Universitatea “Dunarea de Jos” GalatiFacultatea Stiinta si Ingineria Alimentelor

Metode de analiza

STAS 145-57

ULEIURI VEGETALE SI GRASIMI

Determinarea punctului de topire prin alunecare

Punctul de topire se determina la uleiurile solidificate prin hidrogenare,precum si la cele care sunt solide in stare naturala.

I. APARATURA Tub capilar ,lungimea 60 mm,diametrul interior 1…1,2 mm,deschis la

ambele capete. Termometrul pana la 100 grade C verificat,cu diviziuni de 0,5 grd.II.EFECTUAREA DETERMINARII

Intr-o fiola cu capac se introduc cca. 20 g. produs si se topesc in etuva la 70º C. In timpul topirii se misca usor fiola si se ridica o data capacul care se aseaza apoi la loc. Se evita supraincalzirea.

Produsul complet topit se filtreaza printr-o palnie cu manta incalzita. In masa topita se implinta tubul capilar care se umple pana la inaltimea de 10 mm. Tubul astfel umplut se aseaza in gheata maruntita timp de 5 min. , apoi se ataseaza repede la termometru cu ajutorul unui fir subire de cauciuc ,astfel incat baza tubului sa se afle la acelasi nivel cu marginea inferioara a rezervorului termometrului. Se va evita atingerea cu mana a partii din tubul capilar umpluta cu produsul de cercetat.

Termometrul astfel pregatit se introduce intr-un pahar de laborator care contine apa racita la cca. 8 grade C astfel incat tubul capilar sa intre in apa pe o portiune de cca 40mm. Se incalzeste apa din pahar astfel incat temperatura sa creasca cu cca. 2 grd pe minut. Se citeste temperatura cand coloana de produs se ridica in sus (aluneca),fiind impinsa de apa care patrunde prin deschiderea inferioara a tubului capilar.Diferenta intre doua determinari nu trebuie sa depaseasca 0,5 grd .

Determinarea titrului(Punctul de solidificare al acizilor grasi).I. REACTIVI

-sulfat de sodiu anhidru -hidroxid de potasiu 50% -alcool etilic 94% vol. -acid clorhidric conc. -metilorange 0,2 %II.PREGATIREA DETERMINARII

Circa 50 g. ulei se saponifica prin fierbere regulata timp de 1 ora,cu 40 ml. hidroxid de potasiu si 25 ml. alcool etilic intr-un balon de 250 ml. prevazut cu refrigerent ascendent.

Solutia obtinuta se trece intr-o capsula si se evapora incet,amestecand continuu pana aproape de uscare.

Sapunul aproape uscat se dizolva in apa distilata ,fierbinte si se trateaza cu acid clorhidric,incalzind si amestecand continuu.Acizii grasi separati se ridica la suprafata lichidului sub forma de strat uleios. Se adauga cateva picaturi de solutie metil orange si reactia trebuie sa fie puternic acida;in caz contrar se mai adauga acid clorhidric si se continua incalzirea inca 5 minute.

Continutul capsulei se trece intr-o palnie de separare sau intr-unpahar de laborator pentru acizi. Se scurge solutia inferiora ,se spala acizii grasi cu apa disltilata fierbinte pana la reactie neutra la metilorange a apelor de spalare , apoi acizii grasi se usuca prin filtrare printr-un filtru uscat peste sulfat de sodiu anhidru intr-o palnie cu manta incalzita.

III.EFECTUAREA DETERMINARII Acizii grasi obtinuti se introduc intr-un aparat Jukov de 50ml,

perfect curat si uscat, care se astupa cu un dop de pluta prin care patrunde un termometru cu tija lunga gradat pana la 100 grade C cu diviziuni de 0,2 grd.

Nivelul acizilor grasi topiti trebuie sa se gaseasca la cca.un cm de marginea inferioara a dopului, iar rezervorul termometrului trebuie sa se afle in mijlocul coloanei de lichid.

