收藏本站
《内蒙古农业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

文冠果种仁油的提取及其生物柴油合成的研究

郝一男  
【摘要】:由于化石能源的不断消耗和备受关注的环境保护,可再生能源的研究和开发有着重要的意义。生物柴油是以可再生的植物油、动物脂肪或者废弃的食用油为原料经过酯交换反应制得一种新型燃料。生物柴油是一种可生物降解的、不含硫的、可再生的非石化燃料,此外还具有闪点高、高润滑性和十六烷值高等特点。生物柴油燃烧排放的尾气中含有很少的SO_X、CO和悬浮微粒。 文冠果(Xanthoceras Sorbifolia Bunge)是我国特有的木本油料树种,通常2-6米高,主要分布在中国的内蒙古自治区,种植面积为13.45万公顷。成熟的黄色的果实由白色的种仁和黑色的子壳组成。一棵10年生文冠果产10-15kg种子,1公顷能产1-1.5吨的种子。历史上大面积种植的文冠果树,仅作为食用油,因为文冠果种仁油含有很高的不饱和脂肪酸成分。文冠果种仁含油率在50%以上,是制备生物柴油的优质原料。 本文以敖汉旗、翁牛特旗、阿鲁科尔沁旗三个地区的文冠果为原料,研究了文冠果种仁油的提取、理化性质、脂肪酸组成和碱炼工艺;研究了以文冠果子壳活性炭为载体负载KOH制备生物柴油,并对文冠果子壳活性炭的吸附性能进行了测定;最后对文冠果种仁油生物柴油的副产物—甘油进行了精制处理。主要的研究内容如下: 1.研究了有机溶剂浸渍法、索氏提取法和超声波提取法三种方法提取文冠果种仁油,比较了正己烷、异丙醇和石油醚(60~90℃)三种提取剂的出油率。在超声波频率为40KHZ、料液比为1:8、提取时间50 min及温度65℃条件下,以石油醚(60~90℃)为提取剂,超声波辅助提取法,文冠果种仁的出油率最高,达62.4%。最后,得到了超声波法提取文冠果种仁油优化后的回归方程为: Y=60.463289+0.762177X_1+0.539161X_2+0.562444X3+0.75X_1X_2-0.75X_2X_3-0.37887X_2~2 2.研究了敖汉旗、阿鲁科尔沁旗和翁牛特旗三个不同地区文冠果种仁油的理化性质,包括水分及挥发物含量、密度、皂化值、碘值、酸值、过氧化值、分子量和折射率,并对三个地区的文冠果种仁油的脂肪酸组成和及其含量变化关系进行了分析,发现种仁油中不饱和脂肪酸的含量占70%以上。 3.研究了文冠果种仁油的脱胶和碱炼脱酸处理过程。结果表明,在温度为80℃、磷酸加入量占油重0.15%、水加入量占油重4%时,文冠果种仁油的脱胶效果最好,可使文冠果种仁油中的磷脂含量从284.40 mg/kg降至46.23 mg/kg;研究了经过脱胶处理后的文冠果种仁油在优化条件为超量碱为0.2%,反应初温为30℃,NaOH浓度为18 ~OBe进行脱酸处理,酸值可降至为0.5643 mg/g。 4.研究了文冠果子壳和果壳制备活性炭的工艺,及活性炭对亚甲基蓝和碱性品红的吸附性能。实验探讨了时间、温度和pH值对亚甲基蓝和碱性品红溶液吸附量的影响。以朗缪尔等温线和弗里德里希等温线来描述其吸附行为,数据表明符合朗缪尔等温线。对活性炭吸附亚甲基蓝和碱性品红溶液进行了动力学探究,数据表明其符合二级动力学模型。最后,根据在不同温度下得到的平衡浓度,计算了相关热力学参数,比如△G,△H和△S,表明了活性炭对亚甲基蓝和碱性品红溶液的吸附是自发的吸热反应。 5.研究了文冠果子壳活性炭负载KOH制备得到KOH/XSBHAC催化剂的表征分析及文冠果种仁油制备生物柴油的工艺条件。研究结果表明:固体碱KOH/XSBHAC催化剂的制备的最佳条件为:KOH加入量25%,催化剂煅烧温度600℃,煅烧时间为2 h;通过SEM、XRD和IR表征手段,确定了固体碱KOH/XSBHAC催化剂的活性中心分别为KOH和K_2O;以固体碱KOH/XSBHAC为催化剂,文冠果种仁油制备生物柴油的最佳条件为醇油比9:1,催化剂用量2.5%,反应温度65℃,反应时间60 min为酯交换反应的最佳反应条件,在该条件下,生物柴油的收率最高达到83.82%;考察了固体碱KOH/XSBHAC催化剂的稳定性和酯交换反应制备生物柴油的动力学。 6.甘油是文冠果种仁油通过酯交换反应制备生物柴油的副产物,粗甘油相中不仅有甘油还包括了皂类、水分、甲醇和酯类物质等,甘油含量大约在30-60 %。本研究通过酸化、极性试剂萃取和活性炭吸附的方法对文冠果油生物柴油的副产物甘油进行连续精制。采用三种不同的试剂(H_2SO_4、H_3PO_4和CH_3COOH)的甲醇溶液,与粗甘油的比例为(4:1-1:4V/V)的不同条件在pH=1-5的条件下进行甘油的酸化,使用文冠果子壳活性炭和粗甘油的比率为(20-100 g/L)进行吸附。在pH=2.5的H_3PO_4酸化,CH_3OH和粗甘油比率为4:1(V/V)萃取,100 g/L活性炭吸附的条件下,可以得到纯度为98%的甘油。
【学位授予单位】:内蒙古农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE667

