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生物柴油是一种环境友好、可再生的替代能源,随着资源的短缺,生物柴油越来越受到人们的关注。然而,高成本阻碍了生物柴油的工业化,如何使生物柴油具有经济可行性,成为生物柴油的研究重点。
米糠是稻米加工的副产物,目前多用于畜禽饲料,其价值远未得到体现。米糠含油16~32%,然而由于解脂酶的存在,米糠油极易水解、氧化,因此不宜作为食用油,将其用于制备生物柴油,可以实现对米糠资源的综合利用。
本论文研究了米糠油的提取工艺,并研究了以米糠油为原料制备生物柴油的方法,主要研究结果如下:
1.采用干热法、湿热法和化学法对米糠进行稳定化处理,研究其储藏性能,并研究了米糠油的提取工艺。结果发现将米糠进行稳定化处理后,仍无法完全抑制酸值的上升。通过单因素和正交试验获得米糠油较优提取工艺参数为:液料比6:1,提取温度60℃,提取时间2.5h,在此条件下,米糠油的提取率为91.75%。
2.采用气相色谱—质谱仪对米糠油的脂肪酸组成进行了分析。结果表明米糠油主要由棕榈酸、油酸和亚油酸三种脂肪酸组成,含量分别为16.9%、41.1%和36.3%。
3.以米糠精炼油为原料,氢氧化钠为催化剂,采用酯交换法制取生物柴油。考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和温度对产品转化率的影响。正交试验结果表明,米糠油转化生物柴油的较优条件为:醇油摩尔比6:1,催化剂浓度0.8%,反应温度60℃,反应时间60min,在此条件下生物柴油转化率为97.06%。
4.研究了用含游离脂肪酸高的米糠毛油制备生物柴油的方法。运用响应面法优化了米糠毛油的脱酸工艺,结果表明,当醇油摩尔比为7:1,反应温度为62℃,催化剂浓度为3%,反应时间为2h时,米糠毛油的酸值可由63.4mgKOH/g降到1.6mgKOH/g,将预处理过的米糠毛油进行酯交换反应后产物分层明显,生物柴油的转化率达到96.4%。
5.将试验制得米糠油生物柴油的甲酯组成和理化指标进行了分析测定。结果显示,米糠生物柴油主要由油酸甲酯,亚油酸甲酯,棕榈酸甲酯,亚麻酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生酸甲酯五种脂肪酸甲酯组成,其相对百分含量分别为:45.8%、35.19%、16.05%、1.8%、1.35%,1.27%。试验所得米糠生物柴油的密度、酸值、水分、等指标均达到德国DIN V51606生物柴油标准,米糠毛油制备的生物柴油粘度、灰分略高于德国DIN V51606标准。