Theoretical and experimental investigation of the effects of hydrogenated vegetable oils on the functional characteristics and emission controls of internal combustion engines

Η αυξανόμενη ζήτηση των ορυκτών καυσίμων, η σταδιακή αύξηση των τιμών τους και η ανάγκη μείωσης των εκπομπών του θερμοκηπίου έχουν οδηγήσει στη διερεύνηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Τα βιοκαύσιμα έχουν τραβήξει αρκετό ενδιαφέρον τις τελευταίες δεκαετίες γιατί είναι ανανεώσιμα, βιοδιασπώμενα και μη τοξικά. Τα υδρογονωμένα λάδια (HVO), είναι δεύτερης γενιάς βιοκαύσιμα παραφίνικης φύσης και παράγονται από διαφόρων τύπων φυτικά λάδια. Το κύριο αντικείμενο της συγκεκριμένης διατριβής είναι η διερεύνηση της ρύθμισης ενός υπερτροφοδοτούμενου ντίζελ κινητήρα στοχεύοντας τη βελτίωση της απόδοσης, της μείωσης των εκπομπών (soot, NOx και CO2) καθώς και της κατανάλωσης καυσίμου όταν λειτουργεί με HVO. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, θα μπορούσε να επιτευχθεί μείωση των εκπομπών του κινητήρα με το HVO εάν ρυθμιστεί κατάλληλα η λειτουργία του. Για αυτό το λόγο, μελετήθηκαν διάφορες στρατηγικές ρύθμισης του κινητήρα όταν λειτουργεί με HVO. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η επίδραση του χρονισμού έγχυσης (IT) (είτε μόνο της κύριας, είτε μόνο της προ-έγχυσης είτε η ταυτόχρονη ρύθμιση και των δύο), του συστήματος ανακυκλοφορίας καυσαερίων EGR (ψυχρού και θερμού τύπου), της πίεσης έγχυσης και ο συνδυασμός του EGR και του χρονισμού της κύριας έγχυσης σε δύο ελαφριού τύπου κινητήρες προδιαγραφών Euro 4 και 5. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι παράμετροι που ασκούν τη μεγαλύτερη επίδραση στις εκπομπές και στη κατανάλωση καυσίμου είναι ο χρονισμός έγχυσης και το σύστημα EGR. Στο επόμενο στάδιο, σχεδιάστηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης της καύσης του κινητήρα Euro 5, βασισμένο στις πειραματικές μετρήσεις, με στόχο τη μελέτη της επίδρασης του χρονισμού έγχυσης και του EGR, σε όλο το εύρος λειτουργίας του κινητήρα, στοχεύοντας τη μείωση των εκπομπών και της κατανάλωσης καυσίμου. Με βάση το μοντέλο, δημιουργήθηκαν τέσσερις εναλλακτικοί χάρτες λειτουργίας για το χρονισμό έγχυσης και το EGR σε διάφορους πιθανούς συνδυασμούς. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, επιβραδύνοντας το χρονισμό έγχυσης και αυξάνοντας το ποσοστό του EGR, με τη χρήση του HVO, επιτυγχάνεται ταυτόχρονη μείωση των εκπεμπόμενων σωματιδίων και των NOx του κινητήρα. Η μελέτη ενισχύθηκε επιπλέον με τη δημιουργία ενός μοντέλου προσομοίωσης αυτοκινήτου που λειτουργεί με το κινητήρα Euro 5, με στόχο τη διερεύνηση της επίδρασης των εναλλακτικών ρυθμίσεων του κινητήρα, με το HVO καύσιμο, στις εκπομπές CO2 και στη κατανάλωση καυσίμου, κατά τον Ευρωπαϊκό κύκλο οδήγησης NEDC και την παγκοσμίως εναρμονισμένη διαδικασία δοκιμής ελαφρών οχημάτων (WLTP). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η στρατηγική “κλειδί” για το HVO καύσιμο, είναι η συνδυαστική ρύθμιση του χρονισμού έγχυσης και του συστήματος EGR. Σύμφωνα με αυτή τη στρατηγική, παρατηρήθηκε 1.6% χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου κατά των κύκλο οδήγησης NEDC και 2.9% κατά των WLTP και επίσης μείωση των εκπομπών CO2, 1.8% κατά των NEDC και 3.1% κατά των WLTP, με το HVO συγκριτικά με το εμπορικό ντίζελ κίνησης (στις εργοστασιακές ρυθμίσεις του κινητήρα). Με βάση τα αποτελέσματα, αποδεικνύεται ότι ρυθμίζοντας κατάλληλα το χρονισμό έγχυσης και το EGR με το HVO καύσιμο, βελτιώνεται η απόδοση του κινητήρα και μειώνονται οι εκπομπές του. Η συγκεκριμένη μελέτη, θέτει τις βάσεις και δείχνει την κατεύθυνση για περεταίρω έρευνα με στόχο την πλήρη βελτιστοποίηση ενός κινητήρα που θα λειτουργεί με HVO καύσιμο.

