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山苍籽核仁含油量27%,是一种丰富的植物油资源,目前尚未得到很好的开发利用而被丢弃。本论文以山苍籽核仁油为原料合成生物柴油,致力于找到一条经济的、绿色的生物柴油合成路线。主要研究内容如下:
1、特殊水化脱胶法脱胶。山苍籽核仁油中加入磷酸使非水化磷脂转化成水化磷脂;然后加入热的氢氧化钠水溶液,水使磷脂水化,氢氧化钠与多余的磷酸和生成的磷脂酸反应生产盐有利于胶团沉降;最后静置离心除去胶质得到脱胶油。最佳工艺条件为:高温水化、水化时间30分钟、水的用量油重的100%。在该工艺条件下,油的磷脂含量可从35000mg.kg-1降到25mg.kg-1。
2、酸催化酯化反应降酸值。先采用硫酸催化法对脱胶后的山苍籽核仁油进行降酸处理,然后用碳酸钠中和硫酸。酯化反应最佳工艺条件为:醇油摩尔比6:1、反应时间60min、反应温度70℃、1%的浓硫酸。在最佳实验条件下,山苍籽核仁油的酸价从42mgKOH.g-1降至2mgKOH.g-1。该工艺反应速率快,催化剂成本低,无酸水排放。
3、相转移催化剂/NaOH催化酯交换反应合成生物柴油。以低酸值山苍籽核仁油为原料,相转移催化剂/NaOH为催化剂制备生物柴油。得到的最佳工艺条件为:醇油摩尔比6:1,反应温度25℃、催化剂1.0%、反应时间15min,相转移催化剂0.5%。在此条件下,生物柴油得率可达到97.6%。该工艺时间短、能耗低。
4.对所合成的生物柴油进行了化学成分及理化特性的检测。结果表明:生物柴油中主要成分为中短链脂肪酸甲酯;理化指标中,大部分指标均符合柴油(BD100)(GB/T20828-2007)标准,可以作为柴油的替代品或者与石化柴油配合使用。
大力发展以廉价油为原料制备生物柴油,是寻求新能源的一种较好的途径,既可以促进经济发展,又可以减少环境污染。