Способ определения кислотного числа
METHOD FOR DETERMINING ACID NUMBER

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способу определения кислотного числа, может быть использовано для определения кислотного числа в погонах дезодорации и дистилляции растительных масел и других продуктах переработки растительных масел, а также в натуральных жирных кислотах в технохимическом производственном контроле.
Известен способ определения кислотного числа масла или жира, включающий отбор пробы масла или жира, смешивание его с реагентом, при этом в качестве реагента используют реагент, состоящий из 0,1-0,3 молярного раствора триэтаноламина и 0,01-0,03 молярного раствора соли сильного основания и сильной кислоты в водном растворе изопропилового спирта концентрацией 50%, смешивание пробы масла или жира с реагентом осуществляют в течение не более 1 мин, а после смешивания определяют значение рН полученной смеси, по значению рН вычисляют концентрацию ионов водорода, при этом кислотное число масла или жира находят по калибровочной кривой, построенной в координатах «кислотное число масла или жира - концентрация ионов водорода смеси» (Патент RU №2356049 опубл. 20.05.2009 г. Бюл. №14).
Недостатком данного способа является сложность его реализации, обусловленная необходимостью повторения последовательности действий способа при определении кислотного числа для каждого исследуемого образца, а также ограниченное применение, в виду его использования только для определения кислотного числа растительных масел.
Известен способ определения кислотного числа темноокрашенного растительного масла, включающий отбор образца масла, смешивание его с водным раствором щелочного металла с получением смеси, помещение смеси в датчик импульсного ЯМР-анализатора, измерение значений амплитуд сигналов ЯМР и вычисление значения кислотного числа по градуировочному уравнению, при этом в качестве водного раствора щелочного металла используют водный раствор гидроксида натрия концентрацией 0,5-0,7 моль/дм3, при этом смешивание масла с водным раствором гидроксида натрия осуществляют при температуре 20-25°С и соотношении масло - водный раствор гидроксида натрия (1:2)-(1:3) в течение 5-10 с, а объем смеси, помещаемый в датчик ЯМР-анализатора, соответствует 10 мл.
Недостатком данного способа является сложность его реализации, обусловленная необходимостью повторения последовательности действий способа при определении кислотного числа для каждого исследуемого образца, а также ограниченное применение, в виду его использования только для определения кислотного числа растительных масел.
Прототипом изобретения является способ определения  кислотного числа  в растительных маслах, включающий приготовление калибровочных образцов, смешением гексановой кислоты и рафинированного рапсового масла в диапазоне концентраций кислотного  числа от 0 до 2,08 % гексановой кислоты (пересчет на олеиновую кислоту составляет от 0 до 5,14%),  измерение оптической плотности калибровочных образцов, построение калибровочного графика и определение калибровочной зависимости, определение оптической плотности исследуемого образца, определение значения содержания свободных жирных кислот в исследуемом образце по калибровочной зависимости (Automated and Simultaneous Determination of Free Acids and Peroxide Values in Edible Oils by FTIR Spectroscopy Using Spectral Reconstitution Xiuxhu YU, Shuangkui DU, ZFrederick R. Van de VOORT, Tianli YUE, and Zhixi LI / ANALYTICAL SCIENCES /May 2009, VOL.25 p.627-632).
Недостатком прототипа является его ограниченное применение, ввиду его использования только для определения кислотного числа растительных масел.
В настоящее время на территории Российской Федерации действует ГОСТ 29039–91 Кислота олеиновая техническая, приемка и методы испытаний. Пункт 2.11 описывает способ определения кислотного числа в олеиновой кислоте. Сущность этого метода заключается в растворении образца в горячем этиловом спирте и титровании спиртовым раствором гидроокиси калия в присутствии индикатора фенолфталеина. Недостатками этого метода является субъективность определения конечной точки титрования.
Задачей изобретения является разработка способа определения кислотного числа в продуктах переработки растительных масел, в частности погонов дезодорации и дистилляции растительных масел и других продуктов переработки растительных масел, а также натуральных жирных кислот.
Техническим результатом изобретения является реализация способа определения кислотного числа позволяющая обеспечить высокую точность и экспрессность определения показателя «кислотное число».
при этом
Технический результат достигается тем, что способ определения  кислотного числа в продуктах переработки растительного масла, включает приготовление калибровочных образцов, измерение оптической плотности калибровочных образцов, определение значения кислотного числа, построение калибровочного графика и определение калибровочной зависимости, определение оптической плотности исследуемого образца, определение кислотного числа исследуемой пробы  по калибровочной зависимости, построенной в координатах «кислотное число - оптическая плотность», приготовление калибровочных образцов осуществляют смешиванием олеиновой кислоты с рафинированным дезодорированным маслом в диапазоне концентраций,  характеризуемым значениями кислотного числа от 5 до 196 мгКОН/г, измерение максимальной оптической плотности калибровочного образца и  исследуемого образца осуществляют в диапазоне длин волн ИК-излучения 5848–5872  нм.
