2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、生物柴油是環(huán)保、可再生的“綠色”燃料,是優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品,但目前由于油源缺乏與成本高,未能得到大范圍地推廣應(yīng)用。我國(guó)特有木本油料資源烏桕樹,其果實(shí)種皮-烏桕脂(Chinese Vegetable Tallow,CVT)也叫皮油,占桕籽中26-27%,其脂肪酸組成相對(duì)集中,棕櫚酸含量達(dá)65%左右,高于世界“油王”之稱的棕櫚酸,另外油酸占32%左右。烏桕具有出油率高,經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),烏桕脂不僅可作食用油,還是重要的工業(yè)油,可提供穩(wěn)定的

2、油源。但由于棕櫚酸含量高,會(huì)導(dǎo)致其脂肪酸甲酯(FAME)產(chǎn)物的低溫流動(dòng)性能差,因此限制了烏桕脂在生物柴油方面的應(yīng)用。 本研究以高酸價(jià)的烏桕脂為原料,采用溶劑結(jié)晶分提技術(shù),將烏桕脂生物柴油中高熔點(diǎn)的棕櫚酸甲酯(MP)副產(chǎn)物分提并純化,該產(chǎn)品除了用作化工中間體外,還將其與Vc合成安全高效營(yíng)養(yǎng)型抗氧化劑-L-抗壞血酸棕櫚酸酯(AP),并對(duì)其做了進(jìn)一步應(yīng)用研究。 原料理化特性和品質(zhì)是采取技術(shù)路線的依據(jù),烏桕脂各項(xiàng)理化指標(biāo)為:碘

3、價(jià)25.4I<,2>/100g,過(guò)氧化值28.9meq/kg,比重0.91 g/cm<'3> d<'50>5<,50>,熔點(diǎn)35.6-39.5℃,皂化值199.4 mgKOH/g,離心處理后,磷脂含量為168.4mg/kg,酸價(jià)達(dá)20.8mgKOH/g,說(shuō)明采用先酸法預(yù)酯化后堿法酯交換的方法才能使游離脂肪酸得到最大的利用。經(jīng)GC檢測(cè),烏桕脂中脂肪酸按含量依次為:棕櫚酸、油酸、月桂酸、硬脂酸和亞油酸,其中棕櫚酸高達(dá)66.80%,是油酸的2

4、.4倍,其他組分總共不到5.5%,表明烏桕脂是棕櫚酸、油酸及其甲酯的優(yōu)良供體,烏桕脂脂肪酸甲酯中棕櫚酸甲酯經(jīng)分提,可用作棕櫚酸制品的原料或進(jìn)行更深層的開發(fā)利用,剩余部分可作燃料生物柴油或精制成更高附加值的油酸甲酯出售。 離心處理的烏桕脂最佳脫膠條件為:檸檬酸加入量1.5g/kg,反應(yīng)溫度90℃,加水量60g/kg,攪拌時(shí)間50min,殘磷量35.48mg/kg;磷脂含量仍比較高,可望在后面的甲酯化反應(yīng)中進(jìn)一步改善。 酸

5、法酯化最佳條件為:反應(yīng)時(shí)間8h,醇油摩爾比35:1,反應(yīng)溫度75℃,催化劑用量為3%,由此最佳工藝,烏桕脂酸價(jià)降至0.37mg/g,酯化率為98.2%,產(chǎn)率99.6%;進(jìn)一步堿法催化最優(yōu)工藝為:反應(yīng)時(shí)間35min,催化劑用量0.8%,醇油摩爾比6:1,反應(yīng)溫度65℃,酯化率93.1%。產(chǎn)品熔程23.2-24.7℃,酸價(jià)0.12mgKOH/g,磷脂含量5.76mg/kg,符合德國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中小于10mg/kg的要求;烏桕脂F(xiàn)AME主

6、要組成為:棕櫚酸甲酯69.02%,油酸甲酯27.66%,月桂酸甲酯1.94%和硬脂酸甲酯1.78%,可見其組成和含量相對(duì)集中,棕櫚酸甲酯和油酸甲酯含量豐富,是制備棕櫚酸甲酯和生物柴油的優(yōu)良供體。對(duì)FAME中MP進(jìn)行溶劑結(jié)晶分提,初步實(shí)驗(yàn)和溶解度參數(shù)計(jì)算結(jié)果表明乙醇是MP分離的良好溶劑,由于甲醇具有很強(qiáng)的氫鍵,也對(duì)MP有良好的結(jié)晶推動(dòng)力;溶劑分提結(jié)果表明,相比較甲醇,乙醇分提能得到純度更高,品質(zhì)更好的產(chǎn)物。在物液比1:2和10℃的結(jié)晶終溫

7、下,經(jīng)乙醇分離得到純度91.2%的MP,又經(jīng)2次分提后,純度為96.9%,收率為50.8%,乙醇還兼具脫色和脫臭的作用,產(chǎn)品滿足一般化工生產(chǎn)要求,說(shuō)明乙醇是烏桕脂F(xiàn)AME分提MP的良好溶劑。 以98%H<,2>SO<,4>作催化劑,抗壞血酸過(guò)量的方法將Vc與MP合成AP,25℃時(shí),n(Vc):n(MP)為1:0.8,反應(yīng)17h,n(Vc+MP):n(H<,2>SO<,4>)為0.14:1,收率69.4%,色澤潔白。在此條件下,A

8、P收率高,Vc過(guò)量較少,相對(duì)損失少,純度達(dá)到96.7%,熔點(diǎn)范圍112.6-119.5℃,干燥失重0.11%,灼燒殘?jiān)?.053%,產(chǎn)品符合GB16314-1996食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求,說(shuō)明生物柴油副產(chǎn)物-棕櫚酸甲酯合成AP的工藝路線可行。相比棕櫚酸甲酯過(guò)量法,Vc過(guò)量可簡(jiǎn)化操作步驟,避免使用過(guò)多有機(jī)溶劑,降低了成本及溶劑回收帶來(lái)的能耗,減少其帶來(lái)的身體傷害和安全隱患。AP的HLB值在8.4左右,可作油-水乳化劑。 將合成

9、的AP用于大豆油和菜籽油,結(jié)果表明,AP在大豆油中抗氧化性最好,菜籽油中與TBHO作用基本接近,表現(xiàn)出良好的抗氧化效果,是安全、高效,具有推廣價(jià)值的抗氧化劑;AP與V<,E>復(fù)配使用對(duì)提高V<,E>抗氧化效果,延長(zhǎng)氧化誘導(dǎo)期出現(xiàn)有明顯的作用,由于AP售價(jià)低于V<,E>,還可有效降低使用成本。 由此,本研究由烏桕脂脂肪酸甲酯中提取的生物柴油副產(chǎn)物-棕櫚酸甲酯為原料,制備AP路線是可行的,一方面,可合理利用副產(chǎn)物,生產(chǎn)出具有更高利潤(rùn)

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