Se raceste aparatul cu acizii grasi topitipana la cca. 5 grd deasupra punctului de solidificare presupus,apoi se scutura cu mana aparatul printr-o miscare verticala , puternica si continua, pana se observa in masa topita o tulbureala, care nu trebuie sa fie datorate bulelor de aer..

Se aseaza apoi aparatul intr-un loc ferit de vibratii si orice sursa de caldura si se obserba variatiile termometrului.

Se pot ivi 2 cazuri: a) terperatura scade incet,creste brusc,apoi ramane stationara cateva

minute si la urma scade in mod constant, in acest caz se ia ca punct de solidificare temperatura care ramane stationara.

b) temperatura scade incet,creste repede,apoi scade putin in mod brusc si laurma scade incet continuu . Se ia ca temperatura de solidificare temperatura cea mai ridicata.

In lipsa aparatului Jukov se poate utiliza si aparatul aratat in fig. 9 compus din :

-eprubeta de sticla (1) cu diametrul de 25 mm si inaltimea de 100 mm marcata la distanta de 57 mm de fund.

-termometru special (2) -butelie (3) cu inaltimea de 190 mm si capacitate de cca 500

ml ce serveste drept manta izolatoare , prevazuta cu bile de plumb (4) pt a o mentine in pozitie orizontala

-pahar de laborator (5) de forma joasa, care constituie baia.

Acizii grasi se introduc in epubreta pana la reperul de 57 mm, se astupa cu dop de pluta prin care strabate termometrul si un dispozitiv de amestecare si se monteaza in butelie cu ajutorul unui dop de pluta. Aparatul astfel pregatit se aseaza in baia de apa.

Acizii grasi cu temperatura de solidificare peste 35 grade C se aduc la temperatura de 20 grade C ,iar acizii grasi cu temperatura de solidificare sub 35 grade C se aduc la temperatura de 15….20 grade C.

Se incalzeste baia cu incetul. Cand termometrul arata 10 grade C deasupra titrului probabil, se inlatura sursa de incalzire , se misca continuu agitatatorul in sens vertical si se observa variatiile de temperatura in modul descris mai sus.

DETERMINAREA PUNCTULUI DE INFLAMABILITATE

I. Determinarea punctului de inflamabilitate cu aparatul Pensky-Martens

1.PRINCIPIUL METODEI Punctul de inflamabilitate este temperatura cea mai joasa ,la

presiune atmosferica normala (760 torri) , la care in conditii determinate, vaporii degajati din produsul de cercetat, in contact cu aerul de deasupra produsului, se aprind pentru prima oara.

Cu aparatul Pensky- Martens se determina punctul de inflamabilitate la produse cu punct de inflamabilitate cuprins intre 20 si 275 grade C (uleiuri usoare, etc).

2. APARATURA Aparatul Pensky-Martens (fig 10) se compune din partile

principale descrise mai jos:a) Baie de aer (1) care consta intr-un vas de fonta de forma unei cupe

rasturnate, acoperita cu o camasa de tabla(2). Baia are un locas central pentru rezervorul cilindric.

b) Rezervor cilindric (3) (fig 10 si 11) din alama, in care se introduce produsul de cercetat, are fundul plat, iar in interio are gravat un reper circular care indica nivelul pana la care se toarna produsul . In exterior,la partea de sus are o flansa (4) (fig 11) prin care rezervorul se sprijina de montura locasului baii..

c) Capac (5) (fig 10 si 12) prevazut cu 8 orificii trapezoidale; se inchide cu ajutorul unui capacel rotativ (6) (fig 10 si 13) care are 2 orificii identice cu 2 din cele 3 orificii ale capacului(5). Capacelul (6) sub actiunea unei parghii cu arc (8) acopera sau descopera simultan 2 orificii ale capacului (5).

