 |
Самовозгорание растительных продуктов
|
|
|
|
Статистика показывает, что около 80 % пожаров от самовозгорания по причине обусловлено самовозгоранием промасленных волокнистых и сыпучих материалов. В промышленности и в быту применяется огромное количество жиров и масел, которые по своему происхождению можно подразделить на природные, искусственные и синтетические.
Природные масла - добываются из тканей наземных, морских животных и рыб (животный жир), из семян и мякоти плодов различных растений (растительные масла).
Искусственные масла - получают из нефти (это минеральные масла) или из смолы полукоксования каменных углей (каменноугольные масла).
Синтетические масла - получают полимеризацией и поликонденсацией низших алкенов, гликолей и их эфиров, силоксанов и других мономеров.
Все они по применению подразделяются на пищевые, технические, (производство высыхающих пленкообразующих для лаков и красок, ПАВ, глицерина, жирных кислот и другие), смазочные (моторные, индустриальные, трансмиссионные и другие) и не смазочные (электроизоляционные, гидравлические, шпалопропиточные и т.д.) масла.
Большинство из них имеют температуру вспышки в пределах
170-350 °С, температуру самовоспламенения выше 350 °С, поэтому относительно пожаробезопасны. В чистом виде жиры и масла не склонны к самовозгоранию. Но при попадании на волокнистые, пористые и сыпучие вещества и материалы с большой удельной поверхностью многие из них приобретают исключительно высокую способность к окислению кислородом воздуха даже без нагревания. К ним относятся растительные высыхающие масла, подвергавшиеся нагреву минеральные, например, моторные, цилиндровые, закалочные масла и т.п. Рассмотрим их поведение на примере природных жиров и масел.
|
|
|
Растительные масла (льняное, конопляное, хлопковое, подсолнечное другие), а также животные жиры (тресковый, тюлений, китовый, бараний,
говяжий и т.д.) представляют собой смесь сложных эфиров, глицерина и жирных предельных и непредельных кислот общей формулы
СН2ОН О CH2-OCO-R
½ \\ -ЗН2О ½
СНОН + 3C - R ——® CH-OCO-R.
½ / ½
СН20Н НО CH2-OCO-R
глицерин кислота глицерид (жир)
Общее название этих эфиров – глицериды. Они могут содержать как одинаковые, так и разные кислотные остатки. Чаще всего встречаются кислоты с числом атомов углерода 12 – 18.
Глицерин – постоянная составная часть жиров, т.е. входит во все природные жиры. Кислоты же, входящие в состав жиров весьма разнообразны. Из жиров выделено около 50 различных кислот.
Наиболее распространены в жирах и маслах следующие ВЖК.
Предельные кислоты, т.е. не содержащие кратных связей:
С17Н35СООН – стеариновая кислота
С15Н31СООН – пальмитиновая кислота
Непредельные кислоты, т.е. содержащие двойные и тройные связи:
С17Н33СООН – олеиновая кислота (1 двойная связь)
С17Н31СООН – линолевая кислота (2 двойные связи)
С17Н29СООН – линоленовая кислота (3 двойные связи).
Производные углеводородов непредельного ряда способны к реакциям присоединения по месту двойных связей. Поэтому они склонны к окислению кислородом воздуха, а значит и к самовозгоранию. Механизм окисления имеет сложный, многостадийный характер. На начальной стадии процесса кислород воздуха присоединяется по месту двойной связи с образованием нестойкого пероксида, который распадается на два активных радикала, продолжающих далее цепь окисления до промежуточных и конечных продуктов. В общем виде схема зарождения цепи выглядит следующим образом:
О—О
½ ½
R-CH=CH-R' + О2 ¾® R-CH-CH-R' ® R-HCO& + &OCH-R¢.
пероксид
Ненасыщенные соединения по месту двойных связей, помимо кислорода, легко присоединяют галогены, в том числе и йод:
|
|
|
-СН=СН- + J2 ¾® -CHJ - CHJ-.
Эта реакция протекает количественно, поэтому ее используют для оценки непредельности соединений в виде йодного числа.
Йодное число - это количество йода (в граммах), поглощенное 100 граммами жира за счет разрыва кратных связей.
Например, 1 моль триглицерида олеиновой кислоты может присоединить 3 моля иода (в каждой молекуле олеиновой кислоты произойдет разрыв двойной связи):
СН2 – О – ОС – С17Н33 СН2 – О – ОС – С17Н33I2
½ ½
СН – О – ОС – С17Н33 + 3I2 ® СН – О – ОС – С17 Н33I2
½ ½
СН2 – О – ОС – С17Н33 + СН2 – О – ОС – С17 Н33I2
Этот показатель может быть использован в качестве приближенной количественной меры склонности масел и жиров к самовозгоранию (табл.1). Практика показала, что к самовозгоранию склонны жиры и масла с йодным числом выше 50.
Таблица 1 - Йодное число некоторых жиров и масел
| Масло, жир | Содержание ненасыщенных кислот, % | Йодное число, г J2/100 г |
| Льняное | 174-195 | |
| Подсолнечное | 127-136 | |
| Тресковый | 150-175 |
Таким образом, для самовозгорания жиров и масел необходимыми и достаточными условиями являются:
- содержание достаточного количества ненасыщенных углерод углеродных связей (йодное число выше 50 г J2/1OO г);
- большая поверхность окисления и малая теплоотдача. Только будучи нанесенными на большую, развитую поверхность (вата, тряпки, ветошь, пакля, порошки, пористые твердые материалы типа пенопластов, сыпучие материалы и т.п.) масло будет способным к самовозгоранию;
- наличие кислорода внутри материала или доступ его к окисляющей поверхности.
Растительные, высыхающие масла находят широкое применение в производстве лаков и красок, куда обязательно добавляют сиккативы -вещества, ускоряющие, катализирующие процесс окислительной полимеризации лакокрасочных материалов. В этом случае опасность самовозгорания еще выше, что необходимо учитывать при разработке пожарно-профилактических мероприятий.
Заключение
Если вопросы самовозгорания (самовоспламенения) горючих газов и паров теоретически более изучены, то для твердых веществ из-за особенностей их агрегатного состояния этот процесс является более сложным. Спонтанное их воспламенение может произойти при условии, если смесь воздуха с летучими горючими продуктами, образующимися в процессе термического разложения исходного вещества, в какой-либо зоне восходящего потока приобретет достаточно высокую температуру. Для этого необходим нагрев поверхности твердого материала до температуры, обеспечивающей устойчивое выделение необходимого количества летучих продуктов.
|
|
|
|
|
|
