MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2011
RICHARD IRGL
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Hodnocení viskozity jedlých rostlinných olejů Bakalářská práce
Vedoucí práce: doc. Ing. Libor Severa, Ph.D.
Vypracoval: Richard Irgl
Brno 2011
Mendelova univerzita v Brně Ústav techniky a automobilové dopravy
Agronomická fakulta 2009/2010
ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Autor práce: Studijní program: Obor:
Název tématu:
Richard Irgl Chemie a technologie potravin Technologie potravin
Hodnocení viskozity jedlých rostlinných olejů
Rozsah práce:
30 stran
Zásady pro vypracování: 1. 2. 3. 4. 5.
Souhrn současného stavu problematiky Literární rešerše Provedení experimentů a měření viskozity několika druhů rostlinných olejů Statistické vyhodnocení a vytvoření matematických modelů Vypracování bakalářské práce
Seznam odborné literatury:
1. 2. 3.
4.
5.
CHANES, J. W. Engineering and Food for the 21st Century. London,New York,Washington,D.C1: CRC Press LLC, 2002. 1055 s. ISBN 1-56676-963-9. MÉSZ, V. Viskozita jedlých olejů. Diplomová práce. Brno: MZLU v Brně, 2005. 60 s. SEVERA, L. -- HAVLÍČEK, M. -- BUCHAR, J. -- KŘIVÁNEK, I. On the selected rheological parameters of edible vegetable oils. Acta Universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis : Acta of Mendel University of agriculture and forestry Brno = Acta Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. 2006. sv. LIV, č. 1, s. 83--94. ISSN 1211-8516. SEVERA, L. -- SIMEONOVOVÁ, J. -- KŘIVÁNEK, I. -- BUCHAR, J. On the selected rheological properties of commercial ketchups. Acta Universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis : Acta of Mendel University of agriculture and forestry Brno = Acta Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. 2005. sv. LIII, č. 2, s. 7--18. ISSN 12118516. ADAM, M. (. Manuál fyzikálních vlastností potravin. 1. vyd. Praha: VÚ potravin.průmyslu, 1988. 59 s. Vybraná inženýrská data pro potravin.průmysl.
Datum zadání bakalářské práce:
říjen 2008
Termín odevzdání bakalářské práce:
duben 2010
Richard Irgl Autor práce
doc. Ing. Libor Severa, Ph.D. Vedoucí práce
doc. Ing. Miroslav Havlíček, CSc. Vedoucí ústavu
prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. Děkan AF MENDELU
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Hodnocení viskozity jedlých rostlinných olejů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
dne ………………………………………. podpis …………...……………………….
ABSTRAKT
Tato bakalářská práce se zabývá hodnocením viskozity jedlých rostlinných olejů. V teoretické části je vytvořen stručný přehled fyzikálních vlastností tekutin souvisejících s reologií a viskozitou. Dále jsou zde popsány nejpoužívanější přístroje k měření viskozity a stručný přehled složení, výroby a rozdělení olejů. V experimentální části práce je provedeno měření závislosti viskozity jedlých rostlinných olejů na teplotě pomocí digitálního rotačního viskozimetru Anton Paar DV3-P. K měření byly použity dva vzorky olejů, a to olej řepkový Ceresol a olej kukuřičný Floriol. Jak bylo potvrzeno experimentem, oleje se obecně chovají jako newtonské kapaliny a v souladu s očekáváním jejich viskozita klesala se zvyšující se teplotou. Změny viskozity byly analyzovány a kvantifikovány. Po provedení měření byla teplotní závislost modelována pomocí Gaussova a mocninného modelu. Dále byly mezi naměřenými a vypočítanými hodnotami zjišťovány korelační koeficienty R2. Shoda mezi experimentálními a vypočtenými daty, a tedy i hodnota korelačního koeficientu, byla vysoká.
Klíčová slova: rostlinný olej, viskozita, viskozimetr, matematický model
ABSTRACT Presented bachelor's thesis is focused on evaluation of edible vegetable oils’ viscosity. The theoretical part contains a brief overview of physical properties connected with problematic of rheology and viscosity. This part also describes the basic testing equipment used for measurement of viscosity and brief summary of data and information concerning composition and classification of edible vegetable oils. The experimental part describes practical measurements performed on rotary digital viscometer Anton Paar DV3-P and received temperature-viscosity dependencies. Two different edible oils were used for the experiments: rape oil (Ceresol) and corn oil (Floriol). Both oils, in accordance with expectation, acted as Newtonian fluids, and their viscosity decreased with increasing temperature. The results were quantified and analysed. The received data of temperature dependence were mathematically modelled
with use of Gaussian and power models. The calculated correlation coefficients R2 between experimental and model data were found to be satisfying and high.
