Термические свойства смесей жирных кислот средней молекулярной массы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

г

w- м-3, VjO'jü

Г.и'Гл Л'ч.а У.

'■г фЛ. |^:Г|Н-

VI IHS

.Y

ЛЬЬЦ

Г№'ЖЯ>

[

і!ь ОТнЯІПЙ-

ігпк&зйїй

hj:"-1 UnläXLL

¡спг к 6ii-за^тяте.пь-

А ?1ІСС[ІІІ-

іеішлО их

Üflb piiXü-U-i-ix П7й-

ливдбных. z гр:;^ук-

РЧ j^hfilj-ih:K іірієґі-

iJl. ■iriTLMJ-

i'tii: чі.ч^.і i hi B- L.u V10Я

гір^ііиид

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2000

37

661.732.9

ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ ЖИРНЫХ КИСЛОТ СРЕДНЕЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ

В.Н. ДАНИЛИН, С.П. ДОЦЕНКО,

A.B. МАРЦИНКОВСКИЙ, А.Г. ДОЛЕСОВ

Кубанский государственный технологический университет

Представляется перспективным использование смесей жирных кислот в качестве тепло- и холодоаккумулирующих материалов.

Смеси насыщенных жирных кислот с пониженной температурой фазового перехода (20°С) могут применяться для хранения ферментов, с повышенной температурой (>60°С) — для селективной пастеризации различных продуктов, при средних температурах (26-32°С) — для селективного выра-цивания культур дрожжей.

Нами исследованы диаграммы плавкости двойных систем насыщенных жирных кислот методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Использовали жирные кислоты Уфимского химзавода ’’Реактив” марки ч.д.а. Для исследования на приборе ДСМ-2М смесей миристиновой Ми, пен-тадекановой Пе, пальмитиновой Па и стеариновой Ст кислот (обозначения согласно [1]) массы навесок брали в пределах от 3 до 25 мг. Сканирование проводили при наименьшей для данного прибора скорости 0,5 град/мин в целях максимального приближения к равновесному состоянию.

Полученные диаграммы фазового равновесия систем Па—Ст, Ми—Па, Ми—Ст, Пе—Стг Пе— Па,Ми—Пе представлены соответственно на рис. 1-6.

Мольная доля пальмитиновой кислоты Рис. 1

Мольная доля миристиновой кислоты

Рис. 2

Как видно из диаграмм, на линии ликвидус каждой из них имеется один максимум и два

345

328

Мольная доля миристиновой кислоты Рис. 3

Мольная доля пентадекановой кислоты Рис. 4 .

Мотъная доля пентадекановой кислоты

Рис. 5

Мольная доля миристиновой кислоты Рис. 6

минимума — эвтектические точки. Это свидетельствует об образовании в данных системах молекулярных соединений, которые кристаллизуются в точках максимума. Сглаженный пик может указы-

вать на диссоциацию этих соединений в жидкои фазе при температурах, близких к температурам плавления.

Нами была проведена оценка применимости различных теорий растворов для описания диаграмм фазового равновесия твердое—жидкое данного класса соединений.

На основании полученных диаграмм были предложены составы образующихся в системах молекулярных соединений: Ми2Ст (одна молекула соединения состоит из двух* молекул миристиновой кислоты и одной молекулы стеариновой кислоты), ПеСт, ПаСт, Ми3Па2, Пе3Па2, Ми3Пе2

Для прогнозирования фазовых диаграмм по теориям растворов каждая диаграмма разбивалась на две простые эвтектические диаграммы (рис. 7) кислота—соединение (с общей формулой ШВп).

■V.. -

п

п + т

л,

ас:

V.

ЛIV.

Л'.К т .VI-

а12( 1 - ЬТ), (2)

где —теплота 'й Температура плавления

компонентов;

V^ V, — мольные объемы.

Параметр взаимодействия а12 бинарной системы жирных кислот можно рассчитать по формуле

и/ЛАГ7* уТьЩ Й|^“1 "к. ~У.

■>ґУ

Г.

1п 10,5 (Т™ + Т'Щ

_о,5Т(Щ + г:р) ’

;(3)

(4)

где

А Яисп,

Д//.исп —энтальпии испарения;

7;кр, Т'кр — критические температуры /-го и /-го компонентов соответственно; вариационный коэффициент, для смесей насыщенных жирных кислот К 0,05-0,15.

■ : Таблица 1

К

Рис. 7

Пересчет координат эвтектики в систему общей диаграммы производили по следующим зависимостям: для левой части диаграммы

Кислота П- см3/ молі) ¿А$г. Ш VII .п, г 1 Т Д Н \ Дж/ М(Ш> V

Пентадекановая 28-7,77 434-30 570 54540 3^5

Миристиновая 264,87 44970 750 59270 325,85

Пальмитиновая 300,72 54350 730 60800 336,65

Стеариновая 339,27 56400 830 59850 342,75

1 — справочные данные. 2 — величины, полученные экспериментально (кроме миристиновой). 3 — получены методом Лидерсена [4].

для правой

Таблица 2

ыв=\-

т л - т

-/V

где в — мольная доля молекулярного сое-

-. динения на диаграмме с простой

эвтектикой; т, п — число молекул компонентов Л и В в молекулярном соединении соответственно;

Мв — мольная доля компонента В в системе координат общей диаграммы. Расчет линий ликвидуса для систем кислота— молекулярное соединение по идеальным соотношениям, рассмотренным в работе [2], дал неудовлетворительные результаты, что указывает на неприменимость законов идеальных растворов к исследуемым системам.

