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中国山茶科(Theaceae)植物共15属480余种,主产于长江以南各省区。以山茶属(Camellia)为代表,山茶科被认为是适宜在中国南方广大荒山荒地生长的一组高产油脂植物。
本研究从经济可行性和油脂适用性两方面分别建立了有关非粮生物柴油原料植物的评价体系和筛选标准,并以此为准则对山茶科各属植物进行了综合评价。主要研究结果如下:
(1)测定了所收集到的分属山茶科2属21种的28份种仁或种子的含油率,并对所提取得到的、含油率≥10%的植物的22份油脂样品的酸值、碘值、皂化值和脂肪酸组成进行了测定。结果显示,山茶属植物的种仁含油率在50%左右,所测山茶科植物油脂的理化性质和脂肪酸组成基本一致。
(2)构建了“非粮生物柴油原料植物的经济可行性评价体系”,通过AHP层次分析法确定了各影响因素在体系中的影响权重,并对各因素指标赋值,最终确立了“非粮生物柴油原料植物的经济可行性评分标准”。
(3)建立起“生物柴油原料植物的油脂适用性评价标准”:a.十六烷值:CN≥49;b.冷滤点:CFPP<0℃;c.运动黏度:1.9 mm2/s≤ v<6.0 mm2/s;d.碘值:Ⅳ<120;e.三烯脂肪酸总含量:∑Cx:3<12%;f.四个及四个以上双键的多烯酸总含量:∑Cx:3<1%,n≥4。
(4)以属为单位,对山茶科15属植物能否作为非粮生物柴油原料植物的经济可行性进行了评估。结果显示,各属植物在繁育特性、适生区域大小和“非粮”特性的有关指标上基本一致,不同属植物之间的差异主要表现在油脂产量和原料的采集加工特性各项指标上。在中国山茶科植物里,只有山茶属(Camellia)具有高的开发利用价值,这与该属突出的高产油量和相对不高的原料采集加工难度有关。
(5)对作者实验获得的以及前人实验获得的分属山茶科3属40种植物的一共44份油脂样品数据进行了分析,并对其相应生物柴油的主要性能指标进行了预测。结果显示,在所分析的当中,基本上所有植物油脂的相应生物柴油都达到了中美两国的相关生物柴油指标要求,约有一半油脂的一些指标甚至达到更为严格的德国生物柴油标准。由此可推断,山茶科植物油脂基本上都达到了生物柴油原料油脂的指标要求。
(6)综合经济可行性和油脂适用性两方面的评价结果,山茶属植物是最具潜力的一组非粮生物柴油备选原料植物,具有很大的开发应用价值;其它各属尽管在油脂性能方面达到了原料油脂的要求,但由于缺乏经济可行性,基本上不具开发应用的条件。