Key words: vegetable oil, viscosity, viscometer, mathematical modelling
OBSAH 1
ÚVOD..................................................................................................................... 10
2
CÍL PRÁCE ............................................................................................................ 11
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED ........................................................................................ 12 3.1
Mechanika tekutin........................................................................................... 12
3.1.1
Měrná hmotnost (hustota) kapalin .............................................................. 12
3.1.2
Povrchové napětí, energie a síla kapalin..................................................... 12
3.2
Reologie .......................................................................................................... 13
3.3
Viskozita ......................................................................................................... 13
3.3.1
3.3.1.1
Pseudoplastické kapaliny.................................................................... 18
3.3.1.2
Dilatantní kapaliny.............................................................................. 18
3.3.1.3
Binghamské kapaliny.......................................................................... 18
3.3.1.4
Tixotropní kapaliny............................................................................. 19
3.3.1.5
Reopexní kapaliny .............................................................................. 19
3.4
Metody měření viskozity ................................................................................ 19
3.4.1
Rotační viskozimetr .................................................................................... 19
3.4.2
Pádový (tělískový) viskozimetr .................................................................. 21
3.4.3
Kapilární (průtokový) viskozimetr ............................................................. 23
3.4.4
Výtokový viskozimetr................................................................................. 24
3.5 3.5.1 3.6
Složení tuků .................................................................................................... 26 Mastné kyseliny (MK) ................................................................................ 26 Získávání rostlinného oleje............................................................................. 27
3.6.1
Zpracování olejnin ...................................................................................... 27
3.6.2
Rafinace rostlinných olejů .......................................................................... 28
3.7
4
Nenewtonské kapaliny................................................................................ 17
Popis vybraných druhů rostlinných olejů ....................................................... 28
3.7.1
Olivový olej ................................................................................................ 28
3.7.2
Slunečnicový olej........................................................................................ 29
3.7.3
Řepkový olej ............................................................................................... 29
MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ ........................................................... 30 4.1
Popis měřených vzorků rostlinných jedlých olejů .......................................... 30
4.2
Použité zařízení............................................................................................... 31
5
4.3
Postup měření ................................................................................................. 32
4.4
Matematický model ........................................................................................ 33
4.5
Vlastní měření................................................................................................. 34
ZÁVĚR ................................................................................................................... 36
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ............................................................................ 37 SEZNAM OBRÁZKŮ:................................................................................................... 39 SEZNAM TABULEK: ................................................................................................... 40
1 ÚVOD Jedlé rostlinné oleje jsou jednou ze základních surovin při přípravě pokrmů v každé domácnosti. Využíváme je ke smažení, fritování, vaření, ale i při přípravě studených salátů, majonéz, dressingů apod. Z výživového hlediska jsou tuky v potravinách pro člověka nepostradatelným zdrojem energie a účastní se řady fyziologických procesů v těle člověka. Při dlouhodobém vynechání tuků z jídelníčku se mohou objevit zdravotní problémy z hlediska nedostatku nepostradatelných a v tucích rozpustných vitaminů, kolísající hladiny hormonů a slábnutí imunitního systému. Proto odborníci na základě studií doporučují při výběru tuků dbát na jeho složení z hlediska zastoupení mastných kyselin na místo úplného vynechání tuků z jídelníčku. Po chemické stránce označujeme tuky nebo oleje za estery mastných kyselin s glycerolem. Mastné kyseliny jsou tvořeny uhlovodíkovým řetězcem, na jehož konci je karboxylová skupina. Podle přítomnosti dvojných vazeb je můžeme rozdělit na nasycené (bez dvojné vazby), mononenasycené (s jednou dvojnou vazbou) a polynenasycené (více jak jedna dvojná vazba). Právě dvojné vazby udávají olejům jejich tekutost, jelikož se díky přítomnosti dvojných vazeb chovají jako kapaliny při běžných pokojových teplotách na rozdíl od živočišných tuků. Reologie je vědní disciplína, která má dnes široké uplatnění při zkoumání kvality, zpracování a manipulaci s potravinami. Snaží se popsat a definovat vztah mezi napětím působícím v látce a vzniklou deformací nebo prouděním. Jednou ze základních reologických veličin je viskozita, která udává poměr mezi tečným napětím a změnou rychlosti v závislosti na vzdálenosti mezi sousedními vrstvami při proudění skutečné tekutiny. Charakterizuje vnitřní tření a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi. Pro ideální kapalinu má viskozita nulovou hodnotu a kapaliny s nenulovou viskozitou se označují jako viskózní.
10
2 CÍL PRÁCE Prvním cílem mé bakalářské práce je na základě odborné literatury shrnout základní vlastnosti tekutin z hlediska mechaniky tekutin, stručně charakterizovat složení a výrobu olejů a popsat měřící techniky používané k měření viskozity v potravinářství. Druhým cílem mé bakalářské práce je provést měření viskozity v závislosti na zvyšující se teplotě dvou vzorků jedlých rostlinných olejů a pomocí matematických modelů simulovat průběh teplotní závislosti viskozity.
11
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1 Mechanika tekutin Základní a společnou vlastností kapalin a plynů je tekutost. Příčinou tekutosti je snadná vzájemná pohyblivost částic, z nichž se kapalná a plynná tělesa skládají. Proto kapalná a plynná tělesa nemají stálý tvar, ale přizpůsobují se tvaru okolních pevných těles, např. tvaru nádoby, v níž se nacházejí. Vzhledem k tekutosti označujeme kapaliny a plyny společným názvem tekutiny a mechaniku kapalin a plynů názvem mechanika tekutin (BEDNAŘÍK, ŠIROKÁ, BUJOK, 1993).
3.1.1 Měrná hmotnost (hustota) kapalin Měrná hmotnost ρ je u sourodých, spojitých, homogenních látek, za jaké lze tekutiny považovat, dána poměrem hmotnosti m a objemu V (GRODA, VÍTĚZ, 2009):
ρ=
m 1 = V v
3.1.2 Povrchové napětí, energie a síla kapalin Povrchové napětí je napětí, při kterém přitažlivé síly z vnitra kapaliny působí na povrchové molekuly kapaliny a vytvářejí jednostrannou tahovou sílu směřující dovnitř kapaliny. Tato tahová síla i vzájemné přitažlivé síly molekul na povrchu mají za následek, že okrajové molekuly vytvářejí na povrchu tenkou povrchovou vrstvu s vlastnostmi odlišnými od vnitřních vrstev, jejíž vrstva je řádově 1nm (TARÁBEK, ČERVÍNKOVÁ A KOL., 2004). Povrchová vrstva má povrchovou energii. Je rovna rozdílu potencionální energie molekul kapaliny v povrchové vrstvě a potencionální energie týchž molekul, kdyby byly uvnitř kapaliny. Na okraj povrchové blány působí molekuly kapaliny povrchovou silou, která je kolmá na tento okraj a jejíž směr leží v povrchu kapaliny (je-li rovinný), resp. v rovině
12
tečné k povrchu kapaliny (je-li zakřivený). Podíl velikosti povrchové síly F a délky l okraje povrchové blány je povrchové napětí σ definováno vztahem (BARTUŠKA, SVOBODA, 2004):
σ =
F l
3.2 Reologie Reologie se zabývá stavy proudění a deformace složek materiálu a vlivem těchto faktorů na chování materiálu v přechodovém stavu mezi pevným a kapalným skupenstvím. Kromě toho se reologie snaží popsat a definovat vztah mezi napětím působícím v látce a vzniklou deformací anebo prouděním. Reologické vlastnosti se stanovují měřením sil a deformací jako funkcí času (případně jiných veličin). Existuje rozdíl mezi elementárními (fundamentálními) a empirickými metodami stanovení reologických vlastností. První uvažují velikosti a směry sil a deformací a omezují vliv tvaru a složení vzorku. Elementární testy mají výhodu v tom, že jsou založeny na známých konceptech a fyzikálních vztazích. Empirické metody jsou naopak voleny v případě, kdy je složení příliš různorodé nebo geometrie příliš složitá na to, aby mohly být brány v úvahu základní síly a deformace. Tyto metody jsou užitečné v případě, kdy korelují se sledovanými nebo hodnocenými vlastnostmi. Ovšem je třeba podotknout, že elementární experimenty stanovují skutečné fyzikální vlastnosti (SEVERA, 2008). Znalost základních reologických veličin, viskozity, meze toku a modulů pružnosti je potřebná nejen k charakterizování surovin eventuálně produktů, ale i k řešení mnoha technických úloh a inženýrských výpočtů při navrhování, zdokonalování a kontrole různých výrobních a dopravních zařízení (PIRKL, 2005).
