短程蒸馏处理菜籽毛油和碱催化制备生物柴油工艺研究

生物柴油是一种环境友好型生物质燃料。为了获得较高纯度的生物柴油，该研究采用短程蒸馏技术处理菜籽毛油以脱除自由脂肪酸和色素，并以氢氧化钾为催化剂，与甲醇进行转酯化反应制备生物柴油。通过单因素和响应曲面分析获得较好的生物柴油制备工艺条件，醇油比6.3∶1(mol/mol)，催化剂碱量1.01%(m/m)，反应时间为47.5 min，反应温度60℃，生物柴油的转化率达到94%，制备所得的生物柴油性质与0#柴油相似，为生物柴油的大规模生产提供技术基础。     

棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性

参照国家标准《发动机燃料铜片腐蚀试验方法》（GB/T378-1990）,在温度为25℃和50℃条件下,研究棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性,同时考察了棉籽油甲酯和乙酯理化性质的变化,并与0#柴油作了对比。结果表明：在25和50℃条件下,腐蚀试验历时2个月,棉籽油甲酯、乙酯对铜片具有不同的腐蚀现象,且棉籽油甲酯比乙酯的腐蚀性更大。在温度25℃条件下,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.0926?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别提高10.4、1.44、1.13倍;温度升高到50℃时,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.4115?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别增加12.8、2.16、1.13倍。温度升高,铜片腐蚀加剧,油品性质变化增大,乙酯生物柴油也具有类似的变化趋势,而0#柴油对铜片几乎无腐蚀。铜片的腐蚀是由生物柴油变质导致的。该研究可为棉籽生物柴油的工业化应用提供腐蚀数据。     

DOC与POC耦合柴油机燃用调合生物柴油颗粒物的排放特性

在一台高压共轨柴油机上进行燃用调合生物柴油(B0、B10和B20)台架试验,利用MOUDI颗粒分级采样系统和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别研究氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)结合颗粒氧化催化器(particle oxidation catalyst,POC)对颗粒物的粒径质量浓度分布和可溶性有机组分(SOF)的影响。结果表明:随着生物柴油的掺混比增加,各粒径范围的排气颗粒物质量浓度均下降,质量浓度峰值均在0.18~0.32μm;颗粒物SOF中脂类、酸类质量分数增加,烷烃类、芳香烃、酚类物质质量分数减少;B0和B20的碳原子数质量分数均呈现近似以C16为峰值的正态分布。加装DOC+POC后,3种燃料颗粒物的质量浓度均降低,聚集态颗粒的质量浓度转化率高于粗颗粒态,其中B20聚集态转化率最高,为58.36%;随着生物柴油的掺混比增加,DOC+POC对SOF的转化率增大,其中B20颗粒中SOF转化率达65.15%;DOC+POC对脂类和酸类物质净化作用明显,加装DOC+POC后,B20脂类和酸类物质的质量分数降幅分别为55.45%和43.27%;DOC+POC对B20颗粒物中SOF的C12~C18氧化作用明显。     

Ba(OH)2催化酯交换反应制备生物柴油

为简化酯交换法制备生物柴油工艺过程,实现生物柴油绿色生产.采用正交试验的方法研究了Ba(OH)2催化酯交换反应制备生物柴油过程中油醇摩尔比、Ba(OH)2用量、反应温度、反应时间等因素对生物柴油转化率的影响,并将Ba(OH)2与KOH的催化效果进行了简单比较.实验结果显示:最佳的工艺条件为油醇摩尔比1:6、Ba(OH)2用量2%、反应温度60℃.在此条件下以大豆油为原料90 min生物柴油转化率达到94.27%,花生油、亚麻油、菜籽油等相应转化率均超过95%,同时对比实验证明Ba(OH)2与KOH具有同样高的催化活性,反应产物成分相同,且Ba(OH)2可通过BaSO4沉淀的形式简单、完全回收.Ba(OH)2可作为一种有潜力的生物柴油制备催化剂.     

棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的润滑特性

为研究生物柴油的润滑特性,该研究用棉籽油与甲醇和乙醇分别进行酯交换反应,制备出甲酯生物柴油和乙酯生物柴油。然后将它们分别以不同体积比率与市售0#柴油混合,制备出不同比率的生物柴油/柴油混合物。通过四球摩擦磨损试验机考察了这些混合物的润滑特性。结果表明：不同碳醇与棉籽油制备的生物柴油对柴油的润滑性能均具有增效作用,且随着生物柴油添加量的增加,柴油的润滑性能得到提高;但市售0#柴油对不同碳醇制备的生物柴油感受性不同,分别添加20%的甲酯生物柴油和乙酯生物柴油到0#柴油时,发现混合柴油的最大无卡咬负荷（PB值）分别提升了94.1%和29.4%;同时,甲酯生物柴油对柴油的最大无卡咬负荷影响大,而乙酯生物柴油/柴油的减摩性和抗磨性都好于甲酯生物柴油/柴油;游离脂肪酸对生物柴油润滑性也有较大影响。该研究为生物柴油的应用打下基础。     

棉籽油制备生物柴油的生物降解性能

以棉籽油甲酯、乙酯生物柴油及其与石化柴油形成的调和油为研究对象,采用改进的Sturm试验方法,考察了生物柴油及其调和油的生物降解特点。研究表明：在有氧的水环境中生物降解28 d,棉籽乙酯生物柴油与甲酯生物柴油生物降解率分别达99.7%和99.1%;对甲酯生物柴油而言,生物柴油体积分数为50%和20%的调和油的28 d生物降解率分别为93.8%和80.8%,而乙酯生物柴油体积分数为50%和20%的调和油的28 d生物降解率分别95.7%和81.9%,但在相同条件下,0#柴油生物降解率仅49.9%;生物柴油在调和油中体积比越大,调和油的生物降解速度越快,生物柴油对石化柴油的生物降解具有促进作用。该文对认识棉籽油生物柴油在环境中的消解规律,控制环境污染具有一定的意义。     

利用自制设备转化废弃油脂制备生物柴油

为了满足小型用户就地生产、使用生物柴油的需求,利用自主研发的集成式生物柴油生产设备进行了废弃油脂转化生物柴油加工示范。该设备的反应过程主要包括2个工艺:反应工艺A,反应温度60℃,甲醇加入量10%,浓硫酸加入量1%,反应时间5h;反应工艺B,反应温度60℃,浓硫酸加入量0.1%,甲醇加入量4%,反应5h后加入NaOH0.8%,甲醇12%,继续反应1.5h。针对不同品质的废弃油脂分别采用不同的工艺路线:当废弃油脂酸值及含水率较大时,先采用A工艺,降低酸值和含水率,再进行B工艺;当废弃油脂酸值及含水率较小时,仅采用B工艺。设备的工艺路线适用于不同酸值的废弃油脂,生物柴油产率达95%以上,产品符合国家标准。     

不同掺混比例生物柴油的非常规污染物排放特性

为了实现柴油机的清洁燃烧,需要系统研究非常规污染物的生成机理与排放特性。根据羰基类、芳香烃类物质的理化性质特点,提出了柴油机非常规污染物高效快速的测量方法,采用不同掺混比例的生物柴油进行了柴油机台架试验,探讨了不同燃料、不同工况下柴油机非常规污染物的排放特性。结果表明,二硝基苯腙采样结合高效液相色谱技术,可以实现柴油机排气中15种羰基类污染物的快速准确测定,活性炭吸附结合气相色谱-质谱联用技术可以实现芳香烃污染物的定性定量分析;中、低负荷时,生物柴油掺混比例对柴油机总羰基排放的影响不大,随着负荷的增加,BD50（生物柴油和市售0#柴油按体积比1:1配制的调合油）和BD0（纯柴油）的总羰基排放呈升高趋势,BD100（以地沟油为原料的生物柴油）的总羰基排放有所降低;BD0的单环芳香烃最大排放浓度最高,3种燃料的气相多环芳香烃排放在低负荷和高负荷工况点存在"双峰"特征,三环菲约占所有环数多环芳香烃总量的44%,燃用生物柴油可降低柴油机约32%的多环芳香烃排放。该研究为柴油机非常规污染物的排放控制提供了参考。     

