制备微生物柴油的研究

论文摘要

本论文利用微生物油脂为原料。针对微生物油脂具有相当数量的多不饱和脂肪酸,先分离纯化多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids,简称PUFAs,下同）,剩余脂肪酸制备生物柴油,使其在生产生物柴油的同时,生产出更具价值的功能性脂肪酸,以提高生物柴油的综合经济效益。本论文对微生物油脂的理化指标、微生物油脂中的多不饱和脂肪酸分离纯化方法、微生物油脂制备生物柴油进行了研究。对微生物油脂的理化性质如相对密度,折光指数,酸值,皂化值,过氧化值,碘值,水分进行了分析研究。对微生物油脂进行GC/MS检测分析可知,油酸的含量占总脂肪酸的53.44%、亚油酸的含量占总脂肪酸的21.27%、棕榈酸的含量占总脂肪酸的11.57%、γ-亚麻酸的含量占总脂肪酸的6.80%。简要分析了采用尿素包合法分离纯化M.isabellina菌油中多不饱和脂肪酸（PUFAs）的最佳工艺参数为:脂肪酸/尿素/乙醇=1:3.5:10.5,包合温度-5℃,包合时间20h。采用响应面分析法（RSM）中的Plackett-Bruman设计法来对实验进行设计并对实验结果进行分析和优化,确定了以微生物油脂为原料,甲醇钠为催化剂,酯交换反应制备微生物柴油的最佳工艺条件为:醇油摩尔比为7.85:1,催化剂用量为油重的0.95%,反应时间为117min,反应温度为60.75℃。产品微生物柴油的物理性质及化学性质都和石化柴油非常接近,可以成为石化柴油很好的替代品,而且比现有石化柴油更加环保,更加符合可持续发展的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 微生物油脂研究开发的概况
• 1.1.1 国外微生物油脂的研究进展
• 1.1.2 国内微生物油脂的研究进展
• 1.2 利用微生物油脂制取生物柴油的意义
• 1.3 生物柴油的国内外研究现状
• 1.3.1 国外生物柴油的现状
• 1.3.2 我国生物柴油的现状以及发展思路
• 1.4 微生物柴油的概念
• 1.5 微生物柴油的可行性分析
• 1.6 微生物柴油的制备方法
• 1.6.1 直接混合法
• 1.6.2 微乳化法
• 1.6.3 高温裂解法
• 1.6.4 酯交换反应法
• 1.7 微生物油脂多不饱和脂肪酸分离纯化方法
• 1.7.1 低温冷冻结晶法
• 1.7.2 尿素包合法
• 1.7.3 银离子络合法
• 2精馏法'>1.7.4 超临界CO₂精馏法
• 1.7.5 分子蒸馏法
• 1.8 本论文的主要研究内容
• 1.9 现阶段我国生物柴油研究存在的问题及本论文的设想
• 1.10 预期创新之处
• 第二章 微生物油脂的理化性质及组成分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验试剂与材料
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 微生物油脂的理化性质分析
• 2.2.2 微生物油脂肪酸组成成分的分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 尿素包合法分离纯化微生物油脂中的多不饱和脂肪酸
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验材料、试剂
• 3.3 实验方法与步骤
• 3.3.1 脂肪酸乙酯的制备
• 3.3.2 脂肪酸分析方法
• 3.3.3 尿素包合实验
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 尿素与混合脂肪酸之比对PUFAs分离效果的影响
• 3.4.2 尿素与乙醇之比对PUFAs分离效果的影响
• 3.4.3 包合温度对PUFAs分离效果的影响
• 3.4.4 包合时间对PUFAs分离效果的影响
• 3.4.5 多不饱和脂肪酸分离纯化最优条件的选择
• 3.5 本章小结
• 第四章 微生物油脂制备生物柴油
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 原料
• 4.1.2 药品
• 4.1.3 实验仪器
• 4.1.4 实验原理
• 4.1.5 微生物油脂甲酯化工艺路线与技术
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 醇油摩尔比对微生物柴油酯化率的影响
• 4.2.2 催化剂用量对微生物柴油酯化率的影响
• 4.2.3 反应温度对微生物柴油酯化率的影响
• 4.2.4 反应时间对微生物柴油酯化率的影响
• 4.3 微生物油脂酯化工艺响应面实验设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果