3.3 Viskozita Jedním ze základních parametrů charakterizujících tokové chování kapalin a polotekutých potravin je viskozita. Viskozita je zásadním parametrem a mírou odporu kapaliny vůči pohybu (tečení) při působení smykového napětí. Podle tokového chování
13
(závislosti napětí-deformace) je možno potraviny rozdělit na newtonské a nenewtonovské. Tokové chování materiálů může (např. při jeho zpracování) vykazovat výraznou variabilitu. To je důsledkem faktu, že jeho konzistence může být velmi výrazně ovlivněna mícháním, ohřevem, chlazením, směšováním, aerací, homogenizací, krystalizací atd. (SEVERA, 2008). Viskozita je veličina charakterizující vnitřní tření a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi. Kapaliny s větší přitažlivou silou mají větší viskozitu, větší viskozita znamená větší brždění pohybu kapaliny nebo těles v kapalině (WIKIPEDIA, 2011). Kapaliny jsou látky, které se účinkem i malé vnější síly deformují (tečou). Rychlost toku kapaliny je tím větší, čím je větší vnější síla a čím menší jsou vnitřní síly, které působí proti toku. Vnitřní síly (vnitřní tření) vznikají v kapalině jako důsledek tepelného pohybu a mezimolekulárních přitažlivých sil. Při malých rychlostech proudění (laminární proudění) se tok kapalin uskutečňuje jako smyková deformace, která charakterizuje změnu materiálu při smykovém (tečném) napětí. Při laminárním proudění reálné tekutiny vzniká důsledkem mezimolekulárních sil ve stykové ploše dvou vrstev pohybujících se různou rychlostí v tečné napětí τ, jímž se snaží rychlejší vrstva urychlovat pomalejší a ta naopak zpomalovat vrstvu rychlejší. Podle Newtona je toto tečné napětí přímo úměrné gradientu rychlosti dv/dy, tj. přírůstku rychlosti dv mezi dvěma přiléhajícími vrstvami dělenému vzdáleností vrstev dy:
τ =η .
dv dy
Kde konstanta úměrnosti η se nazývá dynamická viskozita. Tekutiny, pro které platí přímá úměrnost v tomto vztahu, nazýváme newtonské, ostatní nazýváme nenewtonské. Podíl dynamické viskozity η a hustoty tekutiny ρ se nazývá kinematická viskozita:
v = η / ρ , m2 / s
Kinematickou viskozitu je vhodné užívat při popisu dějů závisejících jak na viskozitě, tak na hustotě, např. při popisu hydrodynamiky kapalin (PIRKL, 2005).
14
Dynamická a kinematická viskozita závisí na teplotě a tlaku. U tekutin se při stálém tlaku snižuje s rostoucí teplotou, protože se snižují přitažlivé síly mezi molekulami tekutiny (GRODA, VÍTĚZ, 2009). Přehled viskozity některých tekutin je zobrazen v tabulce 1. Závislost viskozity vody na teplotě je zobrazen na obrázku 1.
Tab. 1: Přehled viskozity některých tekutin (URUBA, 2011) Tekutina
v (cm2/s)
Voda
0,01
Vzduch
0,15
Olivový olej
1,0
Glycerin
18
Sirup (melasa)
1200
Obr. 1: Závislost viskozity vody na teplotě (BUREŠ, 2002)
Znalost viskozity je velmi významná, neboť umožňuje řešit celou řadu úloh. V prvé řadě umožňuje popsat charakter proudění tekutin, a to pomocí Reynoldsova čísla Re, což je bezrozměrné číslo definované vztahem:
15
Re =
v.ρ.R
η
kde v je rychlost proudění, R je charakteristický rozměr potrubí nebo obtékaného tělesa a ρ je hustota tekutiny (BUCHAR, 1990).
Obr. 2: Proudění kapaliny trubkou kruhového průměru (BUCHAR, 1990)
Pokud předpokládáme, že rychlost viskózní kapaliny na stěnách trubky je nulová, potom má rozložení rychlosti parabolický průběh:
v ( x) =
p1 − p2 .( R2 − x2 ) 4.η.l
Pro objem kapaliny V, který proteče průřezem trubky za jednotku času, platí:
V=
π .R 4 .( p1 − p2 ) 8.η .l
Tento vztah se nazývá Hagenův-Poiseuillův zákon, z něhož vyplývá, že pro zadaný objem kapaliny roste velikost přetlaku s viskozitou. Růst přetlaku v potrubí je možný až
16
do určité míry dané pevností materiálu potrubí. Růst přetlaku pak vyžaduje i zvýšení výkonu čerpadla (BUCHAR, 1990).
3.3.1 Nenewtonské kapaliny Pro většinu potravin není ne-newtonovské chování charakteristické. Viskozita nenewtonských kapalin je funkcí rychlosti deformace. Předchozí tvrzení ovšem není platné pro řadu kapalin, a to zvláště pro vícesložkové směsi. Měřená viskozita pak může (při zachování konstantní rychlosti deformace) růst nebo klesat s časem. V takovém případě hovoříme o časově závislé kapalině (GRODA, 2002). Časově nezávislé odchylky od ideálního newtonovského chování jsou příčinou nelinearity mezi smykovým napětím a rychlostí deformace. Vykazuje-li materiál při zvyšující se rychlosti deformace pokles viskozity, nazýváme ho pseudoplastickým nebo takové chování označujeme termínem „shear thinning“. Dochází-li při zvyšování rychlosti deformace k nárůstu viskozity, hovoříme o diletantní kapalině nebo efektu „shear thickening“ (DAUBERT, 2003).
Tokové chování nenewtonských kapalin se může charakterizovat při určité teplotě pouze na základě tokové křivky (reogramu), která popisuje tokové chování v závislosti na smykovém napětí a smykové rychlosti pro širší oblast hodnot. Platí pro ně analogicky s Newtonovým zákonem rovnice: τ = η. D
Kde η je zdánlivá viskozita, která není látkovou konstantou, ale závisí na rychlosti deformace nebo tečném napětí a D je gradient rychlosti. K charakterizaci toku nenewtonských kapalin je proto nutno znát průběh závislosti η.
Podle chování se nenewtonské kapaliny rozdělují na: • pseudoplastické a diletantní – viskozita je závislá na smykové rychlosti, • binghamské – kapaliny vykazující mez toku, • tixotropní a reopexní – kapaliny s časově závislou viskozitou (PIRKL, 2005).
