本文關鍵詞：文冠果油的提取及其生物柴油制備工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，其制備過程是利用可再生資源-動植物油脂和餐飲廢油等進行甲酯化工藝合成，生物柴油可作為石化柴油的替代燃料。它具有含硫量極低、芳香烴含量少、含氧量高、十六烷值高、閃點高和廢氣逸出少等優(yōu)點，成為了石化柴油的理想替代品。 目前，由于世界性的能源的短缺，中國正在大力投資開發(fā)生物柴油。文冠果(Xantbocerassorbiflia Bunge)是中國特有的木本及能源油料植物，同時也是綠化荒山、美化環(huán)境的優(yōu)良樹種，文冠果全身都是寶，尤其其種子及種仁出油率極高，成份及性質特別適于制備生物柴油，文冠果被國家確定為重點開發(fā)的生物柴油能源植物資源之一。 本論文以文冠果籽油為原料制備生物柴油，研究了文冠果油的提取、文冠果油原料的理化性質及油品成分分析，探討了超聲波輔助堿催化制備生物柴油、游離酶和Novo435固定化酶催化制備生物柴油的工藝條件等內容。 1．文冠果籽油的提取利用超聲波輔助提取文冠果油，通過單因素試驗及二次回歸旋轉組合試驗方法研究了料液比、提取溫度、提取時間以及超聲波頻率等因素對出油率的影響，確定了超聲波輔助提取文冠果油的最佳工藝條件，建立了提取回歸數(shù)學模型。試驗結果表明，在本試驗范圍內各影響因素對文冠果出油率作用的大小依次為：超聲提取時間料液比提取溫度超聲波頻率；提取文冠果油的最優(yōu)工藝參數(shù)為：料液比1：10，提取溫度60℃，提取時間35min,超聲波頻率60KHz，在該工藝條件下，提取三次出油率可達60．18％，提取率達92．47％；所建立的數(shù)學回歸模型(Y=51．12500+0．91792X_1-0．88042X_2+1．26542X_3-0．69292X_4-0．89010X_1~2-0．50635X_2~2-0．53385X_3~2-0．62385X_4~2-0．68313X_2X_4)能夠較準確預測文冠果油的出油率。 2．文冠果油理化性質和油品成分的分析以文冠果籽為原料，通過超聲波輔助提取文冠果籽油，利用化學方法分析了文冠果籽油的理化指標，并通過氣相色譜-質譜(GC-MC)聯(lián)用分析了文冠果油的主要脂肪酸的組成。結果表明：文冠果籽油與石化柴油組成相似，性質相近，是制備生物柴油的優(yōu)良原料。 3．超聲波輔助堿催化法文冠果籽油制備生物柴油的工藝研究以能源植物文冠果籽油和甲醇為原料，以超聲波為輔助措施，探討了酯交換反應制備生物柴油的最佳工藝條件。采用四因素五水平二次回歸旋轉組合設計確定了甲醇用量(X_1)、氫氧化鉀用量(X_2)、合成反應時間(X_3)和溫度(X_4)對反應轉化率的影響，建立了數(shù)學模型，借助氣相色譜儀分析了測定脂肪酸甲酯的含量，計算了脂肪酸的轉化率。結果表明，合成脂肪酸甲酯的優(yōu)化反應條件為：無水甲醇30％(v／v)，KOH 1．2％(w／w)，超聲時間40min，超聲溫度50℃；建立的數(shù)學模型為：Y=88．00833+3．60000X_1+3．10833X_2+2．27500X_3+3．28333X_4-1．43125X_2~2，該模型能很好地預測試驗結果。試驗證明超聲波輔助二次酯交換制備生物柴油比一次酯交換的轉化率提高了4．9％，甲酯轉化率達到了96．7％，二次酯交換是一種可行的技術方案。 4．游離酶法催化文冠果籽油合成生物柴油的工藝研究以能源植物文冠果籽油和甲醇為原料，采用游離酶催化技術合成生物柴油。通過溶劑的篩選確定了石油醚(60～90℃)為最佳溶劑，進而采用單因素試驗，考察了超聲波預處理、石油醚(60～90℃)的用量、醇油摩爾比、游離脂肪酶用量、反應溫度、反應時間和甲醇的加入方式對脂肪酸甲酯含量的影響，并用氣相色譜儀分析測定了脂肪酸甲酯的含量。結果表明，游離酶催化合成脂肪酸甲酯的優(yōu)化條件為：超聲波預處理時間30min，石油醚(60～90℃)的用量20mL／10g oil，游離脂肪酶用量20％(與油脂的質量比)，反應溫度45℃，反應20h，醇油摩爾比4：1，分三次平均加入。 5．固定化酶催化文冠果籽油法合成生物柴油的初步工藝研究以Novo435固定化脂肪酶為催化劑，研究了文冠果籽油與甲醇酯交換反應制取生物柴油的工藝條件。通過單因素試驗探討了有機溶劑的種類和用量、超聲波輔助處理、醇油摩爾比、脂肪酶用量、反應溫度、反應時間和甲醇的加入方式等因素對脂肪酸甲酯含量的影響，并用氣相色譜儀測定了脂肪酸甲酯的含量。試驗結果表明，固定化酶催化合成脂肪酸甲酯的各參數(shù)優(yōu)化條件為：石油醚(60～90℃)用量20mL／10g oil，醇油摩爾比1．5：1，反應溫度50℃，脂肪酶用量10％，，在28KHz的低頻超聲波輔助下反應60min，在此條件下酯交換率為48．61％。將醇油摩爾比為4的甲醇分3次加入，共反應3 h，總酯交換率達93．84％。Novo435固定化脂肪酶重復利用試驗結果表明，脂肪酶連續(xù)使用6次，酯交換轉化率基本保持不變。 從轉化率、生產成本、產物分離與回收等方面考慮，采用Novo435固定化酶法制備生物柴油優(yōu)于堿催化和游離酶催化法。 大力發(fā)展文冠果油生物柴油對經濟可持續(xù)發(fā)展，推進能源替代，保護生態(tài)環(huán)境，減少環(huán)境污染等具有重要的戰(zhàn)略意義。同時對加快我國的生物柴油產業(yè)化進程，具有重大的社會效益、經濟效益和現(xiàn)實意義。
【關鍵詞】：文冠果 生物柴油 酯交換法 超聲波 能源資源
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 文獻綜述11-25
• 1 生物柴油概述11-20
• 1.1 生物柴油簡介11-12
• 1.2 生物柴油的國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外生物柴油研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 中國生物柴油研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 我國生物柴油開發(fā)利用的意義15-16
• 1.3.1 能源戰(zhàn)略意義15
• 1.3.2 環(huán)境保護15-16
• 1.3.3 農業(yè)經濟發(fā)展16
• 1.4 生物柴油的制備方法16-19
• 1.4.1 酸催化法17
• 1.4.2 堿催化法17-18
• 1.4.3 生物酶催化法18
• 1.4.4 超臨界醇法18-19
• 1.4.5 四種酯交換方法的對比19
• 1.5 我國生物柴油原料分析19-20
• 2 文冠果研究概述20-24
• 2.1 文冠果資源簡介20-22
• 2.2 文冠果的社會經濟地位22
• 2.3 文冠果油脂的應用22-24
• 2.3.1 藥、食兼用油22-23
• 2.3.2 潤滑油23
• 2.3.3 生物柴油23-24
• 3 立題的背景和意義24-25
• 第2章 正文25-62
• 1 引言25-26
• 2 試驗材料與儀器26-27
• 2.1 試驗原材料26
• 2.2 試驗試劑26
• 2.3 主要儀器與設備26-27
• 3 研究內容與方法27-34
• 3.1 文冠果籽油的提取27-30
• 3.1.1 文冠果籽的處理及得油率的計算27-28
• 3.1.2 溶媒的選擇28
• 3.1.3 超聲波輔助浸提文冠果籽油工藝28-29
• 3.1.4 超聲波輔助浸提文冠果籽油試驗方法29-30
• 3.2 文冠果油理化性質的測定與油品成分的分析30-31
• 3.2.1 文冠果油常見理化指標的測定30
• 3.2.2 文冠果種仁油脂肪酸組成分析30-31
• 3.3 文冠果油合成生物柴油的研究方法31-34
• 3.3.1 堿催化法31-33
• 3.3.2 游離酶催化合成法33-34
• 3.3.3 固定化酶催化合成法34
• 4 結果與分析34-59
• 4.1 文冠果籽油提取的實驗結果34-41
• 4.1.1 文冠果油提取的溶劑選擇試驗結果34-35
• 4.1.2 單因素試驗結果與分析35-38
• 4.1.3 超聲波輔助浸提文冠果籽油工藝條件的優(yōu)化38-41
• 4.2 文冠果油理化性質的測定與油品成分的分析結果41-43
• 4.2.1 文冠果冷榨油常規(guī)理化性質分析結果41-42
• 4.2.2 文冠果油氣相色譜-質譜分析結果42-43
• 4.3 文冠果油合成生物柴油研究結果分析43-59
• 4.3.1 堿催化法試驗結果分析43-48
• 4.3.2 游離酶催化合成法結果分析48-54
• 4.3.3 固定化酶法催化合成法結果分析54-59
• 5 討論59-62
• 5.1 文冠果籽油提取方法的探討59
• 5.2 文冠果油理化性質的測定與油品成分的分析意義探討59-60
• 5.3 堿催化法合成生物柴油60
• 5.4 游離酶法催化合成生物柴油60-61
• 5.5 固定化酶法催化合成生物柴油61-62
• 第3章 結論62-64
• 參考文獻64-72
• 致謝72-73
• 攻讀學位期間研究成果73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳虹,宗敏華,婁文勇;無溶劑系統(tǒng)中固定化脂肪酶催化廢油脂轉酯生產生物柴油[J];催化學報;2004年11期

