棉籽油制備生物柴油技術(shù)的研究.pdf

1、目的：以棉籽油為原料油，分別對(duì)化學(xué)法和生物酶法合成生物柴油的工藝進(jìn)行研究，考察酯交換反應(yīng)條件對(duì)脂肪酸甲酯得率的影響，得到佳工藝條件。分析生物柴油主要理化特性，進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，為今后生物柴油產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供可行性依據(jù)。 方法：三采用化學(xué)法和生物酶法制備棉籽油生物柴油。借助單因素多水平實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化反應(yīng)的工藝條件。利用高效液相色譜和薄層層析色譜定性、定量分析生物柴油組分。從密度、運(yùn)動(dòng)粘度、閃點(diǎn)、酸值、傾點(diǎn)等幾方面考察生物柴油理化性能

2、。 結(jié)果：⑴采用化學(xué)法合成棉籽油生物柴油。利用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化反應(yīng)條件，得到最佳反應(yīng)條件為：醇油摩爾比為5：1，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為60min，催化劑（KOH）用量為棉籽油質(zhì)量的1.1％，此時(shí)，脂肪酸甲酯得率為98.43％。⑵采用生物酶法合成棉籽油生物柴油。碳酸二甲酯作為酰基受體的條件下，進(jìn)行了單批反應(yīng)的單因子實(shí)驗(yàn)，研究了底物比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、水分添加量、轉(zhuǎn)速、叔丁醇用量和酶量對(duì)脂肪酸甲酯得率的影響，結(jié)果表明反

3、應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：碳酸二甲酯與棉籽油摩爾比為4，叔丁醇做共溶劑，叔丁醇與碳酸二甲酯體積比為1.5，反應(yīng)溫度50℃，搖床轉(zhuǎn)速160 r/min.12.5％Novozym435（基于棉籽油重），不加水體系，反應(yīng)24 h時(shí)，脂肪酸甲酯得率值達(dá)到96.81±0.65％。⑶采用生物酶法合成棉籽油生物柴油。乙酸甲酯作為?；荏w的條件下，進(jìn)行了單批反應(yīng)的單因子實(shí)驗(yàn)，研究了底物比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、水分添加量和酶量對(duì)脂肪酸甲酯得率的影響，結(jié)果表明反

4、應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：乙酸甲酯與棉籽油摩爾比為14：1，反應(yīng)溫度40℃，搖床轉(zhuǎn)速160 r/min.25％Novozym435（基于棉籽油重），不加水體系，反應(yīng)18h后脂肪酸甲酯得率值達(dá)到92.67±1.04％。⑷在最佳工藝條件下，以碳酸二甲酯作為?；荏w時(shí)，固定化酶Novozym435重復(fù)使用22個(gè)批次（528h）后，酶的相對(duì)活性仍然保持在90％左右；以乙酸甲酯作為酰基受體時(shí)，固定化酶Novozym435重復(fù)使用30個(gè)批次（540h）后

5、，酶的相對(duì)活性仍然保持在90％左右。⑸生物柴油主要理化特性測(cè)定：密度（20℃）0.888g/cm3，運(yùn)動(dòng)黏度（20℃）7.184m㎡/s，運(yùn)動(dòng)黏度（40℃）4.125m㎡/s，閃點(diǎn)（開(kāi)口）174℃，傾點(diǎn)-2℃，酸值0.23。 結(jié)論：①利用化學(xué)法和生物酶法催化合成了棉籽油生物柴油，利用高效液相色譜和薄層層析色譜定性、定量分析了產(chǎn)物。②借助正交實(shí)驗(yàn)及單因素多水平實(shí)驗(yàn)對(duì)反應(yīng)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，得到了最優(yōu)反應(yīng)工藝條件。③測(cè)定了自制棉籽油