17
3.3.1.1 Pseudoplastické kapaliny Jsou to kapaliny, jejichž zdánlivá viskozita se s rostoucím gradientem rychlosti zmenšuje. Podle průběhu tokové křivky se někdy rozlišují dvě podskupiny: pravé pseudoplastické kapaliny a strukturně viskózní kapaliny, u nichž lze stanovit dvě limitní hodnoty viskozity. Jsou to např. roztoky a taveniny polymerů, roztoky mýdel a detergentů, některé suspenze apod. Z technického hlediska je pseudoplasticita zpravidla vítanou vlastností, poněvadž snižuje energetickou náročnost při míchání, toku kapalin potrubím apod. (PIRKL, 2005).
3.3.1.2 Dilatantní kapaliny Dilatantní kapaliny, jsou kapaliny, jejichž zdánlivá viskozita roste s rostoucím gradientem rychlosti. Toto chování je poměrně řídké a bylo pozorováno v některých vysoce koncentrovaných suspenzích (např. v PVC plastisolech). Jelikož zpravidla komplikuje technologické procesy, je žádoucí dilataci pokud možno potlačit změnou složení (PIRKL, 2005).
3.3.1.3 Binghamské kapaliny Jsou to kapaliny s plastickou složkou deformace, u nichž dochází k toku až po překročení určitého prahového smykového napětí, tzv. meze toku (kluzu) τk. Patří sem např. koncentrované průmyslové a odpadní (splaškové) kaly, kašovité suspenze křídy a vápna aj. Pro tyto plastické kapaliny platí vztah (PIRKL, 2005): t − tk = ho .D
18
3.3.1.4 Tixotropní kapaliny
Jedná se hlavně o barvy, laky a jiné nátěrové hmoty. Zdánlivá viskozita těchto kapalin je tím nižší, čím delší tečné napětí na kapalinu působí, přičemž je tento jev vratný a na tokové křivce je možné pozorovat hysterzní smyčky (PIRKL, 2005).
3.3.1.5 Reopexní kapaliny Obrácený jev k tixotropii – reopexie, kdy zdánlivá viskozita roste s dobou působení napětí, se vyskytuje dost vzácně (PIRKL, 2005). Reopexní tekutinou je např. sádra smíšená s vodou. Je-li v klidu, zůstává poměrně dlouho vláčná. Pohybuje-li se s touto směsí, pak tečné napětí roste a rychleji tuhne. Takto se chovají některé umělé hmoty používané v zemědělském opravárenství, ve stavebninách apod., jejichž zdánlivá viskozita během smykového namáhání s časem roste (GRODA, 2002).
3.4 Metody měření viskozity K měření viskozity se běžně používají průtokové, pádové a rotační viskozimetry, z nichž však pouze poslední typ a speciální kapilární viskozimetry umožňují dostatečně charakterizovat tokovou křivku nenewtonských kapalin. Podmínkou správného měření je vždy laminárnost proudění v celém rozsahu měření a dobře definovaná geometerie toku (možnost určování D a τ) v případě nenewtonských kapalin (PIRKL, 2005).
3.4.1 Rotační viskozimetr Skládá se z dvou soustředných válců, mezi kterými je úzká mezera, vyplněná kapalinou. Vnější válec se otáčí konstantní úhlovou rychlostí, vnitřním třením kapaliny se otáčivý moment přenáší na druhý válec, zavěšený na torzním vlákně. Po ustálení rovnováhy se měří úhel pootočení válce od původní polohy φ, který je úměrný úhlové
19
rychlosti vnějšího válce ω a viskozitě kapaliny (K je konstanta přístroje) (BARTOVSKÁ, ŠIŠKOVÁ, 2002): ϕ = K .η .ω
Místo dvou válců se zvláště pro viskóznější kapaliny často používá uspořádání kužel – deska. V obou případech se měrná kapalina dává do úzké štěrbiny mezi dvě plochy, takže při měření se vystačí s malým množstvím kapaliny (cca 0,1 ml). V tomto případě je celý vzorek podroben konstantní rychlosti smykové deformace a jsou potlačeny koncové a krajové efekty. Temperace vzorku je v důsledku velké chladící plochy a tenké vrstvy velmi účinná. Nevýhodou je omezená použitelnost tohoto systému pro suspenze a disperze (větší částice narušují tokové poměry v klínové mezeře) (PIRKL 2005).
válec - válec
kužel - deska
b) a) Obr. 3: Schéma základních typů uspořádání rotačních viskozimetrů (PIRKL, 2005)
Rotačním viskozimetrem podle obr. 3 lze určovat viskozitu také tím způsobem, že necháme vnitřní válec konat torsní kmity uvnitř stojícího vnějšího válce, když předtím vhodně upravíme velikost jeho momentu setrvačnosti. Mluvíme potom o viskozimetru torzním. Viskozita se určí měřením útlumu kmitů kmitajícího válce (PIRKL, 2005).
20
3.4.2 Pádový (tělískový) viskozimetr Měření těmito přístroji je založeno na měření rychlosti pádu známého tělíska (obvykle koule) v kapalině, jejíž viskozitu určujeme. Podle Stokesova zákona pro rychlost pádu platí rovnice: v = F / 6π .η .r
F = ¾π .r 3 . ( ρ – ρ o ) .g
kde ρ a ρo jsou hustoty kapaliny a tělíska a r je poloměr tělíska. Pro stanovení viskozity se pak používá vztah:
η = 2g.r 2 ( ρ – ρ o ) / 9v
Nejjednodušším tělískovým viskozimetrem je viskozimetr Stokesův. Jiným přístrojem této skupiny je technický viskozimetr Höpplerův v němž padá kulička skleněnou trubicí skloněnou od vertikály o 10° o průměru málo větším než je průměr koule. V obou případech je měření viskozity převedeno na měření doby pádu kuličky. Výměna kuliček umožňuje kvalitativní zjištění, závisí-li viskozita na gradientu rychlosti či nikoliv, tj. zda se zkoumaná kapalina chová newtonovsky nebo nikoliv (PIRKL, 2005).
21
T – trubice naplněná zkoumanou kapalinou M1,M2 – rysky K – kulička P – termostatovací kapalina
Obr. 4: Schéma Höpplerova kuličkového viskozimetru (PIRKL, 2005)
Stokesův viskozimetr je skleněný válec naplněný zkoumanou kapalinou. Je opatřen teploměrem a otvorem pro vhazování kuliček. K určení dynamické viskozity η je třeba znát hodnotu těchto veličin: hustotu ρ kuličky, hustotu ρp vzorku při dané teplotě, poloměr r kuličky a její rovnoměrnou rychlost ve vzorku. K určení ρ je třeba určit hmotnost a poloměr kuličky (vážením na analytických vahách, mikrometrickým šroubem). K zjištění rychlosti je třeba měřit čas, za který kulička urazí ve vzorku známou dráhu. Je nutno si ověřit, je-li pohyb kuličky blízký rovnoměrnému přímočarému pohybu.
