną szybciej ulegają utlenianiu, co niekorzystnie wpływa na ich trwałość.

Słowa kluczowe

EN

vegetable oils; anti-wear properties; lubricants; tribology

PL

oleje roślinne; właściwości przeciwzużyciowe; środki smarne; trybologia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, nr 1
• Strony: 121--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., tab.

Twórcy

autor

Szczypska M.

• Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny, Katedra Agroinżynierii i Analizy Jakości ul. Komandorska 118/120; 53-345 Wrocław, Poland

autor

Golimowski W.

• Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, Wydział Inżynieryjno-Ekonomiczny, Katedra Agroinżynierii i Analizy Jakości ul. Komandorska 118/120; 53-345 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Lawrowski Z.: Tribologia. Tarcie, zużywanie i smarowanie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008.
• [2] Rogoś E., Urbański A.: Wpływ epoksydowanych olejów sojowych na właściwości smarne i fizykochemiczne olejów roślinnych, Tribologia, 2014, 6, 139-150.
• [3] Podniadło A.: Paliwa, oleje i smary w ekologicznej ekspoloatacji, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2002.
• [4] Bartz W.J.: Ecotribology: Environmentally acceptable tribological practices. Tribology International, 2006, 8(39), 728-733.
• [5] Havet L., Blouet J., Robbe Valloire F., Brasseur E., Slomka D.: Tribological characteristics of some environmentally friendly lubricants. Wear, 2001, 1-2 (248), 140-146.
• [6] Haus F., German J., Junter G.-A.: Primary biodegradability of mineral base oils in relation to their chemical and physical characteristics. Chemosphere, 2001, 6-7(45), 983-990.
• [7] Stachurek I.: Problemy z biodegradacją tworzyw sztucznych w środowisku. Zeszyty naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania ochroną pracy w Katowicach, 2012, 1(8), 74-108, 2012.
• [8] Battersby N.S., Morgan P.: A note on the use of the CEC L-33-A93 test to predict the potential biodegradation of mineral oil based lubricants in soil. Chemosphere, 1997, 8(35), 1773-1779.
• [9] Pettersson A.: High-performance base fluids for environmentally adapted lubricants. Tribology International, 2007, 4(40), 638-645.
• [10] Willing A.: Lubricants based on renewable resources - an environmentally compatible alternative to mineral oil products. Chemosphere, 2001, 1(43), 89-98.
• [11] Jayadas N.H., Prabhakaran Nair K., Ajithkumar G.: Tribological evaluation of coconut oil as an environment-friendly lubricant. Tribology International, 2007, 2(40), 350-354.
• [12] Uzdowski M.: Możliwości wykorzystania mieszanin paliw tradycyjnych i alternatywnych do zasilania silników ZS. Motrol, 2006, 8A, 280-285.
• [13] Dziniszewski G.: Wybrane aspekty ekologiczne i ekonomiczne zasilania silników diesla paliwami roślinnymi. Inżynieria Rolnicza, 2009, 6(115), 45-52.
• [14] Beran E.: Wpływ budowy chemicznej bazowych olejów smarowych na ich biodegradowalność i wybrane właściwości eksploatacyjne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008.
• [15] Wojtkowiak R., Tomczak R.J.: Analiza porównawcza wybranych właściwości olejów smarujących układ tnący pilarki łańcuchowej. Rośliny Oleiste, 2003, 24, 317-325.
• [16] Gawęcki J.: Prawda o tłuszczach. Instytut Danone - Fundacja Promocji Zdrowego Żywienia, Warszawa, 1997.
• [17] Ferenc Z., Pikoń K.: Przegląd rodzajów i ilości odpadów tłuszczowych i olejowych w Polsce. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, 2005, 2, 69-80.
• [18] Drabik J.: Charakterystyki tribologiczne smarów plastycznych wytworzonych na modyfikowanych olejach roślinnych. Tribologia, 2015, 2, 31-40.
• [19] Willing A.: Lubricants based on renewable resources - an environmentally compatible alternative to mineral oil products. Chemosphere, 2001, 1(43), 89-98, 2001.
• [20] Wagner H., Luther R., Mang T.: Lubricant base fluids based on renewable raw materials. Their catalytic manufacture and modification. Applied Catalysis, 2001, 1-2(221), 429-442.