d) Dispozitiv de aprindere (7) fixat pe capac; acesta se racordeaza la sursa de gaze. Capacelul rotativ (6) actioneaza deasupra dispozitivului de aprindere (7), inclinandu-

l spre mijlicul deschiderii capacului(5) In pozitia de aprindere, capul dispozitivului de aprindere coboara pana la jumatatea

grosimii capacului (5). Revenirea parghiei (8) in pozitia initiala de inchidere se face rapid prin actiunea arcului sau; in acelasi timp, dispozitivul de aprindere revine in mod automat in pozitia initiala.

e) Dispozitivul de agitare (9),fixat pe capac si prevazut cu o transmisie flexibila, este format din 2 perechi de palete asezate sub un unghi de 90 de grade una fata de alta. Palatele inferioare amesteca produsul, iar cele superioare amesteca vaporii produsului cu aer.

Domeniul de temperatura, grade C

-7…+110 90…370

Diviziuni, grd 1 1

Imersiune,mm 57 ± 1 57 ± 1

Diametrul rezervorului cu mercur, mm

9 ± 0,5 9 ± 0,5

Distanta dintre prima si ultima gradatie a termometrului, mm

140 ± 10 140± 10

Eroare admisa, grd ±0,6 ±0,6

f) Termometrul (10) cu armatura metalica si rezervor sferic, se introduce in rezervorul cilindric (3) pentru determinarea temperaturii la care se face aprinderea. Dupa punctul de inflamabilitate al produsului de cercetat, se foloseste unul din termometrele indicate in tabelul 2.

g) Trepied metalic (11) , care are fixata pe unul din picioare o sita metalica (12). Aceasta serveste la obtinerea unei incalziri uniforme a baii si a produsului de cercetat.

h) Dispozitiv de incalzire, bec cu gaze. OBSERVATIE: SE ADMITE SI UTILIZAREA TIPULUI DE APARAT CU INCALZIRE

ELECTRICA, CU RESPECTAREA CELORLALTE CONDITII PRESCRISE IN PREZENTUL STANDARD.

3. PREGATIREA DETERMINARII Produsul de cercetat se usuca in prealabil cu sulfat de sodiu proaspat

calcinat, se lasa in repaus 15 minute si apoi se filtreaza sau se decanteaza.

Rezervorul cilindric (3) in care se toarna produsul trebuie sa fie prefect curat si uscat.

Produsul se introduce cu o pipeta in rezervor , pana la reper, la temperatura de cca. 20 grade C, cu bagare de seama, evitandu-se sarirea stropilor , formarea bulelor de aer si umectarea peretelui deasupra reperului. Daca s-a produs umectarea peretelui deasupra reperului, atunci rezervorul se goleste, se usuca si se umple din nou cu produs de cercetat. Bulele de aer eventual formate se indeparteaza prin apropierea unei vergele metalice incalzite, fara a le atinge.

Se poate folosi de asemenea un bat de chibrit aprins si stins inainte de apropiere. Imediat dupa umplere, rezervorul se aseaza in locasul sau din baia de aer si se inchide cu capacul (5) , evitandu-se agitarea produsului din rezervor.

Aparatul se aseaza intr-un loc ferit de curent si in lumina difuza, pentru a se putea observa bine inflamarea.

4. EFECTUAREA DETERMINARII Aparatul se incalzeste astfel incat temperatura sa se ridice cu

10-12 grd/minpentru produsele cu punct de inflamabilitate presupus peste 150 grade C si cu 5…8 grd/min pentu cele cu punct de inflamabilitate presupus peste 150 grade C.

La aparatele cu dispozitiv de incalzire cu gaze, becul trebuie sa stea sub aparat, in centrul sau si nu trebuie miscat nici chiar cand se regleaza flacara.

