Methods of the Modification of Vegetable Oils in Order to Obtain Base Oils

• Autorzy: Grabowski R. , Iłowska J. , Chrobak J. , Szmatoła M. , Drabik J. , Trzos M.

Warianty tytułu

PL

Metody modyfikacji olejów roślinnych w celu uzyskania bazy olejowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research results were presented concerning the development of vegetable oil modification in order to obtain a base oil with desired physicochemical properties allowing the use of such oils as the base oil in pro-ecological lubricating agents. The possibilities to modify vegetable oil to obtain base oils with a higher viscosity class were presented. The process consisted of the oxidation of oils with oxygen in the presence of NHPI as a catalyst and with the use of supercritical carbon dioxide. The influence of temperature, catalyst amount, oxygen pressure, and amount of carbon dioxide in the rape-seed oil modification process were studied. As a result of vegetable oil modification, base oils with viscosity values higher than oil without modification were obtained. The significant influence of the conditions of the process carried out in a pure oxygen atmosphere and in supercritical carbon dioxide conditions was found. It was observed that it is possible to control lubricating properties of oil intended as base oil for a lubricating agent, if the process is carried out in an oxygen atmosphere and in the presence of carbon dioxide. A product with purposely changed properties in comparison with the properties of initial oil is the effect of modification.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem było opracowanie nowej metody modyfikacji olejów roślinnych w celu otrzymania bazy olejowej o pożądanych właściwościach fizykochemicznych, które umożliwią zastosowanie tych olejów jako bazy w proekologicznych środkach smarnych. Poszukiwano możliwości modyfikacji oleju roślinnego celem uzyskania baz olejowych o wyższych klasach lepkości. Proces polegał na utlenianiu olejów tlenem w obecności katalizatora i z zastosowaniem nadkrytycznego dwutlenku węgla. Zbadano wpływ temperatury, ilości dodatku katalizatora, stężenia tlenu oraz ilości użytego dwutlenku węgla w procesie modyfikacji oleju rzepakowego. W wyniku modyfikacji olejów roślinnych uzyskano bazy olejowe o wyższych wartościach lepkości niż olej bez modyfikacji. Stwierdzono istotny wpływ warunków procesu prowadzonego wyłącznie w atmosferze tlenu oraz w warunkach nadkrytycznego dwutlenku węgla. Zaobserwowano, że prowadząc proces w atmosferze tlenu i obecności dwutlenku węgla, można sterować właściwościami smarnymi oleju o przeznaczeniu na bazę olejową środka smarnego. Efektem modyfikacji jest produkt o celowo zmienionych właściwościach w porównaniu z właściwościami oleju wyjściowego.

Słowa kluczowe

EN

vegetable oils; base oil; oxidation; N-hydroxyphthalimide; supercritical carbon dioxide

PL

oleje roślinne; baza olejowa; utlenianie; N-hydroksyftalimid; nadkrytyczny dwutlenek węgla

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 6
• Strony: 23--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Grabowski R.

• Institute of Heavy Organic Synthesis “Blachownia”, ul. Enegetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland

autor

Iłowska J.

• Institute of Heavy Organic Synthesis “Blachownia”, ul. Enegetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland

autor

Chrobak J.

• Institute of Heavy Organic Synthesis “Blachownia”, ul. Enegetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland

autor

Szmatoła M.

• Institute of Heavy Organic Synthesis “Blachownia”, ul. Enegetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle, Poland

autor

Drabik J.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

autor

Trzos M.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

• 1. Karmakar G., Ghosh P., Sharma B.: Chemically Modifying Vegetable Oils to Prepare Green Lubricants. Lubricants 2017, 5 (4), 44.
• 2. Ptak S.: Klasyfikacja jakościowa i charakterystyka przemysłowych środków smarowych. 2012, 454–461.
• 3. Drabik J., Rogoś E., Trzos M., Kozdrach R., Michalski J., Janecki J., Piątkowski M.: Specjalistyczne środki smarowe gwarantujące bezpieczeństwo produkcji żywności. In Innowacje w Przemyśle Chemicznym; 2018.
• 4. Zajezierska A.: Smary plastyczne – europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe. 2012, 714–720.
• 5. Campanella A., Rustoy E., Baldessari A., Baltanás M. A.: Lubricants from Chemically Modified Vegetable Oils. Bioresour. Technol. 2010, 101 (1), 245–254.
• 6. Sharma U. C., Sachan S., Trivedi R. K.: Viscous Flow Behaviour of Karanja Oil Based Bio-Lubricant Base Oil. J. Oleo Sci. 2018, 67 (1), 105–111.
• 7. Iłowska J., Chrobak J., Grabowski R., Szmatoła M., Woch J., Szwach I., Drabik J., Trzos M., Kozdrach R., Wrona M.: Designing Lubricating Properties of Vegetable Base Oils. Molecules 2018, 23 (8), 2025.
• 8. Kropiewnicka-Mielko A.: Smary w przemyśle spożywczym http://glowny-mechanik.pl/2016/06/27/smaryprzemysle- spozywczym/ (accessed Oct 2, 2018).
• 9. Drabik J., Sitkowska R.: Analiza potencjalnego zapotrzebowania na nietoksyczne smary plastyczne z wykorzystaniem procedury badania tendencji rozwoju produktów. Pr. Nauk. Uniw. Ekon. we Wrocławiu 2013, nr 300 Innowacje w zarządzaniu, 39–46.
• 10. Oleje i smary dla przemysłu spożywczego http://gorner.pl/ofirmie/aktualnosci/oleje-i-smary-dla-przemysluspozywczego (accessed Oct 2, 2018).
• 11. Trzos M., Drabik J., Iłowska J., Grabowski R.: Design of Conditions for the Modification of Oil in the Process of Desing Ecological Lubricants. Tribologia 2018, No. 2, 133–138.
• 12. Drabik J., Trzos M., Iłowska J., Bereska B.: Kompleksowe smary plastyczne wytwarzane w reaktorze kalorymetrycznym. Cz. 1, Dobór parametrów procesu wytwarzania ze względu na jakość smaru plastycznego. Przem. Chem. 2013, 92 (10), 1846–1849.
• 13. Karna S. K., Sahai R.: An Overview on Taguchi Method. Int. J. Eng. Math. Sci. 2012, 1 (1), 1–7.
• 14. Fox N. J., Stachowiak G. W.: Vegetable Oil-Based Lubricants-A Review of Oxidation. Tribol. Int. 2007, 40 (7), 1035–1046.
• 15. Grabowski R., Orlińska B., Zawadiak J., Iłowska J. N.: Hydroksyftalimid jako potencjalny katalizator przemysłowych procesów utleniania węglowodorów. Przem. Chem. 2014, 4 (93), 495–499.
• 16. Amorati R., Lucarini M., Mugnaini V., Pedulli G. F., Minisci F., Recupero F., Fontana F., Astolfi P., Greci L.: Hydroxylamines as Oxidation Catalysts: Thermochemical and Kinetic Studies. J. Org. Chem. 2003, 68 (5), 1747–1754.
• 17. Denisov E., Afanas’ev I., Denisova T., Drozdova T., Trepalin S.: Oxidation and Antioxidants in Organic Chemistry and Biology; Boca Raton: CRC Press, 2005.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).