22
Obr. 5: Schéma Stokesova viskozimetru (převzato z http://fyzport.fjfi.cvut.cz/)
3.4.3 Kapilární (průtokový) viskozimetr Pro průtok kapaliny kapilárou platí Poiseuillova rovnice. Potřebný rozdíl tlaků je vytvořený hydrostatickým tlakem kapaliny ve svislé kapiláře. Měří se čas, za který proteče určitý objem kapilárou. Obvykle se postupuje srovnávací metodou:
τ η ρ = ∗ τ ´ η´ ρ ´
kde τ, τ´ jsou doby průtoků stejných objemů měřené a srovnávací kapaliny kapilárou viskozimetru, η a η´ viskozity měřené a srovnávací kapaliny a ρ a ρ´ hustoty měřené a srovnávací kapaliny. Kapilární metoda je vhodná na měření viskozity ne příliš viskózních kapalin (BARTOVSKÁ, ŠIŠKOVÁ, 2002). Nejznámějšími
typy
jsou
viskozimetr
Englerův,
Ostwaldův,
Kohlův
a
Ubbehlohdeův. Pro měření tokových křivek nenewtonských kapalin je nutno používat průtokový kapilární viskozimetry s nastavitelným tlakovým spádem. Přímo měřitelné veličiny jsou pak objemový průtok V a tlakový spád ∆p na měrné kapiláře s poloměrem
23
R a délkou l. Z těchto hodnot lze vypočítat konzistenční proměnné τs, Ds a zdánlivou viskozitu podle vztahů:
τ s = ∆p.R / 2l
Ds = 4V / π .R 3
η = τ s / Ds = 2∆p.V / π .l.R 2 Potřebný tlakový spád se vytváří různou výškou sloupce měrné kapaliny, tlakem interního plynu nebo zatěžovacím pístem. Měří se buď objemový průtok (běžnější, méně náročný způsob) nebo tlakový spád (vyžaduje spolehlivé objemové dávkování se stabilním výkonem). Přesnost měření závisí především na výběru správné kapiláry s dobře definovanými parametry a na měření tlakového rozdílu (PIRKL, 2005).
Obr. 6: Schéma průtokových (kapilárních) viskozimetrů (PIRKL, 2005)
3.4.4 Výtokový viskozimetr Výtokový viskozimetr se skládá z kalibrované nádobky o objemu 200 cm3 a výtokové dírky. Princip měření je založený na měření času výtoku měřené kapaliny t,
24
který se vztahuje na čas výtoku destilované vody t1 při teplotě 20°C. Tento poměr udává viskozitu ηe ve stupních Englera °E:
η e =t / t1
Englerův výtokový viskozimetr je určen pouze k měření viskozity newtonských kapalin (DZIANIK, 2011).
Obr. 7: Schéma Englerova výtokového viskozimetru (DZIANIK, 2011) Popis Englerova výtokového viskozimetru z obr. 7 : 1 – temperovaná nádoba, 2 – teploměr, 3 míchadlo, 4 – výtoková dírka s průměrem 2,8 mm, 5 – uzávěr dírky, 6 – stojan, 7 – ohřev pláště, 8 – temperovací lázeň, 9 – odměrná nádobka na měření průtoku s objemem 200 cm3
25
3.5 Složení tuků Nejvýznamnější skupinou lipidů jsou estery vyšších mastných kyselin s glycerolem (triacylglyceroly), zvané též tuky. Z technického hlediska je dělíme na pevné až mazlavé tuky (tuky v užším smyslu) a na oleje, které jsou kapalné při pokojové teplotě. V molekulách triacylglycerolů se karboxylové kyseliny různě kombinují, takže jde o směsné látky s neurčitou teplotou tání (tají v určitém teplotním rozmezí). Platí, že čím je vyšší obsah nenasycených mastných kyselin a čím jsou řetězce mastných kyselin kratší, tím je nižší teplota měknutí tuku. Na tomto poznatku je založeno ztužování rostlinných olejů při výrobě pevných pokrmových tuků (margarinů). Dvojné vazby nenasycených kyselin se katalyticky hydrogenují vodíkem (pod tlakem a za vyšší teploty) na kyseliny nasycené, teplota měknutí se tím zvyšuje a olej přechází na pevný tuk (KOLÁŘ, KODÍČEK, POSPÍŠIL, 2005). Rostlinné oleje obsahují vedle triacylglycerolů, které jsou hlavní složkou, také řadu bioaktivních sloučenin, které mají pozitivní vliv na zdraví nebo určité fyziologické funkce. Uvedené sloučeniny se nacházejí ve větším množství v semenech olejnin a ovoce. Jsou obsaženy v surových (nerafinovaných) olejích, avšak během konvenčního postupu rafinace se významné množství těchto látek ztrácí. Zajistit větší množství prospěšných sloučenin v jedlých olejích lze buď novými technikami rafinace, nebo modifikací konvenčních postupů. Tyto postupy by však vedly pravděpodobně ke zvýšení obsahu jiných minoritních sloučenin v olejích s pozitivními nebo negativními důsledky (KVASNIČKOVÁ, 2006).
3.5.1 Mastné kyseliny (MK) V přírodě se vyskytují 4 druhy MK: -
nasycené MK
-
nenasycené s jednou dvojnou vazbou (mononenasycené), (MNMK)
-
nenasycené s několika dvojnými vazbami (polynenasycené), (PNMK)
-
MK s trojnými vazbami a s různými substituenty (rozvětvené, cyklické nebo MK s kyslíkatými, sirnými nebo dusíkatými funkčními skupinami) Podle podílu jednotlivých skupin mastných kyselin je možné rostlinné tuky a oleje rozdělit na:
26
1) Tuky ze semen palem: s vysokým obsahem nasycených mastných kyselin. Obsahují obecně malé množství olejové kyseliny a jen stopy polynenasycených mastných kyselin (např. kokosový a palmojádrový tuk) 2) Rostlinná másla (kakaové) mají obsah nenasycených mastných kyselin podobný jako v živočišných tucích a tvoří je hlavně kyselina olejová (např. kakaové máslo z bobů kakaovníku, Theobroma cacao). Kakaové máslo je nedostatkové a proto se nahrazuje několika jinými rostlinnými másly a loji (z afrických, indických a čínských rostlin). Jejich hlavními složkami jsou triacylglyceroly s kyselinou palmitovou a olejovou. 3) Oleje s převažující kyselinou olejovou a malým množstvím polynenasycených mastných kyselin. Olivový olej obsahuje nejvíce olejové a málo linolové kyseliny. Šlechtěné slunečnice, světlice a podzemnice se složením mastných kyselin blíží olivovému oleji. 4) Oleje se středním obsahem linolové kyseliny a neobsahující kyselinu linolenovou (podzemnicový). 5) Oleje s vysokým obsahem linolové kyseliny a neobsahující kyselinu linolenovou (slunečnicový, sezamový). 6) Oleje obsahující hodně linolenové kyseliny (sójový, bezerukový, řepkový, lněný). 7) Oleje obsahující specifické mastné kyseliny, jako γ-linolenovou (pupálkový, brutnákový, rybízový a angreštový) (STRATIL, 2009).
