磁性固体催化剂催化制备生物柴油的研究

乌桕是我国特有的四大木本油料树种之一,本研究用磁性固体催化剂催化乌桕梓油制备生物柴油。通过正交试验得出最佳条件下的酯化率为95.59%;气相色谱检测表明:由乌桕梓油制备的生物柴油的主要成分是C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3的脂肪酸甲酯。     

乌桕油皂微波催化快速裂解制备可再生燃油研究

采用微波催化快速裂解技术,以乌桕木油皂和乌桕梓油皂为原料,利用其强极性羧基端吸收微波迅速的特点,研究了其制备可再生燃油的技术。考察了裂解功率、裂解温度对裂解产物得率的影响。结果表明:裂解功率700 W,裂解温度450℃,乌桕木油皂和乌桕梓油皂微波裂解液体燃料的得率分别为75.26%和77.01%,GC-MS分析表明,产物的主要成分为C8~C18的正构烷烃、烯烃、环烷烃以及芳香烃等烃类化合物。产物的部分燃料油性能测定结果表明,乌桕木油皂裂解燃油比乌桕梓油皂裂解燃油热值略高,密度和运动黏度略低,基本符合0#柴油的标准,冷凝点和冷滤点均优于生物柴油,低温流动性好。     

油茶籽残饼油制备生物柴油研究及工艺优化

研究了油茶籽残饼油制备生物柴油碱催化酯交换反应动力学过程,探索了反应动力学因素醇油物质的量比、催化剂用量、反应温度和反应时间对生物柴油得率的影响.正交试验结果表明,油茶籽残饼油酯交换反应的理想条件为:反应温度70℃,醇油物质的量比为6:1,催化剂用量为油质量的0.6%,反应时间90 min;此条件下生物柴油得率为94.43%.经权威机构检测,所制得生物柴油主要性能指标完全符合国家标准GB/T 20828-2007,具有广阔的应用前景.     

乌桕梓油基生物柴油掺烧动力试验研究

本研究将乌桕梓油基生物柴油和0#柴油进行掺烧动力试验,结果表明：乌桕梓油基生物柴油与0#柴油可以任意比掺混互溶,掺混燃烧的输出功率在相同的工况点没有明显差异,随着负荷的增大,输出功率略有下降。乌桕梓油基生物柴油的有效燃油消化率比柴油略高,在低配比下相当。因此,乌桕梓油基生物柴油可以作为柴油的替代品,不需对柴油机作任何调整,建议用乌桕梓油基生物柴油作柴油机燃油时以低配比掺混使用。     

乌桕籽制取生物柴油研究初报

以乌桕籽为原料,进行油脂提取,并对其理化性质及乌桕油脂脂肪酸组成进行分析,全籽干基含油率31.54%,果仁干基含油率65.76%,总脂肪酸含量92.63%,脂肪酸平均分子量273.36 g/mol。在特定的温度和压力下,采用一定的醇油比与碱性催化剂一起进行酯交换反应,制取生物柴油,并对转化后的生物柴油与0~#柴油勾兑后,参照0~#柴油进行了理化性质测定,各项指标达到了0~#柴油的质量要求,其中十六烷值为45,馏程95%时馏出温度为352.5℃。     

促溶剂法制备光皮树油生物柴油研究

以光皮树油和甲醇为原料制备生物柴油,以丁酮作促溶剂,KOH做催化剂,考察反应时间、温度、催化剂、甲醇与油脂摩尔比对光皮树油转化为生物柴油得率的影响。得到光皮树油制备生物柴油的工艺条件:醇油摩尔比为6,温度65℃,催化剂为油脂质量的0.8%,反应时间为8 min,精制生物柴油得率为96%。     