Используя уравнение избыточной энергии Гиббса АС™6 для ¿-го компонента (молекулярное соединение) с мольной долей Л/(, приведенное в работе [2], мы учли отклонения от идеальности энтальпии и энтропии смешения. При этом можно записать

ПТ 1п N. + ДСГ

- дяш

ЛЯП-+ Т -

(1)

Молекулярное

соединение

VI.

см5/

моль

АН *

Дж/

Л/4 а,’ Дж/

моль

I-

Ми2Ст . 864,01 126076 1400 140000 321,8

ПеСт 627,04 99418 1300 110000 323,8

ПаСт 639,99 102877 1350 114000 330,4

Ми3Па2 1396,05 171902 1700 191000 320,5

Пе3Па2 1464,75 177011 1750 197000 327,5

Ми3Пе2 1370,15 157077 1600 174000 320,0

1 — получены по правилу аддитивности 2 экспериментальные данные. — получены методщ^ Лидерсена [4]. 4 — получены экстраполяцией.

Для учета различия в размерах молекул компонентов смеси введем избыточную энтропию (7) согласно работе [3]. При этом нами принято г =

15 V-

Исходя из уравнения Гиббса

ДО,'"' в Д// АН. = V:

таб:

/у; у; мЖ+ му.

(5)

(6)

2-3, 2000

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2000

39

(2)

Таблица 3

ВЛЄНИЯ

истемы

нуле

;(3)

(4)

i-ГО и венно; ІНТ, для :ых кис-

'аблица 1

325.65 325,85

336.65

342,75

ные экс-[ены

'аблица 2

Т 2

1 KD. ’

321.8

323.8

330.4

320.5

327.5

320,0

пери-

рсена

КОМПО-

[ию (7) ято г =

(5)

(6)

Координаты эвтектик в системе общих диаграмм

Система Экспериментальные Расчет по уравнениям

данные (1-4) (1, 3, 5- -7)

Nj3BT, мол. доли :Гвт; к N^T. мол. доли Гв\ К мол. доли Гвт, К

Миристиновая—Ми2Ст 0,830 319,0 0,83 317,8 0,837 318,7

Стеариновая—Ми2Ст 0,610 321,1 0,61 321,2 0,610 321,0

Пентадекановая—ПеСт .- 0,785 314,2 0,795 316,8 0,785 321,4 .

Стеариновая—ПеСт 0.450 • 323.1 0,450 322,9 0,450 322,6

Пальмитиновая—ПаСт .0,745 325,0 0,726 325,5 0,745 325,9

Стеариновая—ПаСт 0,420 329,3 0,420 329,1 0,420 328,6

Миристиновая—Ми3Па2 0,770 316.8 0,734 318,7 0,770 318,2

Пальмитиновая—Ми3Па2 0,490 320,1 ' 0.463 319,3 0,490 319,4

Пентадекановая—Пе3Па2 : 0,780 323,3 :: 0,779 325,0 0J80 325,3 ■'

Пальмитиновая—Пе3Па2 0,450 326,6 0,450 326,1 0,450 326,1

Миристиновая—Ми3Пе2 0,665 319,5 0,665 319,1 0,665 319,0

Пентадекановая—Ми3Пе2 0,480 318,1 0,470 318,8 0,480 318,8 ’

AS™6 = ЯТ\пФ, + R

-7)

(7)

AS,”36

где Фр Ф;. — объемные доли /'-го и у-го компонентов соответственно; парциальная избыточная энтропия смешения г-ro и у-го компонентов. Термодинамические характеристики индивидуальных жирных кислот и образующихся соединений, необходимые для расчета по уравнениям (1)—(7), приведены в табл. 1 и 2. Результаты расчетов представлены в табл. 3. Все расчеты проводились с использованием ЭВМ в программе Mathcad 7 Pro. "■ ■

Как видно из таблицы, обе теории позволяют с достаточной точностью прогнозировать свойства двойных смесей жирных кислот, хотя учет размеров молекул исследуемых соединений позволяет точнее описать изменение избыточной энтропии смешения в системах жирных кислот. Относитель-

най погрешность прогноза по температуре в этой теории составляет не более 2,3% и по составу не более 0,7%, в то время как при расчете по теории [2] максимальные относительные погрешности составляют по температуре не более 0,9% и по составу не более 3,4%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. 2-е изд., перераб. и доп.

— М.: Пищевая пром-сть, 1974. — 448 с.

2. Данилин В.Н., Шурай П.Е., До цен ко С.П., Алексеев С.А. Эвтектические и монотектические легкоплавкие сплавы. — Краснодар: Изд-во КПИ, 1991. — 138 с,

3. Глазов В.М., Павлова Л.М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1988. — С. 235.

4. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. 3-е изд., перераб. и доп.

— Л.: Химия, 1982. — С. 21.

Кафедра физколлоидной химии -, . , . ,г

Поступила 12.11.99 г.

634.6:668.5.034

от-

Т:"

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРАКТОВ СУБТРОПИЧЕСКИХ КУЛЬТУР

И.Е. КИЗИМ, Г.И. КАСЬЯНОВ, в.п. писклов

Кубанский государственный технологический университет

Важнейшими источниками вкусовых и ароматических веществ являются пряности. В настоящее время потребление пряно-вкусовых веществ рассматривается как один из оздоравливающих факторов, поскольку многие из пряно-ароматических растений обладают лечебными или профилактическими свойствами.

В современном рациональном питании пряности используются как средство повышения актив-

ности пищеварения, так как под влиянием вкусовых веществ значительно активируется секреция пищеварительных желез различных отделов пищеварительного тракта, увеличивается количество отделяемых соков, усиливается их ферментативная активность и качество.

Обеспечивая высокие органолептические показатели пищи, пряно-ароматические растения способствуют нормализации и оздоровлению кишечной микрофлоры, в результате снижается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике и аутоинтоксикация организма,: что приобретает в