小桐子油超声波协同纳米催化剂制备生物柴油

以纳米Zn-Mg-Al高温煅烧物为催化剂,高酸值小桐子油为原料,超声波反应器中连续生产生物柴油,并系统研究超声波辐射协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件。研究结果表明,超声波协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件为：超声波功率210 W、醇油摩尔比4︰1、催化剂为油质量的1.2%、反应温度60℃时生物柴油收率94.3%。在此优化条件下完全可实现小桐子油连续工业化生产生物柴油的需求,精制后的生物柴油完全符合德国生物柴油标准DIN V 51606: 1997,且理化性质稳定,放置1 a后生物柴油的酸值、密度、黏度和化学组成基本不变。     

柴油-航空煤油宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放的影响

为了研究柴油-航空煤油宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放的影响,按照中国3号航空煤油(rocket propellant 3,RP3)的掺混比(体积比)分别为20%、40%与60%与国VI柴油进行混合,配制3种具有不同理化特性的柴油-RP3宽馏程混合燃料(D80K20、D60K40与D40K60),并通过台架试验,研究了最大扭矩转速2700 r/min所对应的100%、50%与10%负荷工况(分别记为A、B、C工况)下,D100、D80K20、D60K40和D40K60对柴油机缸内工作过程、排放、颗粒物浓度与粒径分布的影响规律。结果表明,3种工况下,与D100相比,RP3掺混比增加到60%时,缸内最大压力的变化范围小于0.2 MPa,预混燃烧放热率峰值增大13.21~27.43 J/°CA,滞燃期延长2.19~2.53°CA,燃烧持续期缩短1.73~1.91°CA,预混燃烧累积放热百分比增加4.66%~5.28%,缸内最高温度的上升幅度小于35 K,与放热率峰值和最大燃烧压力相对应的曲轴转角后移1.67~2.23°CA,有效热效率上升0.15%~0.46%。柴油-RP3宽馏程混合燃料能够显著降低柴油机碳烟排放,并且降低效果随着柴油机负荷的增加和RP3掺混比的增大更加明显,但对NOX排放没有明显的影响,与D100相比,柴油机在3种工况下燃用D40K60时的碳烟排放分别降低53.6%、44.1%、35%,NOX排放的上升幅度均小于2%,核态颗粒物数量浓度上升12.5%~90.6%,积聚态颗粒物数量浓度、颗粒物总数量浓度、颗粒物表面积浓度和总质量浓度分别降低20.1%~45.8%、14.2%~42.1%、32.5%~41.6%、28.5%~38.8%,且积聚态颗粒物的粒径朝小粒径方向移动。试验结果表明,柴油-RP3宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放有重要的影响,能明显改善柴油机碳烟与NOX排放之间的trade-off关系,并且在降低柴油机颗粒物总数量浓度、总质量浓度以及表面积浓度方面具有较为显著的效果,有利于降低柴油机DFP载体上的颗粒物堆积、延长DFP再生周期。     

几种栽培花卉基质的理化特性研究

对几种重要的花卉栽培基质的理化性质进行了测定,结果表明:岩棉的通透性能很好,几乎不含有效养分、无缓冲能力。泥炭本身含有一定的养分,大小孔隙度、容重适度,总盐含量适中,有一定的缓冲能力。椰糠的总盐含量和水溶性盐含量过高,在使用前必须进行处理。泥炭、椰糠采用混合基质后,理化性质有所改善。蛭石:珍珠岩(V:V=1:1)的保水力相对较差。在生产中,除考虑基质的上述理化性质即实用性外,还必须根据经济性的原则考虑基质的选择。     