3.6 Získávání rostlinného oleje 3.6.1 Zpracování olejnin Z olejnin se tuk získává lisováním pod vysokým tlakem nebo extrakcí rozpouštědly, nejčastěji hexanem. V praxi se nejčastěji oba způsoby kombinují. Semena se rozdrtí, po ovlhčení se záhřevem rozloží přítomné lipoproteiny a vločky se pak lisují obvykle v kontinuálních šnekových lisech. Z extraktu tuků tzv. miscela se rozpouštědlo oddestiluje a zbytek se odstraní destilací s vodní parou. Tzv. panenské oleje se získávají pouhým lisováním, zejména u oleje z oliv. Sójový olej se často získává jen extrakcí, protože obsah oleje činí jen kolem 20% a kombinovaný způsob by byl zbytečně nákladný (STRATIL, 2009).
27
3.6.2 Rafinace rostlinných olejů Rostlinné oleje získané ze semen lisováním a extrakcí mají nepříjemné organoleptické vlastnosti. Proto se rafinují. Rafinace zahrnuje odslizení (hydrataci), odkyselení (neutralizaci), bělení a deodoraci. Surový olej se nejprve zbaví tuhých podílů (částí semen, buněčných pletiv a nečistot) filtrací nebo odstředěním. Pak následuje odslizení, při kterém jsou odstraněny bílkoviny, sacharidy, rostlinné slizy, produkty oxidace mastných kyselin a heterolipidů. Pak se olej zbaví volných mastných kyselin tzv. alkalickou rafinací neutralizací hydroxidem nebo uhličitanem sodným. Bělením bělící hlinkou nebo jiným adsorbentem se odstraní barviva a zbytky mýdel vzniklých při odkyselení. Destilací s vodní parou za sníženého tlaku se odstraní těkavé látky (deodorace). Jsou nositelem nepříjemné pachuti surových olejů. Při fyzikální rafinaci se vynechává alkalická rafinace a volné mastné kyseliny se odstraní až při deodorizaci. Panenský olivový olej se jen přefiltruje a nerafinuje. Výsledný rafinovaný olej je téměř čistá směs triacylglycerolů s malým množstvím parciálních esterů glycerolu a některých žádoucích doprovodných látek (tokoferol) (STRATIL, 2009).
3.7 Popis vybraných druhů rostlinných olejů 3.7.1 Olivový olej Olivový olej je olej získaný z oliv (Olea europaea) lisováním či jinými mechanickými postupy. Je používán především při výrobě pokrmů, v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Olivový olej je typickou součástí středomořské kuchyně. Konzumace olivového oleje je považována za zdraví prospěšnou, protože obsahuje mono-nenasycené mastné kyseliny a vitamin E. Pro lisování olivového oleje se sklízí olivy tradičním způsobem, tj. tlučením dlouhou palicí do větví stromů. Olivy padají do rozprostřených plachet pod stromem. Sklizeň trvá od listopadu do ledna v závislosti na odrůdě a stupni zralosti. Poté se olivy očistí a rozemelou, takto zpracované se dostanou do lisů, kde z nich vzniká olej, který se po přefiltrování plní do lahví. Olej musí být vylisován do čtyř dnů od sklizně, aby byla zachována jeho kvalita a především všechny látky v olivách obsažené.
28
Podle vyhlášky 77/2003 Sb.32 se olivové oleje dělí na panenské, rafinované a směsi obou skupin (WIKIPEDIA, 2011).
3.7.2 Slunečnicový olej Slunečnicový olej je netěkavý olej získaný ze semen slunečnice (Helianthus annuus). Běžně se používá jako jedlý olej do potravin a také jako zvláčňující složka v kosmetických přípravcích. Vyrábí se několik typů slunečnicového oleje, např. s vysokým obsahem kyseliny linolové, s vysokým obsahem kyseliny olejové nebo se středním obsahem kyseliny olejové. Na profil nenasycených mastných kyselin má silný vliv genetika a podnebí. Slunečnicový olej obsahuje také lecitin, tokoferoly a vosky. Jeho vlastnosti jsou typické pro rostlinný triglyceridový olej. Má nevýraznou chuť a vzhled, obsahuje velké množství vitaminu E. Je kombinací mononenasycených a polynenasycených mastných kyselin s nízkým obsahem nasycených mastných kyselin (WIKIPEDIA, 2011).
3.7.3 Řepkový olej Řepkový olej je druh oleje, který se získává ze semen rostliny řepky olejné. Získává se podle standardních mezinárodních postupů. Získaný surový olej se používá při výrobě mnoha potravin např. majonéz, tatarských omáček a rostlinných tuků. Dá se na něm i dobře smažit. Dále se používá též do salátů či nálevů, či jako přísada do nafty. Ze srovnání u nás běžně používaných olejů vychází jako jednoznačný vítěz řepkový olej, jehož složení splňuje výživové požadavky. Obsahuje velmi málo nasycených kyselin, naopak vysoké procento „neutrálních“ mononenasycených mastných kyselin a prospěšných vícenenasycených mastných kyselin omega-3 a omega-6 (SUCHÁNEK, 2008).
29
4 MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ
4.1 Popis měřených vzorků rostlinných jedlých olejů Při měření byly použity celkem dva vzorky jednodruhových rostlinných olejů, a to olej kukuřičný značky Floriol a řepkový značky Ceresol. Oba tyto oleje jsou běžně dostupné v distribuční obchodní síti a liší se od sebe zejména chemickým složením. U obou vzorků bylo provedeno měření viskozity v závislosti na zvyšující se teplotě za použití rotačního viskozimetru Anton Paar DV-3P.
Kukuřičný olej Floriol Údaje uvedené na obalu: - 100% kukuřičný olej - Energetická hodnota: 3700 kJ (900kcal)/100g - Složení (na 100g): 0 g bílkovin, 0g sacharidů, 100g tuku - Zastoupení mastných kyselin: Nasycené MK – 14%, mononenasycené MK – 30%, polynenasycené MK - 56% - Výrobce: maďarská firma Bunge Rt. - Dovozce do ČR: Zluva – IMPOEXPO spol. s.r.o.