• [21] Szałajko U., Fiszer S.: Modyfikacja chemiczna olejów roślinnych w aspekcie ich wykorzystania w produkcji paliw silnikowych i środków smarnych. Przemysł Chemiczny, 2003, 1(82), 18-21.
• [22] Przemysłowe środki smarne. Total, Warszawa, 2003.
• [23] Hoffmann J.-F., Henry J.-F., Vaitilingom G., Olives R., Chirtoc M., Caron D., Py X.: Temperature dependence of thermal conductivity of vegetable oils for use in concentrated solar power plants, measured by 3omega hot wire method. International Journal of Thermal Sciences, 2016, 107, 105-110.
• [24] Plank M., Wachtmeister G., Thuneke K., Remmele E., Emberger P.: Effect of fatty acid composition on ignition behavior of straight vegetable oils measure in a constant volume combustion chamber apparatus. Fuel, 2017, 207, 293-301.
• [25] Lei W., Fang C., Zhou X., Cheng Y.-L., Yang R., Liu D.: Morphology and thermal properties of polyurethane elastomer based on representative structural chain extenders. Thermochimica Acta, 2017, 653, 116-125.
• [26] Rubalya Valantina S., Susan D., Bavasri S., Priyadarshini V., Ramya Saraswathi R., Suriya M.: Experimental investigation of electro-rheological properties of modeled vegetable oils. Afsti, 2016 2(53), 1328-1337.
• [27] Li B., Li C., Zhang Y., Wang Y., Jia D., Min Y.: Grinding temperature and energy ratio coeffcient in MQL gringing of high-temperature nickel-base alloy by using different vegetable oils as base oil. Chinese Journal of Aeronautics, 2016, 4(29), 1084-1095.
• [28] Dworakowska S., Bogdał D., Majka T.M., Pielichowski K.: Określenie właściwości reologicznych surowców pochodzących z oleju rzepakowego. Mechanika, 2012, 26(109), 67-76.
• [29] Wcisło G.: Wyznaczenie wpływu temperatury na lepkość dynamiczną biopaliw roślinnych. Inżynieria Rolnicza, 2008, 10(108), 277-282.
• [30] Przemysłowe środki smarne – Poradnik. TOTAL, Warszawa 2003.
• [31] Wroniak M., Kwiatkowska M., Krygier K.: Charakterystyka wybranych olejów tłoczonych na zimno. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2006 2(47), 46-58.
• [32] Zychnowska M., Pietrzak M., Krygier K.: Porównanie jakości oleju rzepakowego tłoczonego na zimno i rafinowanego. Zeszyty Problemowe Postepów Nauk Rolniczych, 2013, 575, 131-138.
• [33] Wroniak M., Łukasik D., Maszewska M.: Porównanie stabilności oksydatywnej wybranych olejów tłoczonych na zimno z olejami rafinowanymi. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2006, 1(46), 214-221.
• [34] Maniak B., Zdybel B., Bogdanowicz M.: Ocena wybranych właściwości fizykochemicznych tradycyjnych olejów roślinnych produkowanych na ziemi lubelskiej. Inżynieria Rolnicza, 2012, 3(138), 101-107.
• [35] Kałdoński T., Król A.: Badanie procesów starzenia olejów eksploatowanych w łożyskach porowatych. Wojskowa Akademia Techniczna, 2010, 1(59), 265-296.
• [36] Płaza S., Margielewski L., Celichowski G.: Wstęp do tribologii i tribochemia. Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 2005.
• [37] Myczko A., Golimowska R.: Porównanie właściwości estrów metylowych w zależności od pochodzenia surowca. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2011, 2(56), 111-117.
• [38] Szczypiński-Sala W.: Niektóre własności mieszanin olejów roślinnych i paliw do silników o zapłonie samoczynnym. Mechanika, 2012, 8(109), 209-218.
• [39] Dziosa K.: Właściwości smarne oleju z alg w skojarzeniu stal-stal. Tribologia, 2013, 5, 21-31.
• [40] Dąbrowski W., Bednarski W.: Perspektywy zastosowania oleju z alg w produkcji biodiesla. Nauki inżynieryjne i technologie, 2012, 4(7), 19-34.
• [41] Dhara R., Dhar P., Ghosh M.: Dietary effects of diacylglycerol rich mustard oil on lipid profile of normocholesterolemic and hypercholesterolemic rats. AFSTI, 2013, 4(50), 678-686.
• [42] Sharnow R., Container Handbook [online]. Available: http://www.containerhandbuch.de/chb_e/scha/index.html?/ch b_e/scha/scha_18_01.html. [08.09.2017].
• [43] Boryszew S.A. [online]. Available: http://www.boryszewerg.com.pl/ergoplast-esesbo, 334, l1.html. [08.09.2017].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).