沼渣物理特性及沼渣纤维化学成分测定与分析

以反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气剩余物沼渣为研究对象,采用振动筛分分组、统计分析、图像处理和Fibertec 2010&M6纤维分析系统分析等方法,对沼渣的物理成分及沼渣纤维化学成分进行了测定分析。研究结果表明,沼渣主要由质量分数为64%的纤维、35%的非矿物质和1%的矿物质组成;沼渣纤维中纤维素、半纤维素、木质素、灰分及其它各成分的质量分数分别为44.8%、21.9%、15.6%和17.7%。从而得出结论：反刍动物粪便厌氧发酵生产沼气后的沼渣中纤维素含量较水稻、小麦和玉米等作物秸秆的高5%以上,半纤维素含量较水稻、小麦和玉米等农作物秸秆低5%。研究结果为沼渣资源化、高值化利用技术研究奠定了基础。     

Influence of Gypsum and Organic Amendments on Soil Properties and Crop Productivity in Degraded Black Soils of Central India

ABSTRACT

Attempts were made to ameliorate sodic black calcareous soils by using different crop residues (composted cotton stalk and biomulch 5 t ha^?1, respectively) and green manures (in-situ Crotalaria juncea, Sesbania aculeata, Vigna unguiculata, Vigna radiata, and ex-situ Leucaena leucocephala loppings 5 t ha^?1) and gypsum 2.5 t ha^?1. The organic amendments were outperformed with respect to improvement in soil microbial biomass carbon and dehydrogenase activity, not gypsum. The application of dhaincha significantly improved the mean weight diameter by 14% over control. The application of gypsum and dhaincha recorded a significant drop in pHs (0.1 and 0.07 units) and exchangeable sodium percentage (26.7% and 20.6%) over control. After 2 years of experiments, dhaincha (14.8%) and sunhemp (15.5%) also showed the commensurable potential of improving yields of chickpea as compared to gypsum (14.8%) over control. Hence, dhaincha and sunhemp can be a better alternative choice to gypsum in sodic soils.     

采后苹果电特性与生理特性的关系及其应用

为了了解果蔬的电学特性，并为果蔬品质自动化识别提供新方法，该文从生理特性角度分析了影响采后苹果电参数变化的原因。基于电参数的变化，将BP神经网络技术应用于苹果新鲜等级的识别。研究结果指出：采后红富士苹果相对介电常数的变化规律与乙烯释放量变化规律相似，电阻率与乙烯释放量变化规律相反，在乙烯释放峰出现时，相对介电常数达到最大值，电阻率达到最小值。根据采后苹果可溶性固形物含量和pH值的变化，将苹果分为3个新鲜等级，以相对介电常数和电阻率作为BP神经网络的输入特征参数，在2-20-3的网络结构下，苹果新鲜等级平均识别率达到79%。该研究为了解采后果品电特性变化的原因提供了信息，为基于电特性的新型果品内部品质检测技术的研究提供了基础。     

土壤蒸发及水热传输研究综述

土壤蒸发与水热传输是地表能量与水分平衡的重要组成部分。本文综述了几十年来土壤蒸发、水热传输以及土壤水力、热力特性基本理论及发展过程,并提出了今后进一步研究的方向。     

土壤调理剂对土壤理化性质及甘蓝生理特性的影响

试验研究了土壤调理剂对土壤结构性质和甘蓝根系活力、光合指标的影响.结果表明,施用调理剂后,处理两次、处理一次分别使20 cm和30 cm土层的容重下降7.3%、1.9%和4.6%、1.3%,孔隙度分别提高9.3%、2.8%和5.9%、1.9%;与对照相比,处理两次后的阳离子交换量在0～27 cm、27～45 cm土层分别增加5.7%和10.9%;甘蓝的根系活力,处理与对照相比达到1%的显著差异水平;改变了Pn的光合日变化曲线,提高了甘蓝对光强的适应能力,光合能力加强.     