响应面法优化钙基固体碱KF/CaO催化沉香籽油制备生物柴油

采用固体碱KF/Ca O催化沉香籽油进行酯交换反应制备生物柴油(脂肪酸甲酯),通过扫描电镜、X射线衍射和傅里叶红外的表征发现KF/Ca O呈多层片状结构,具有较大的比表面积(107±0.5)m~2/g,催化活性主要成分为KCa F3,红外谱图验证了Ca—O—F晶格的存在。单因素试验对影响催化酯交换反应的各因素进行优化,得出较佳范围为:反应时间100 min、催化剂用量2.0%、醇油摩尔比8∶1、反应温度79℃。单因素试验基础上采用Design-Expert软件Box-Behnken模块进行响应面试验条件优化,探讨了催化剂用量(A)、反应温度(B)、醇油摩尔比(C)、反应时间(D)4个因素及各因素间交互作用对转化率的影响,结果表明各因素一次项对转化率都呈高度显著水平,最佳条件为:反应时间107.2 min、催化剂用量2.02%、醇油摩尔比8.36∶1、反应温度79.14℃,所制备的生物柴油能够满足国标要求。     

制备生物柴油用脂肪酶产生菌的诱变和筛选

以提高全细胞生物催化制备生物柴油的效率为目的,采用紫外诱变的方法对产脂肪酶的米根霉菌株进行诱变和筛选。筛选得到的诱变株命名为LY6,脂肪酶水解酶活(4.33 U/mL)是原始菌株的4.33倍,合成酶活(0.28 U/mL)是原始菌株的1.12倍,脂肪酶水解酶最适反应pH值为7.0。将筛选得到的菌株制备成固定化全细胞生物催化剂催化大豆油转酯化制备生物柴油,在醇油比为3∶1(物质的量之比,下同)时,脂肪酸甲酯得率比原始菌株提高了41.0%,达到87.3%;在醇油比为4∶1时,最终生物柴油的甲酯得率比原始菌株提高了16.8%,达到96.1%,故经筛选得到的菌株能作为全细胞生物催化制备生物柴油的优良菌株。     

静态混合管式反应器连续化制备生物柴油的动力学研究

以棉籽油和甲醇为原料,利用自制的静态混合管式反应器,在催化剂和共溶剂的共同参与下连续化制备生物柴油,研究其反应动力学。当催化剂KOH用量为油脂质量的0.6%,甲醇和棉籽油物质的量之比(醇油比)为28∶1,共溶剂丁酮与油脂体积比为1.5∶1,反应温度分别为45、50、55、60、65℃时,进行酯交换反应动力学研究。结果表明利用静态混合管式反应器连续化制备生物柴油反应的表观反应级数为1.3,活化能为11.74 kJ/mol。连续化反应的时间可控制在15 min内,并且在适宜的反应条件下,酯交换反应的转化率高于98%。     

全细胞生物催化制备生物柴油研究——全细胞生物催化剂催化豆油甲酯化反应

研究了全细胞生物催化剂催化大豆油甲酯化反应制备生物柴油的反应条件.结果表明,水是适宜的反应溶剂,且含水量占大豆油质量5%～20%时,全细胞催化剂有很高的催化活性.在甲醇分批添加(每12h加入1批),催化剂用量4%,甲醇与大豆油物质的量之比(醇油比)5∶1时,甲酯得率最高可达94%.全细胞生物催化剂在反应4次后甲酯得率仍可保持在82%,显示出良好的重复催化性能.     