Odata cu incalzirea incepe si agitarea produsului care trebuie sa se faca cu cca. 60 rot/min. la o temperatura cu 40 grd sub punctul de inflamabilitate presupus, incalzirea se regleaza pentru o incalzire a temperaturii cu 3…4 grd/min. Indata ce temperatura s-a ridicat la 15 grd sub punctul de inflamabilitate presupus, se aprinde flacara dispozitivului de aprindere si se regleaza la o lungime de 3…4 mm. incecarea de aprindere a amestecului de vapori cu aer de la suprafata produsului de cercetat, se face la fiecare crestere a temperaturii cu un grd. De fiecare data, flacara dispozitivului de aprindere se coboara in spatiul de vapori intr-un interval de timp de 0,5 secunde, se lasa in acest spatiu timp de __s , apoi revine repede la pozitia initiala. In acest interval de timp se intrerue agitarea.

La o temperatura apropiata de punctul de inflamabilitate al produsului, flacara dispozitivului de aprindere devine mai mare in momentul incercarii.

Pentru efectuarea unei noi determinari, rezervorul cilindric(3) se curata si se usuca bine, chiar daca produsul cu care se umple este acelasi ca la determinarea anterioara.

5.CALCUL Punctul de inflamabilitate necorectat se aduce la presiunea atmosferica

normala (760 torri) cu formula: In care: i760- punctul de inflamabilitate la presiunea atmosferica

normala(760torri),in ºC; tp- punctul de inflamabilitate necorectat(la pesiunea atmosferica P), in

ºC; P- presiunea atmosferica la care s-a facut determinarea, in tori.Diferente admise intre determinari: Rezultatul este media dintre 2 determinari. Diferentele maxime admise intre determinari, fata de media aritmetica a

rezultatelor, sunt cele din tabela 3:

Punctul de inflamabilitate

Diferente maxime, grade C

Acelasi aparat si acelasi operator

Aparate diferite si operatori diferiti

Sub 50 grade C Inclusiv peste 50 grade C

±1 ±2

±2 ±3

In caz de litigiu se fac cel putin 5 determinari ale caror rezultate nu trebuie sa difere fata de media lor aritmetica cu mai mult de 1grad C pentru produsele cu punct de inflamabilitate sub 50 grade C inclusiv, sau cu ±2 grade C pentru produsele cu grad de inflamabilitate peste 50 grade C.Se ia ca rezultat media aritmetica a celor 5 determinari.In buletinul de analiza se vor mentiona si rezultatele individuale.

II. Determinarea punctului de inflamabilitate cu aparatul cu

creuzet deschis (Marcusson) 1. Principiul metodei Punctul de inflamabilitate este temperatura cea mai joasa la presiunea

atmosferica normala(760 torri), la care ,in conditii determinate ,vaporii degajati din produsul de cercetat in amestec cu aeru de deasupra produsului se aprind pt. prima oara.

Cu aparatul cu creuzet deschis (Marcusson) se determina punctul de inflamabilitate la produse cu punct de inflamabilitate peste 80 ºC (pacura, uleiuri, etc.).

2. Aparatura Aparatul cu creuzet deschis (fig14) se compune din partile principale descrise mai jos:

a) baie de nisip (1) formata dintr-un vas cilindric de fonta prevazut cu un suport metalic inelar (2) (fig 14 si 15) in care se fixeaza ceuzetul (3). Baia de nisip este fixata pe un trepied(4) care are surubul de calare (5) la unul sau la toare picioarele;

b) creuzetul (3)(fig 14,15,16) este de portelan smaltuit si are prevazute in interior 2 repere circulare , unul negru superior si altul rosu inferior, pana la care se toarna produsul de cercetat(reperul negru pt. produsele cu punct de inflamabilitate sub 250 grade C, iar cel rosu pt. produsele cu punct de inflamabilitate peste 250 grade C). Creuzetul mai este prevazut in exterior cu o flansa prin care se sprijina pe suportul metalic (2) al baii de nisip.

OBSERVATIE:unele modele de aparat sunt prevazute cu un suport(fig17) de fixare a creuzetului;

c) tremometrul(6) prins in suportul (7) are rezervorl sferic si se introcuce in creuzetul (3), pentru determinarea temperaturii la care se face aprinderea.