不同干燥方法对栗粉的理化性质与功能特性的影响

以毛板红板栗品种为原料，研究了4种不同干燥方法加工所得栗粉的理化与功能特性，结果表明自然干燥与热风干燥加工成的栗粉在理化和功能特性上差异较小，但自然干燥粉比热风干燥粉具有更好的起泡能力和泡沫稳定性；微波干燥粉比热风干燥有较多的淀粉发生糊化，表现在具有较低的峰粘度、崩解值和回复值，其吸水能力较热风干燥粉大，但起泡能力、泡沫稳定性和复水成泥后的一些质地特征值较热风干燥粉低。高温蒸后热风干燥粉的理化与功能特性与微波干燥粉类似，但有较高的崩解值和较低的回复值。从色泽来看，自然干燥和热风干燥粉比微波干燥和高温蒸后热风干燥的要白，而且有光泽。     

气流粉碎对玉米淀粉结构及理化性质的影响

为研究气流粉碎对玉米淀粉结构及理化性质的影响,该文以普通玉米淀粉为原料,通过流化床气流粉碎处理,采用扫描电子显微镜、偏光显微镜、粒度分析仪、X-射线衍射仪、红外光谱仪、差示扫描量热仪、快速黏度分析仪等分析手段研究经微细化处理前后玉米淀粉颗粒形貌、晶体结构、热力学特性、糊化特性、溶解度和膨胀度、冻融稳定性、持水能力等结构及性质的变化。结果表明,微细化处理后,淀粉颗粒形变的不规则,粒径明显减小,中位径(D50)由14.37μm减小到5.25μm,偏光十字减少,相对结晶度由33.43%降低至15.46%,淀粉颗粒结晶结构被破坏,由多晶态向无定形态转变,粉碎过程淀粉无新的基团产生;热焓值、糊化温度均降低,热糊稳定性好;溶解度、膨胀度均升高,持水能力增加,冻融稳定性好,产生较好的热糊稳定性和冷糊力学稳定性,该研究为玉米淀粉的深度加工与应用提供了理论依据及技术支撑。     

六种果皮原料果胶的理化及凝胶特性比较

为了解不同品种水果的果皮(柚子皮、西番莲皮、脐橙皮、石榴皮、榴莲皮)以及向日葵盘所提取果胶的理化和质构特性,研究了不同原料果胶的得率、色泽、果胶酸含量、甲氧基含量、酯化度、黏度及质构特性,特别是采用高效液相色谱准确测定了各类果胶的分子量。结果表明:柚子皮、向日葵盘和脐橙皮果胶质量分数较高,分别为18.06%、14.61%和14.43%;西番莲皮果胶质量分数为8.76%;而石榴皮及榴莲皮果胶质量分数较低(均<3%)。从分子量看,石榴皮、脐橙皮果胶分子量较大(>1000kDa),向日葵盘果胶分子量最小(483kDa)。此外,几种果胶的溶胶均属低黏度值果胶(<25厘泊),且在pH值为7.0时黏度最大、在pH值为5.0时黏度最小。结合凝胶质构分析表明:石榴皮果胶分子量最大,凝胶强度最大,但为高甲氧基果胶,且得率较低;而向日葵盘果胶分子量最小,但得率较高,且为低甲基果胶,在非糖及含糖体系中均可形成性能优良的凝胶,因此是生产果胶的良好原料。该文为果胶的生产及应用提供参考。     

纳米二氧化硅/纳米纤维素复合材料制备及性能分析

使用造纸方法快速成功的制备了纳米纤维素,纳米二氧化硅复合材料,对并材料的力学性能,热性能和吸湿性能进行了分析。研究结果表明:随着纳米二氧化硅的添加量逐步提高,纳米复合材料的理论密度逐渐下降,材料的拉伸性能和模量值都有大幅度的下降。材料热解的初始降解温度和热解活化能随着纳米二氧化硅质量分数的增多提升,当纳米二氧化硅质量分数为20%时,材料初始热解温度为280℃。纳米复合材料的含水率随着吸湿时间的延长而增加,且随着纳米二氧化硅添加量的增多,材料的最终含水率不断提高,当纳米二氧化硅质量分数为20%时,纳米复合材料的最终含水率约26%,纳米复合材料的表面接触角值仅为40.4°。该研究结果可为制备了纳米纤维素/纳米二氧化硅复合材料提供参考。