掌叶木不同种源种子的经济性状

【目的】研究掌叶木种子千粒质量、出仁率、含油率和籽油脂肪酸等经济性状在种源间的差异及变异规律,评估并筛选最优生物柴油原料种源。【方法】以广西乐业、田林、凤山、环江和贵州独山5个种源掌叶木种子为试验材料,测定千粒质量和出仁率后,采用索氏抽提法分别测定种子、种仁和种皮含油率,利用气相色谱法分析籽油脂肪酸组成和含量;对种子经济性状间及其与地理-气候因子进行相关性分析,并对各种源进行聚类分析;基于脂肪酸燃料特性因子对各种源进行评估。【结果】1)各种源间的种皮含油率差异不显著,千粒质量、出仁率、种子和种仁含油率差异均极显著(P<0. 01),此5个性状在种源间变异系数均值为13. 7%,其中凤山种源除种皮含油率外,千粒质量(210. 02 g)、出仁率(68. 89%)、种子含油率[43. 23 g·(100 g)^-1]和种仁含油率[56. 56 g·(100 g)^-1]均最高。2)掌叶木籽油含有14种长链脂肪酸,包括6种饱和脂肪酸、5种单不饱和脂肪酸和3种多不饱和脂肪酸,其中不饱和脂肪酸平均质量分数高达94. 08%,种源间变异系数仅为0. 53%; 8种主要脂肪酸(质量分数>1%)占籽油脂肪酸组成的98. 19%,它们在种源间的变异系数均值为7. 21%,其中神经酸平均质量分数(7. 8%)排在已知含有神经酸木本植物第4位。3)相关性分析结果表明:种子含油率与种仁含油率呈极显著正相关(P <0. 01,R=0. 997);除亚麻酸外,主要脂肪酸间均呈较多的显著或极显著相关,这些脂肪酸按碳链长度22划分为2大类群,群内各组分相互促进,群间反促进;千粒质量与亚麻酸、出仁率与饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸、种子含油率与棕榈酸、亚油酸、芥酸和单不饱和脂肪酸均呈极显著相关(P <0. 01),相关系数分别为-0. 983、-0. 964、0. 964、-0. 998、-0. 981、0. 995和0. 976;种子经济性状与地理-气候因子间的相关性不显著。4)聚类分析结果显示:5个种源被分为3组,其中,乐业和独山2个种源聚为一组,田林和环江2个种源聚为一组,凤山种源单独聚为一组。5)掌叶木籽油作为生物柴油原料须分离木焦油酸和神经酸,且不能满足冷滤点-10℃要求,凤山种源各项评估数值均为最优。【结论】掌叶木种子千粒质量、出仁率、种子含油率和种仁含油率等经济性状在种源间存在丰富变异;籽油经济利用价值较高,籽油低温流动性较好,主要脂肪酸质量分数在种源间离散程度和变异幅度均较小,性状稳定;种子经济性状受地理-气候因子影响不显著,在种源间具有随机变异的特点,且广西凤山为最优生物柴油原料种源。     

圆齿野鸦椿籽油提取工艺及脂肪酸组分分析

为高效利用圆齿野鸦椿籽油,采用正己烷加热回流提取圆齿野鸦椿籽油,分别考察了提取时间、提取温度和正己烷-圆齿野鸦椿籽粉末比(液料比)对圆齿野鸦椿籽油提取得率的影响。以单因素试验的结果为依据,运用Design-Expert8.0.6软件进行Box-Behnken响应面设计及数据分析,进一步对回流提取圆齿野鸦椿籽油的工艺进行优化。研究结果表明:各因素影响提取得率的主次顺序为提取时间、提取温度、液料比;最佳提取工艺是加热回流提取时间62.04min,提取温度80.2℃,液料比10.14∶1(mL∶g),该条件下提取得率的预测值为5.84%,通过验证实验发现,提取得率实验值为(5.85±0.001)%,与预测值接近,两者的相对误差为0.17%,说明响应面优化的圆齿野鸦椿籽油提取工艺稳定、可行。同时,对圆齿野鸦椿籽不同部位提取得到的油脂进行分析,种仁出油率为(35.6±0.7)%,种皮出油率为(2.1±0.15)%,对籽油成分进行分析,检测出18种脂肪酸成分,其中不饱和脂肪酸达到65.52%,亚油酸的量最高,达45.64%。     

Transesterified Chinese Spicehush (Lindera communis) seed oil as a biodiesel fuel

Studies were carried out on the transesterification of the Chinese Spicehush (Lindera communis) seed (LCS) oil with methanol for the production of biodiesel. The methyl esters of LCS oil were compared with soybean esters to determine biodiesel fuel performance and properties. The fatty acids content in the seed kernel oil (LKO) and coat oil (LCO) were quantified by gas chromatography and mass spectrometry method (GC-MS). LKO contains 95.1% saturated acids (capric, lauric, myristic and palmitic) and 2.3% unsaturated acids (oleic). LCO contains 24.6% saturated acids (palmitic and stearic) and 73.6% unsaturated acids (oleic, linoleic and palmitoleic). The kinematic viscosity, cold filter plugging point, cloud point, flash point and cetane index were determined. The methyl esters of LKO had a higher kinematic viscosity and a lower cold filter plugging point value, so it has better per- formance in cold weather. The biodiesel of LCS oil has fuel properties within the limits prescribed by American (ASTM D 6751-02) standards, except for a slightly lower flash point of LKO biodiesel than that prescribed by these standards (130°C). Thus, LKO and LCO biodiesel have great potential to be used on a large scale as fuel for diesel engines.     