Výrobce na obalu rovněž uvádí, že olej je výborný na pečení, smažení, do salátů a majonéz.
Řepkový olej Ceresol Údaje uvedené na obalu: - Řepkový olej nízkoerukový - Energetická hodnota: 3700 kJ (900kcal)/100g - Složení (na 100g): 0g bílkovin, 0g sacharidů, 100g tuku - Nízký obsah cholesterolu - Výrobce: Setuza a.s., Ústí n. Labem, ČR
30
4.2 Použité zařízení K měření viskozity jedlých rostlinných olejů byl použit rotační viskozimetr Anton Paar DV-3P, který měří krouticí moment rotujícího vřetena ponořeného do vzorku. Tento viskozimetr pracuje na principu měření kroutící síly nutné k překonání odporu rotujícího válce nebo disku ponořeného v měrném materiálu. Rotující válec nebo vřeteno jsou propojeny přes pružinu s hřídelí motoru, který se točí definovanou rychlostí. Úhel pootočení hřídele je měřen elektronicky a poskytuje přesnou informaci o poloze hřídele, potažmo vřetene. Z měřených hodnot je na základě interních výpočtů přímo zobrazena hodnota dynamické viskozity v mPa.s-1. Pro kapaliny s konstantní viskozitou odpor vůči pohybu roste s velikostí vřetena. Rozsah měření pro stanovení reologických vlastností materiálu může být přizpůsoben zvolením vhodné kombinace vřetene a rychlosti otáčení. Pro získání relevantních výsledků měření je nezbytné znát nejdůležitější reologické vlastnosti vzorku. Je tedy třeba vyhodnotit, o jaký typ materiálu se jedná a správně jej klasifikovat (SEVERA, 2008).
Obr. 8: Rotační viskozimetr Anton Paar DV-3P (SEVERA, 2008)
31
Obr. 9: Schématické znázornění mechanismu měření (SEVERA, 2008)
4.3 Postup měření Při analýze byla sledována změna viskozity v důsledku změny teploty. U newtonovských kapalin, za které oleje v našem případě mohou být považovány, viskozita klesá se zvyšující se teplotou. Před vlastním měřením viskozity vzorků bylo nutné vypočítat měrnou hmotnost vzorků a to zvážením 50 ml každého vzorku v kádince, jejíž hmotnost byla poté odečtena. Výpočet měrné hmotnosti byl proveden podle vzorce:
ρ=
m . V
32
Vypočítané hodnoty hustoty jsou uvedeny v tab. 2.
Tab. 2: Vypočítaná hustota vzorků
Floriol
Ceresol
objem V
50 ml
50 ml
hmotnost m
42,54 g
42,41 g
hustota ρ
0,8508 g/cm3
0,8482 g/cm3
Tato naměřená hustota byla nastavena na rotačním viskozimetru. Jako vřeteno bylo použito standardizované vřeteno R2, které je nejvhodnější k měření viskozity kapalin podobných vlastností, jako má jedlý rostlinný olej. Hodnota otáček vřetena byla nastavena na 20 otáček za minutu. Kádinka s naměřenými 50 ml vzorku oleje byla umístěna do měřícího prostoru viskozimetru na topnou spirálu, aby bylo možné vzorek během měření viskozity zahřívat. Do kádinky bylo vloženo měřící vřeteno R2, teplotní senzor Pt 100 a spustilo se měření kinematické viskozity. Záznam naměřených údajů probíhal každých 5 sekund přímo do programu v počítači.
4.4 Matematický model Mocninná funkce s exponentem n je každá funkce f vyjádřená ve tvaru f: y=xn. Definiční obor a obor hodnot jsou závislé na tom, z jaké množiny je exponent. Mocninné funkce můžeme rozdělit podle exponentu: exponent je přirozené číslo, celé záporné číslo, převrácená hodnota přirozeného čísla, racionální číslo, reálné číslo, exponent je nula. Mocninné funkce v sobě zahrnují lineární funkce, kvadratické funkce a funkce iracionální. V případě prezentovaných výsledků a dat týkajících se rostlinných olejů bylo exponentem přirozené číslo. Gaussův model, jak byl uveden výše, je založen na podobném principu. Modelování teplotních závislostí kapalin pomocí výše uvedených funkcí je běžnou praktikou často uváděnou v literatuře. Kromě těchto funkcí je ovšem možno využít i další funkce – např. Fourierovy řady, racionální funkce apod.
33
4.5 Vlastní měření K zjištění korelace mezi naměřenými a vypočítanými hodnotami pro vzorky jedlých rostlinných olejů byla jako první použita metoda Gaussova. U vzorku oleje značky Ceresol byla pomocí Gaussova modelu zjištěna korelace R2 = 0,9972 a u oleje značky Floriol byla zjištěna korelace R2 = 0,9997 při použití vztahu: a1* exp ( − (( x − b1) / c1) 2 ) + ... + a 4 * exp ( − (( x − b 4) / c 4) 2
Další použitou metodu k zjištění korelace mezi hodnotami naměřenými a vypočítanými u našich vzorků je metoda mocninná. Pomocí mocninného modelu byla zjištěna korelace R2 = 0,9962 u oleje značky Ceresol a R2 = 0,9904 u oleje značky Floriol při použití vztahu: a * xb + c
Teplotní závislost viskozity oleje Ceresol znázorňuje graf na obr. 10. V grafu je zobrazena Gaussova funkce i mocninový model.
Obr. 10: Graf závislosti dynamické viskozity na teplotě – Ceresol
34
Nejvyšších hodnot nabývá viskozita při počáteční teplotě 19 °C a to 108 mPa.s-1. Nejintenzivnější pokles viskozity probíhal do teploty 40°C o 50% počáteční hodnoty viskozity na hodnotu 53 mPa.s-1. Při dalším zvyšování teploty nebyl pokles viskozity tak intenzivní. Po dosažení koncové teploty 82 °C byla naměřena hodnota viskozity 33 mPa.s-1. Drobná výchylka znázorněna v grafu není způsobena technologickým složením oleje, ale nepřesností v našem měření. Podle korelace a grafu je zřejmé, že použitím Gaussova modelu bylo dosaženo větší přesnosti, ale oba modely k vyhodnocení závislosti viskozity na teplotě byly vybrány správně. Teplotní závislost viskozity oleje Floriol znázorňuje graf na obr. 11. Na obr. 11 je rovněž znázorněna Gaussova funkce a mocninový model.