2 黃忠水,紀威,李淑艷,何義團,鄂卓茂;國外生物柴油的應用[J];節(jié)能與環(huán)保;2003年01期

3 馬啟慧;;能源樹種文冠果的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];北方園藝;2007年08期

4 萬泉;能源植物的開發(fā)和利用[J];福建林業(yè)科技;2005年02期

5 冀星,郗小林,孔林河,李俊峰,李麗;生物柴油技術進展與產業(yè)前景[J];中國工程科學;2002年09期

6 王蓉輝;曹祖賓;王亮;李丹東;楊培志;;葵花籽油制備生物柴油的研究[J];廣州化工;2006年01期

7 陳文;王存文;張圣利;;堿催化酯交換法制備生物柴油的研究[J];化學與生物工程;2007年01期

8 朱丹,胡群,李霞冰;文冠果化學成分預試與綜合利用的研究[J];國土與自然資源研究;1997年01期

9 李昌珠;張良波;歐日明;李培旺;肖志紅;李黨訓;;生物柴油發(fā)展戰(zhàn)略研究[J];湖南林業(yè)科技;2005年06期

10 仲鳴;周金能;肖國民;;制備生物柴油的固體催化劑研究進展[J];化工時刊;2007年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 于洋;;文冠果皂甙對小鼠抗疲勞能力影響的研究[A];2002年第9屆全國運動醫(yī)學學術會議論文摘要匯編[C];2002年

  本文關鍵詞：文冠果油的提取及其生物柴油制備工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：479753