Dupa punctul de inflamabilitate al produsului de cercetat se foloseste unul din termometrele indicate in tabela 4:

Domeniul de temperatura, º C

40…260 190…400±10

Diviziuni,grd 1 1

Imersiunea,mm 30 30

Diametrul rezervorlui cu mercur,mm 9±0,5 9±0,5

Distanta dintre prima si ultima gradatie a termometrului,mm

170±5 165±5

Eroarea admisa , grd ±0,5 ±0,5

d) Aparatura de tabla (8) in partea de sus si din spatele baii de nisip, care serveste pentru ferirea de curenti de aer;e) Aparatoare de tabla sau azbest (9) in partea de jos si in fata baii de nisip, care serveste pentru ferirea de curenti de aer;f) Dispozitiv de aprindere(10) format dintr-un tub metalic indoit la ambele capete, care se poate roti in plan orizontal in jurul unui suport.Distanta de la duza dispozitivului de aprindere la marginea superioara a creuzetului se poate regla cu ajutorul surubului(11). La capatul (12) al dispozitivului de aprindere se face legatura cu sursa de gaze.OBSERVATIE: Unele aparate sunt prevazute la dispozitivul de aprindere, cu un calibru pt reglarea lungimii flacarii.g) Dispozitiv de incalzire, care poate fi un bec cu gaze.OBSERVATIE: Se admite si utilizarea tipului de aparat cu incalzire electrica, cu respectarea celorlalte conditii prescrise in prezentul standard.

3.Pregatirea determinarii Se umple baia de nisip(1) pana la marginea de jos a suportului

creuzetului(3) cu nisip curat , uscat si fin cernut. Apoi prin rotire se introduce creuzetul atat de adanc in nisip pana ce flansa lui se aseaza pe suport. Creuzetul se aseaza deasupra lamelelor de fixare , in cazul suportului de fixare din figura 17 si apoi se ingramadeste nisip langa creuzet pana la inaltimea flansei. Creuzetul trebuie asezat vertical in aparat , cu ajutorul nivelei cu bula de aer, care este atasata aparatului.

Termometrul (6) se aseaza astfel incat rezervorul cu mercur sa se gaseasca la distanta de 5 mm de peretele creuzetului.

Produsul de cercetat se lasa in repaus pana cand se decanteaza apa, apoi se introduce in creuzetul curat si uscat. Produsele cu un punct de inflamabilitate peste 250ºC se toarna in creuzet pana la reperul inferior (rosu) ; toate celelalte produse se toarna pana la reperul superior(negru). Introducerea produsului se face cu bagare de seama, evitandu-se sarirea stropilor , formarea bulelor deaer si umectarea peretelui deasupra reperului. Daca s-a produs umectarea peretelui creuzperului deasupra reperului, se goleste creuzetul si dupa curatire si uscare,se umple din nou cu produsul de cercetat. Bulele de aer eventual formate se sparg prin apropierea capatului unei vergele metalice incalzite sau a unui bat de chibrit aprins si stins imediat inainde de apropiere.

Flacara dispozitivului de aprindere (11) se alimenteaza cu gaze si se regleaza,cat mai exact, la o lungime de 10 mm. la aoaratele prevazute cu calibru, se ia exact marimea calibrului.

Lungimea flacarii se controleaza de mai multe ori in timpul determinarii, deoarece ea poate varia. Pentu evitarea variatiilor lungimii flacarii, conducta de alimentare a dispozitivului de aprindere trebuie prevazuta cu un robinet propriu de gaze; nu se admite racordarea prin derivatie in teu.

Centrul flacarii dispozitivului de aprindere trebuie sa treaca, la rotirea dispozitivului, prin centrul deschiderii creuzetului. Dispozitivul trebuie reglat cu surubul de reglare (11) astfel ca varful sau cotit , in pozitie orizontala, sa treaca fara rezistenta pe deasupra marginii creuzetului. Prin aceasta se asigura ca marginea de jos a flacarii sa poata fi adusa exact in planul marginii creuzetului.