Выбор рафинированного дезодорированного подсолнечного масла в качестве второго компонента при приготовлении стандартных образцов обусловлен тем, что в рафинированном дезодорированном масле отсутствуют свободные жирные кислоты, что сводит к минимуму влияние второго компонента смеси на определяемый результат.
Установлено, что экспериментально определенные значения максимальной оптической плотности калибровочных образцов при длине волны ИК-излучения 5848-5872 нм коррелируют (находятся в прямой зависимости) с кислотным числом этих образцов в диапазоне от 5 до 196 мгКОН/г, что позволяет обеспечить построение калибровочного графика (калибровочной зависимости). С физической точки зрения существование указанной зависимости обусловлено наличием валентных колебаний групп жирных кислот [–С=О], количество которых прямо связанной с максимальной  оптической плотностью образцов при длине волны ИК-излучения 5848-5872 нм. Использование рафинированного дезодорированного масла для приготовления калибровочный образцов обусловлено тем, что кислотное число рафинированного дезодорированного масла составляет менее 0,3 мгКОН/г, при этом значение максимума поглощения валентных колебаний группы –С=О, расположенной в карбоксильной группе свободных жирных кислот не оказывает существенного влияния на определения кислотного числа разрабатываемым способом в диапазоне 5-196 мгКОН/г.
Изменение заявленных параметров данного способа приводит к искажению значений оптической плотности исследуемого вещества, а следовательно, к снижению точности способа, т. е. невозможности достичь поставленный технический результат.
Осуществление способа.
Для приготовления калибровочных образцов смешивают олеиновую кислоту с рафинированным дезодорированным маслом в диапазоне концентраций, характеризующихся значением кислотного числа от 5 до 196 мгКОН/г. Количество калибровочных образцов выбирают достаточным для построения калибровочного графика и определения калибровочной зависимости. Нами было выбрано 8 калибровочных образов со значением кислотного числа от 5 до 196 мгКОН/г.
-1
Далее в калибровочных образцах определяют кислотное число по ГОСТ 29039–91 и анализируются методом ИК-спектроскопии на ИК Фурье спектрометре CARY 630 Agilent или другом оборудовании не уступающего его характеристикам в диапазон длин волн ИК-излучения 5848-5872 нм (1709-1703 см). Для этого несколько капель калибровочного образца наносят на кристалл ИК-Фурье спектрометра и проводят измерение в диапазоне длин волн 5848–5872 нм и определяют максимальную оптическую плотность для каждого калибровочного образца.
На основе полученных данных оптической плотности и кислотного числа калибровочных образцов осуществляют построение калибровочного графика и определение калибровочной зависимости «кислотного числа от оптической плотности», которая представлена на фиг.1.
Далее для исследования были отобраны следующие пробы:
– натуральные жирные кислоты;
–  погоны дистилляции;
–  погоны дезодорации.
Пример 1. Несколько капель усреднённой пробы натуральных жирных кислот наносят на кристалл ИК-Фурье спектрометра и измеряют максимальную оптическую плотность в диапазоне длин волн 5848–5872 нм. По уравнению калибровочной зависимости «кислотное число – оптическая плотность» и значению оптической плотности испытуемого образца рассчитывают кислотное число образца натуральных жирных кислот.
Пример 2. Несколько капель усреднённой пробы погонов дистилляции наносят на кристалл ИК-Фурье спектрометра и измеряют максимальную оптическую плотность в диапазоне длин волн 5848–5872 нм. По уравнению калибровочной зависимости «кислотное число – оптическая плотность» и значению оптической плотности испытуемого образца рассчитывают кислотное число образца погонов дистилляции.
Пример 3.  Несколько капель усреднённой пробы погонов дезодорации наносят на кристалл ИК-Фурье спектрометра и измеряют максимальную оптическую плотность в диапазоне длин волн 5848–5872 нм. По калибровочному графику (или уравнению калибровочной зависимости) «кислотное число – оптическая плотность» и значению оптической плотности испытуемого образца рассчитывают кислотное число образца погонов дезодорации.
Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование определяемого показателя
Кислотное число, мгКОН/г
Номер примера
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Результаты поГОСТ 29039–91 п. 2.11
181
152
124
Результаты разработанным методом
176
150
122
Анализ, данных представленных в таблице, показал, что заявляемый способ позволяет обеспечить высокую точность и экспрессность определения показателя «кислотное число».
Таким образом, совокупность заявляемых существенных признаков, позволяет достичь поставленный технический результат.