綠色溶劑碳酸二甲酯浸取油茶籽油及其熱力學(xué)和動力學(xué)研究.pdf

1、油茶是山茶屬的常綠小灌木，是一種十分重要的油料作物，在中國已有2300多年的栽培和利用歷史。由油茶種子壓榨獲得的油茶籽油含有豐富的不飽和脂肪酸，其營養(yǎng)價值可與橄欖油媲美。本文對油茶籽的主要化學(xué)成分和油茶籽油的理化性質(zhì)進(jìn)行了分析與測定;以綠色溶劑碳酸二甲酯(DMC)為溶劑，對油茶籽油的浸取工藝進(jìn)行優(yōu)化，并對油茶籽油浸取過程的熱力學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行研究，為油茶籽的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下:
　　采用氣-質(zhì)聯(lián)用儀、紫外分

2、光光度計(jì)和化學(xué)分析方法對油茶籽的主要組成成分和油茶籽油的理化性質(zhì)進(jìn)行測定。結(jié)果表明，油茶籽仁含油率為51.27％，適合用來浸取油茶籽油;油茶籽仁中含有粗蛋白7.12％、總糖6.29％、茶皂素12.37％、灰分2.11％、粗纖維1.06％、水分12.4％;油茶籽殼除含有68.75％的粗纖維，還含有10％的茶皂素、5.31％的水分、0.46％的灰分、2.57％的蛋白質(zhì)、0.89％的粗脂肪和1.26％的糖分;在超聲波特有的聲空化效應(yīng)和熱效應(yīng)等

3、作用下，超聲波輔助DMC浸取的油茶籽油折光率、皂化值、碘值、酸值、過氧化值、不皂化物和不溶性雜質(zhì)含量比DMC浸取法的略高;常規(guī)DMC浸取法和超聲波輔助DMC浸取法浸取的油茶籽油均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，兩種方法浸取的油茶籽油脂肪酸組成和含量相似，總不飽和脂肪酸含量約為85％，飽和脂肪酸含量約為14％。
　　以油茶籽油浸取率為指標(biāo)，采用單因素實(shí)驗(yàn)分別考察了浸取時間、浸取溫度、液料比等因素對常規(guī)DMC浸取和超聲波輔助DMC浸取油茶籽油的影響;采

4、用響應(yīng)面Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對上述兩種方法進(jìn)行浸取工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，常規(guī)DMC浸取法的最優(yōu)工藝條件為:浸取時間169 min、浸取溫度78℃、液料比9∶1 mL·g-1，在此浸取條件下，油茶籽油實(shí)際浸取率為90.5％，與預(yù)測值90％較吻合;超聲波輔助DMC浸取法的最優(yōu)工藝條件為:浸取時間84 min、浸取溫度75℃、液料比5∶1mL·g-1，超聲波功率300 W，得到實(shí)際油茶籽油浸取率為91.69％，與預(yù)測的91.2

5、3％相差不大。
　　采用超聲波輔助浸取的方法，在線跟蹤分析油茶籽油浸取率與時間的變化關(guān)系，對綠色溶劑DMC浸取油茶籽油過程進(jìn)行動力學(xué)的研究，以分離變量法建立了由洗滌和擴(kuò)散過程組成的動力學(xué)模型，擬合獲得浸取活化能Ea、焓變△H0、熵變△S0和自由能變△G0。結(jié)果表明，油茶籽油浸取率隨溫度、料劑比的增加及粒徑的減小而提高，隨超聲波功率的加強(qiáng)先增加后減少;洗滌階段速率常數(shù)k1為0.619～1.112 min-1，擴(kuò)散階段速率常數(shù)k2為0