Obr. 11: Graf závislost dynamické viskozity na teplotě - Floriol Nejvyšších hodnot nabývá viskozita 116,4 mPa.s-1při počáteční teplotě 8,7 °C. Zvyšováním teploty viskozita klesala o desítky jednotek až po dosažení teploty 50 °C a to na hodnotu 43 mPa.s-1. Při dalším zvyšování teploty nedocházelo k velkému poklesu viskozity. V intervalu 50 °C - 85 °C byl pokles viskozity o 9 mPa.s-1. Měření bylo ukončeno při teplotě 85 °C s konečnou hodnotou viskozity 34 mPa.s-1. Podle přesnosti korelace je zřejmé, že pro rostlinný olej Floriol je vhodnější použít metodu Gaussovu.
35
5 ZÁVĚR Precizní popis a exaktní pochopení tokových a obecně reologických vlastností rostlinných olejů je zcela nezbytné pro plánování řady technologických úkonů – plnění, transport, skladování, mísení, filtrování apod. Obecné charakteristiky olejů jsou známé a byly již dříve opsány v literatuře. Experimentální data o konkrétních olejích, které vykazují jistou míru variability od „průměrných“ či modelových výrobků, známa nejsou. V případě rostlinných olejů se viskozita dynamická, respektive kinematická, mění především s teplotou. Její hodnoty ovlivňují pochopitelně i další faktory (částečně např. délka skladování). Viskozita se naopak nemění s různou rychlostí zatěžování, protože rostlinné oleje patří do kategorie newtonovských kapalin. Tento fakt je obecně akceptován, přestože určité změny chování byly v literatuře zaznamenány. Tato bakalářská práce se zabývá shrnutím dosavadních poznatků v oblasti tokových vlastností rostlinných olejů a popisem možností a metod jejich stanovení. Součástí práce bylo experimentální hodnocení a analýza dvou olejů, a to řepkového oleje značky Ceresol a kukuřičného oleje značky Floriol .U obou vzorků byla sledována teplotní závislost viskozity. V obou případech došlo, v souladu s očekáváním, k poklesu viskozity se zvyšující se teplotou. Konkrétně z 19 °C na 82 °C u řepkového oleje Ceresol na hodnotu viskozity 33 mPa.s-1 z původních 108 mPa.s-1 a z 8,7 °C na 85 °C u kukuřičného oleje Floriol na hodnotu viskozity 34 mPa.s-1 z původních 116,4 mPa.s-1. Teplotní závislosti byly modelovány pomocí dvou matematických postupů – Gaussova a mocninného modelu. Volba a teoretická podstata těchto modelů byla zdůvodněna v textu práce. V obou případech došlo k vysoké shodě experimentálních dat s modelem a je možno konstatovat, že jsou pro simulaci chování oleje vhodné. Při použití Gaussova modelu byla zjištěna korelace R2 = 0,9972 u řepkového oleje značky Ceresol a R2 = 0,9997 u oleje značky Floriol. Při použití mocninného modelu byla zjištěna korelace R2 = 0,9962 u oleje značky Ceresol a R2 = 0,9904 u oleje značky Floriol. Na závěr této bakalářské práce je možno uvést, že vytčené cíle byly splněny. Teoretický popis i výsledky praktických měření a modelových simulací jsou použitelné nejen pro detailní studium této problematiky, ale též pro řešení technologických problémů. Podrobnějšímu zkoumání a analýze většího počtu vzorků by ovšem měla být věnována
další
pozornost,
např.
v rámci
36
řešení
diplomové
práce.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY BARTOVSKÁ, L., ŠIŠKOVÁ, M.: Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2002, 163 s.
BARTUŠKA, K., SVOBODA, E., 2004: Molekulová fyzika a termika. Prometheus, Praha, 244 s.
BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M., BUJOK, P., 1997: Mechanika. Prometheus, Praha, 343 s.
BUCHAR, J., 1990: Fyzika I. 1. vyd. Brno, Vysoká škola zemědělská v Brně, 198 s.
DAUBERT, C. R. and FOEGEDING, E. A.: Rheological principles for food analysis. In Food Amalysis (3rd ed., pp. 507 – 508), New York, 2003
DZIANIK, F.: Meranie reologickej vlastnosti kvapaliny. Databáze online [cit. 2011-153]. Dostupné na WWW:
GRODA, B. (ed.), 2002: Mechanika tekutin a suspenzí. MZLU v Brně, Brno, 210 s.
GRODA, B., VÍTĚZ, T., 2009: Mechanika tekutin I., 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 211 s.
KOLÁŘ, K., KODÍČEK, M., POSPÍŠIL, J., 2005: Chemie II pro gymnázia (organická a biochemie). SPN, 128 s.
KVASNIČKOVÁ, A., 2006: Peptidy a proteiny v rostlinných olejích. Databáze online [cit. 2011-20-3]. Dostupné na WWW:
37
PIRKL, S., 2005: Reologie a reometrie kapalin. Databáze online [cit. 2011-10-3]. Dostupné na WWW:
SEVERA, L., 2008: Tixotropní chování vybraných druhů potravin. Habilitační práce (in MS, dep. Knihovna Mendelu v Brně), MZLU v Brně, Brno, 113 s.
STRATIL, P., 2009: Základy chemie potravin. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 465 s.
SUCHÁNEK, P., 2008: Řepkový olej. Databáze online [cit. 2011-20-3]. Dostupné na WWW:
TARÁBEK, P. (ed.), 2004: Odmaturuj z fyziky. Didaktis, 224 s.
URUBA, V. 2011: Měření viskozity kapalin. Databáze online [cit. 2011-15-3]. Dostupné na WWW:
WIKIPEDIA: Viskozita. Databáze online [cit. 2011-15-3]. Dostupné na WWW:
WIKIPEDIA: Olivový olej. [cit. 2011-20-3]. Dostupné na WWW:
WIKIPEDIA: Slunečnicový olej. [cit. 2011-20-3]. Dostupné na WWW:
38
SEZNAM OBRÁZKŮ: Obr. 1: Závislost viskozity vody na teplotě Obr. 2: Proudění kapaliny trubkou kruhového průměru Obr. 3: Schéma základních typů uspořádání rotačních viskozimetrů Obr. 4: Schéma Höpplerova kuličkového viskozimetru Obr. 5: Schéma Stokesova viskozimetru Obr. 6: Schéma průtokových (kapilárních) viskozimetrů Obr. 7: Schéma Englerova výtokového viskozimetru Obr. 8: Rotační viskozimetr Anton Paar DV-3P Obr. 9: Schématické znázornění mechanismu měření Obr. 10: Graf závislosti dynamické viskozity na teplotě – Ceresol Obr. 11: Graf závislost dynamické viskozity na teplotě - Floriol
39
SEZNAM TABULEK: Tab. 1: Přehled viskozity některých tekutin Tab. 2: Vypočítaná hustota vzorků
40