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阳国军;郭卫军;;我国麻风子油制备生物柴油的进展与思考[J];中国石化;2009年02期
2 ;简讯[J];化工时刊;2010年08期
3 陈燕勤;陈德军;刘罡;;甲醇法制备文冠果种仁油生物柴油的试验研究[J];粮油食品科技;2010年02期
4 ;我国推进生物柴油原料林基地建设[J];可再生能源;2008年05期
5 ;西欧甘油产量猛增[J];国内外香化信息;1996年07期
6 ;生物柴油[J];技术与市场;1999年12期
7 黄显慈;降低生物柴油成本途径[J];粮食与油脂;2003年07期
8 ;合成生物柴油的方法[J];石化技术;2004年01期
9 盛梅,邬国英,徐鸽,巫淼鑫;生物柴油的制备[J];高校化学工程学报;2004年02期
10 聂开立,王芳,邓利,谭天伟;间歇及连续式固定化酶反应生产生物柴油[J];生物加工过程;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓欣;方真;张帆;曾虹燕;廖凯波;邹大鹏;;纳米镁铝水滑石的制备及应用与生物柴油转化[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
2 邓欣;方真;张帆;曾虹燕;廖凯波;邹大鹏;;纳米镁铝水滑石的制备及应用与生物柴油转化[A];第十二届中国科协年会——非粮生物质能源与高技术产业化研讨会论文集[C];2010年
3 景晓军;李孟良;;掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
4 孙玉秋;陈波水;方建华;王九;;烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物对生物柴油低温流动性的影响[A];中国石化协会、润滑脂专业委员会一届二次全体成员大会暨全国第十五届润滑脂技术交流会论文集[C];2009年
5 胡志远;孙晓清;谭丕强;楼狄明;;共轨柴油机燃用麻疯树制生物柴油的性能及排放特性[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
6 李率;蔺建民;张永光;;石化行业标准生物柴油氧化安定性测定方法的制定[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
7 张雅洁;刘双喜;景晓军;高俊华;;柴油机燃用不同比例棉籽生物柴油的试验研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
8 余磊;马淑芬;;生物柴油对润滑油使用性能的影响及其评价方法[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
9 吴江;陈波水;方建华;王九;;生物柴油的润滑性及机理研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
10 翟建华;邓一蕾;曹晓妹;;生物质柴油的生产方法及筛选[A];2009全国可再生能源—生物质能利用技术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 薄熙惠;凌源大力栽植生物柴油原料林[N];朝阳日报;2008年
2 记者 王海燕;本市首个“能源林”落户房山[N];北京日报;2008年
3 王斌;常见能源树种介绍[N];山东科技报;2008年
4 本报记者 陈明冯启良;翁牛特:大地种出“油田”来[N];赤峰日报;2008年
5 朱江漫;甘肃建百万亩文冠果原料基地[N];人民政协报;2009年
6 记者  李玉亮;3万棵“柴油树”落户大英章[N];莱芜日报;2006年
7 钱能志 赵江红;我国特有木本油料——文冠果[N];中国绿色时报;2006年
8 张斐 记者 张平;双丰局建四千亩文冠果能源林[N];黑龙江日报;2009年
9 记者 孙全;沈阳今年将种千亩“柴油林”[N];沈阳日报;2010年
10 记者 高菲;惠农2万亩“植物油田”开建[N];宁夏日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝一男;文冠果种仁油的提取及其生物柴油合成的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
2 吴毅峰;大豆生物柴油在不同环境条件下燃烧与碳烟排放特性的研究[D];华中科技大学;2010年
3 李琴;酶法制备生物柴油新工艺及其高值化技术探索[D];华中科技大学;2010年
4 李法社;小桐子生物柴油的超临界两步法制备及其抗氧化耐低温性的研究[D];昆明理工大学;2011年
5 朱磊;生物柴油发动机燃烧控制与排放特性试验研究[D];上海交通大学;2012年
6 许广举;生物柴油非常规污染物形成机理的理论分析与试验研究[D];江苏大学;2012年
7 郭峰;新型固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D];大连理工大学;2010年
8 文振中;生物柴油制备的反应过程强化方法的研究[D];华东理工大学;2010年
9 叶丽华;生物柴油喷雾特性与NOx排放控制的研究[D];江苏大学;2011年
10 万涛;制备生物柴油的非均相碱催化剂研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛刚;女贞籽油制备生物柴油的研究[D];西北农林科技大学;2010年
2 李娜林高娃;生物柴油合成新工艺研究[D];内蒙古大学;2010年
3 丁荣;固定化脂肪酶催化光皮树油脂合成生物柴油[D];中南大学;2010年
4 胡智杰;固体碱催化制备生物柴油的研究[D];长安大学;2010年
5 冯兵;光皮树籽生物柴油的酶促合成技术研究[D];湖南农业大学;2010年
6 王红娜;气升式反应器两步法生产生物柴油实验研究[D];郑州大学;2010年
7 李瑞贞;竹废料微波辅助裂解制备生物柴油抗氧化剂的研究[D];南昌大学;2010年
8 王友东;固定化重组脂肪酶催化木本植物油脂制备生物柴油研究[D];南京林业大学;2010年
9 申东美;糖基固体酸催化剂制备生物柴油的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 黄继伟;生物柴油静电雾化机理及喷雾特性的研究[D];江苏大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026