Aparatul se aseaza intr-un loc ferit de curent si in lumina difuza , pentru a se putea observa bine inflamarea.

Temperatura aparatului trebuie sa fie inaintea fiecarei determinari cel putin cu 60 grd sub punctul de inflamabilitate presupus al produsului de cercetat. Daca punctul de inflamabilitate se gaseste sub cel presupus,atunci determinarea se repeta cu o alta cantitate de produs de cercetat , respectand conditiile prescrise de mai sus.

4. Efectuarea determinarii Aparatul se incalzeste astfel ca temperatura produsului sa creasca la

inceput cu 6±1 grd/min. aceasta viteza se micsoreaza la 3±1 grd.min imediat ce temperatura produsului se apropie de punctul de inflamabilitate presupus.

La produsele al caror punct de inflamabilitate este sub 250 ºC, se incep incercarile cu aceasta viteza cu cca 30 grd sub punctul de inflamabilitate presupus, iar la produsele al caror punct de inflamabiliatte este peste 250ºC, cu cca 50 grd sub punctul de inflamabilitate presupus.

La aparatele cu dispozitiv de incalzire cu gaze, becul trebuie a stea sub aparat, in mijloc, si nu trebuie miscat nici chiar cand se regleaza flacara.

De indata ce s-a ajuns la o temperatura cu cca 30 grd , respectiv 50 grd, sub punctul de inflamabilitate presupus, se conduce flacara dispozitivului de aprindere , dupa fiecare urcare a temperaturii cu un grd, cu aceeasi viteza inainte si inapoi pe suprafata marginilor creuzetului cu produs. Viteza trebuie in asa fel potrivita , incat flacara sa treaca, in cele doua sensuri peste creuzet, timp de o secunda, evitandu-se intarzierea flacarii deasupra creuzetului.

In timpul incercarilor trebuie evitate in mod foarte strict, miscari suplimentare in apropierea creuzetului, in scopul de a nu se produce tubulenta vaporilor de produs degajati.

Se considera punct de inflamabilitate necorectatal produsului de cercetat temperatura citita la termometru in momentul cand prin apropierea dispozitivului de aprindere de suprafata produsului apare o prima scanteie insotita de o mica explozie(crepitare).

OBS: in cazul unei determinari cu un produs al carui punct de inflamabilitate nu se cunoaste, se face o determinare prealabila , in aceleasi conditii de mai sus, cu deosebirea ca incercarile se fac la fiecare crestere a temperaturii cu 2 grd.

Pentru efectuarea unei noi determinari, creuzetul (3) se curata si se usuca bine chiar daca produsul cu care se umple este acelasi ca la determinarea anterioara.

5.Calcul Punctul de inflamabilitate necorectat se aduce la presiunea atmosferica

normala(760 torri) cuformula:

In care: i760- punctul de inflamabilitate la presiunea atmosferica normala(760torri),in ºC;

tp- punctul de inflamabilitate necorectat(la pesiunea atmosferica P), in ºC;

P- presiunea atmosferica la care s-a facut determinarea, in tori.Diferente maxime intre determinari: Rezultatul este media dintre 2 determinari. Diferentele maxime admise intre determinari, fata de media aritmetica a

rezultatelor, sunt cele din tabela 5:PUNCT DE INFLAMABILITATE

ACELASI APARAT SI ACELASI OPERATOR

APARATE DIFERITE SI OPERATORI DIFERITI

Sub 250ºCDe la 250 la 300ºCPeste 300ºC

±8ºC ±4ºC ±5ºC

±4ºC ±5ºC ±6ºC

In caz de litigiu se fac cel putin 5 determinari ale caror rezultate nu trebuie sa difere fata de media lor aritmetica cu mai mult decat valorile prescrise in tabel 5. se ia ca rezultat media aritmetica a celor 5 deteminari. In buletinul de analiza se vor mentiona si rezultatele individuale.