催化木糖制备 呋喃甲醛的研究

为了使呋喃甲醛的制备过程绿色化,以ZrOCl2为原料,利用沉淀-浸渍法初步制备了SO42-/ZrO2固体酸,并应用于催化木糖制备呋喃甲醛的反应。采用L9(34)正交试验确定了适宜的反应条件:木糖质量浓度10 g/L、催化剂用量20 g/L、反应温度220℃、反应时间3 h。之后采用单因素试验考察了催化剂制备条件对呋喃甲醛产率的影响。得到的催化剂最佳制备条件为:H2SO4浸渍浓度1.0 mol/L、焙烧温度550℃、焙烧时间5 h,呋喃甲醛产率达最大值47%。实验结果表明:SO42-/ZrO2固体酸在催化木糖制备呋喃甲醛方面,具有较大发展潜力。     

文冠果籽油生产生物柴油方法的研究进展

概述了利用碱催化法,固体酸催化法和生物酶法制备文冠果籽油生物柴油的研究进展,比较了3种制备方法的优劣:碱催化法是比较成熟的工业化方法,被广泛采用,具有反应快、成本低的特点,但污染大;固体酸催化法优点是反应快,温度低,无环境污染,催化剂和共溶剂还可循环利用;生物酶法对游离脂肪酸和水不敏感,醇用量小,无污染,但成本高、反应慢。提出了影响文冠果籽油生物柴油产业化发展的因素及对策。     

超声波辅助提取白果粗脂肪

以自制白果粉为原料,分析了提取溶剂、粉料粒度、提取温度、超声波功率、料液比、提取时间及提取次数对白果出油率的影响。结果表明:石油醚(沸程60～90℃)是较适宜的提取溶剂,出油率为3.88%。最佳提取工艺为:白果粉粉碎度80目,提取温度25℃,超声波提取功率200 W,料液比1∶25(g/ml),每次提取时间40 min,提取次数2次。最优工艺条件下,出油率为3.86%,较索氏提取法,该工艺对白果粗脂肪的提取率为98.71%。     

Nickel-catalyzed carbonization of wood for coproduction of functional carbon and fluid fuels II: improved fuel quality of oil fraction and increased heating value of gas fraction

The yields and properties of oil and gas fractions coproduced during carbonization of larch wood loaded with Ni 2%, Ni 2%+Ca 1%, and Ni 4% and without catalyst (None) at 700°–900°C were examined to clarify the catalytic effect in terms of conversion into fluid fuels. The net calorific value of oil occurred mainly below 500°C and increased in the order None < Ni 2% < Ni 4% < Ni 2%+Ca 1%, while the yield decreased in this order. The same order held for the production of gases enriched with hydrogen at 500°–700°C. Even above 800°C, markedly promoted evolution of hydrogen took place for all catalyst systems. These observations confirmed the effectiveness of nickel-catalyzed carbonization at 900°C, particularly Ni 2%+Ca 1%, for both upgrading of oil and gaseous fractions, although the quality of oil was not satisfactory. The catalysis of nickel with and without calcium is discussed on the basis of the modified Broid-Shafizadeh scheme, and the scheme was altered to adapt to the high temperature region where oil was no longer produced. Part of this study was presented at the 14th Annual Meeting of the Japan Institute of Energy, Suita, August 2005, and at the 18th Symposium, Session D, of the Materials Research Society of Japan, Tokyo, December 2007     

超声波辅助提取脱脂红松仁中水溶性多糖的研究

采用超声波辅助提取法对脱脂红松仁中水溶性粗多糖的提取工艺进行了研究.通过正交试验,分别考察了提取温度、液料比、提取时间及醇沉浓度4个因素对红松仁多糖提取率的影响,得出优化的工艺条件：提取温度为70℃,液料比为20：1,提取时间为40 min,醇沉浓度为80%,此条件下多糖的提取率为3.65%,平均含量为45.38%.结果表明,超声波辅助提取的效率和含量均优于传统热水浸提法,且具有提取温度低、时间短及效率高的优势.