Palm oil and human health: modern scientific outlook

Review of scientific literature on the evidence of the relationship between palm oil (PO) and its components on human health, on the mechanisms of cholesterol control and risks for development of cardiovascular diseases. Natural interest in PO increased when it became evident that its physical properties make PO a natural substitute for partially hydrogenated vegetable oils containing trans fatty acids which have adverse effect on the human health. PO contains both saturated and unsaturated fats which makes it comparable with other vegetable oils, like olive, sunflower or soybean oils. Comparison with other vegetable oils did not show significant differences in of LDL, HDL or total cholesterol levels. Comparison of diets rich in PO with diets rich in trans fatty acids shows improvement of lipid profiles in groups with PO and serves as basis for replacement of trans fatty acids in food with PO and its fractions. In addition to fatty acids content, PO contains several phytonutrients including 4 forms of tocopherols and tocotrienols, carotenoids, sterols, and some others. Most of these compounds are considered beneficial for human health, mainly on account of their antioxidant activity. It is concluded that PO is safe component of food, when we pay attention to the rather high content of saturated fats in it.

Red blood cells are superior to plasma for predicting subcutaneous trans fatty acid composition in beef heifers

The trans (t)-18:1 content in beef has become more of interest as partially hydrogenated vegetable oils are removed from foods. Predicting t-18:1 early in the feeding period would be useful if limitations are put on t-18:1 in beef. To determine which blood component is better related to backfat, proportions of t10-18:1 and t11-18:1 (vaccenic acid) were measured in heifer red blood cells (RBC) and plasma (N = 14) after 0, 28, 56, and 76 d on a barley-grain-based diet, and correlated with post-slaughter subcutaneous fat (SCF). Total t-18:1 declined in both RBC and plasma during late finishing (P < 0.05). At 28 d, t11-18:1 decreased and t10-18:1 increased in RBC and plasma (P < 0.05). By 76 d, t10-18:1 declined to 0 d levels. RBC and plasma t-18:1 compositions were highly correlated (t10-18:1, r ≥ 0.7, P ≤ 0.02; t11-18:1, r ≥ 0.51, P ≤ 0.06). Correlations with post-slaughter backfat were, however, consistently greater for RBC compared with plasma. The use of RBC t-18:1 composition may, therefore, be superior to plasma for predicting t-18:1 in SCF, and the length of finishing could be useful for manipulating t-18:1 in beef. The time required for changes in t18:1 in RBC to reflect in changes in SCF still, however, needs to be determined to establish optimal durations for beneficial modification.

Assessment of trans-fatty acid content in a sample of foods from the Slovenian food supply using a sales-weighting approach

Objective:Consumption of trans-fatty acids (TFA) is a well-established risk factor for CVD morbidity and mortality. Our objective was to investigate TFA levels in Slovenian food supply.Design:Cross-sectional study.Setting:Selected foods (n 282) were purchased in Slovenia (2016), and the TFA content was determined. The sample included pre-packed foods with/without declared partially hydrogenated vegetable oils (PHO), as well as non-pre-packed foods. A sales-weighting approach was used to ponder different market shares of the products.Results:While the majority of the investigated samples had low levels of TFA, up to 6·8 g of TFA per 100 g of food was observed in certain foods. Within pre-packed foods (n 207), the highest proportion of samples with high TFA levels was found among cookies with labelled PHO: 69 % (n 18) would exceed European Union regulatory TFA limit (2 g industrial TFA per 100 g of fats), which will be implemented in April 2021. Among the investigated non-pre-packed foods (n 75), only croissants contained notable TFA levels (mean 0·90 (sd 0·97); maximum 3·3 g/100 g), with about half of the samples exceeding 2 g TFA per 100 g of fats.Conclusions:In 2016, some foods in Slovenian food supply still contained notable amounts of TFA. Foods with listed PHO as an ingredient were usually higher in TFA as compared with foods not labelled to contain PHO. Biscuits were identified as the most concerning category of pre-packed foods, while croissants contained highest levels of TFA within non-pre-packed foods.

Reducing Oil Separation in Ready-to-Use Therapeutic Food

Ready-to-use therapeutic food (RUTF) is a shelf-stable, low moisture, energy dense medicinal food composed of peanut butter, vegetable oils, milk powder, a multiple micronutrient premix and sugar. RUTF is used by millions of children annually to treat malnutrition. After mixing, RUTF is a semisolid covered with oil. To produce a homogenous RUTF, hydrogenated vegetable oils are incorporated in small quantities. This study utilized a benchtop methodology to test the effect of RUTF ingredients on oil separation. An acceptable oil separation was <4%. This method compared 15 different vegetable oil stabilizers with respect to oil separation. The dynamic progression of oil separation followed a Michaelis–Menten pattern, reaching a maximum after 60 days when stored at 30 °C. Hydrogenated vegetable oils with triglyceride or 50% monoglycerides reduced the oil separation to acceptable levels. The additive showing the largest reduction in oil separation was used in an industrial trial, where it also performed acceptably. In conclusion, fully hydrogenated soybean and rapeseed oil added as 1.5% controlled oil separation in RUTF.