【正文】 但我國生物柴油產(chǎn)量很少，目前還不能對生物柴油產(chǎn)量作出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，生物柴油還沒有形成固定的區(qū)域市場，我們在產(chǎn)業(yè)方面非常落后。主要分布在我國的山區(qū)，如河北、河南、四川、湖南、云南、貴州、浙江、江蘇、安徽、 山東、福建、海南以及廣東等省的貧困地區(qū)。 我國發(fā)展生物柴油的現(xiàn)狀以及意義 167。下表 1． 9 所示的就是四種生產(chǎn)方法的特點(diǎn)比較，由于固體酸、堿和液體酸、堿特點(diǎn)差不多，因此將這些生產(chǎn)方法合并為兩種方法：酸催化法和堿催化法。通常，不飽和脂肪酸的熱穩(wěn)定性較差，所以一般反應(yīng)溫度以不超過 400℃為宜。這里說的超臨界狀態(tài)，是指當(dāng)溫度超過其臨界溫度時，任何壓力都不使物質(zhì)液化，氣態(tài)和液態(tài)無法區(qū)分。相信日后通過基因工程改造會得到活力更強(qiáng)、對甲醇耐受能力更強(qiáng)的酶，而進(jìn)一 步提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和縮短反應(yīng)周期。因此甲醇對酶的失活效應(yīng)最大，反應(yīng)體系中甲醇與油脂的摩爾比越大，脂肪酶的活性越低，甘油三酯的轉(zhuǎn)化率越低。這樣可以實(shí)現(xiàn)酶的長期使用，降低工藝成本。 微生物脂肪酶種類較多，一般通過發(fā)酵法生產(chǎn)，按微生物種類不同，又分為真菌類脂肪酶和細(xì)菌類脂肪酶。由于固體堿催化劑的作用時，是多相反應(yīng)體系，反應(yīng)速率受相間傳質(zhì)影響較大，因此固體堿催化劑的催化活性較均相催化劑小，因此反應(yīng)條件也相對苛刻一些。同時，由于使用酸法的原料一般都是酸值較高的廢油，原料里面的成分非常復(fù)雜，并且原料中的水份也會影響催化劑的活性，因此在反應(yīng)前原料通常需要進(jìn)行預(yù)處理：脫膠、脫水。因此實(shí)際生產(chǎn)中，往往要求原料的酸值小于 水份小于 %，從而避免皂化反應(yīng)發(fā)生 [14]。同時由于水和堿的存在，也會使副反應(yīng)發(fā)生。 167。 表 Table Common fatty acids and its structure formula 脂肪酸 系統(tǒng)名稱 速記表示 分子式 羊脂酸 正癸酸 C10:0 C10H20O2 月桂酸 十二烷酸 C12:0 C12H24O2 豆蔻酸 十四烷酸 C14:0 C14H28O2 棕櫚酸 十六烷酸 C16:0 C16H32O2 硬脂酸 十八烷酸 C18:0 C18H36O2 花生酸 二十烷酸 C20:0 C20H40O2 月桂烯酸 順 9十二 碳烯酸 9c~12:1 C12H22O2 肉豆蔻酸 順 9十四碳烯酸 9c~14:1 C14H26O2 棕櫚油酸 順 9十六碳烯酸 9c~16:1 C16H20O2 油酸 順 9十八碳烯酸 9c~18:1 C18H34O2 芥酸 順 13 二十二碳烯酸 13c~22:1 C22H42O2 亞油酸 順 9，順 12十八碳二烯酸 9c,12c~18:2 C18H32O2 亞麻酸 順 6，順 9，順 12十八碳三烯酸 6c,9c,12c~18:3 C18H30O2 α 桐酸 順 9，反 11，反 13十八碳三烯酸 9c,11t,13t~18:3 C18H30O2 167。 因此，生物柴油是一種可再生的、環(huán)境友好燃料，具有良好的應(yīng)用前景。 (4)具有較好的安全性能。同時，生物柴油具有與石化柴油相近的性能，并且具有無與倫比的優(yōu)越性 [2]： (1)具有優(yōu)良的環(huán)保特性。因此，生物柴油的研究成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。 提取工藝條件的確定 [23 ]................................................ 錯誤 !未定義書簽。 模型的建立與顯著性檢驗(yàn) .............. 錯誤 !未定義書簽。 167。 167。 167。 167。 167。 非均相催化法 .................................................................................................. 20 167。 reaction time, 60min. X KEY WORDS: biodiesel, seed oil, solid base catalyst, esterification, BoxBehnken design XI 目 錄 前 言 ................................................................................................. 13 第一章 綜 述 ................................................................................. 14 167。 本課題主要分為三個步驟來研究： 第一、 與以其他油品為原料來合成生物柴油的工藝參數(shù)做比較得出該工藝的最優(yōu)參數(shù)范圍為：最適醇油比的范圍為 4 :1~12:1，催化劑的用量的范圍為 4wt%~12wt% ，反應(yīng)溫 度的范圍為 60℃ ~80 ℃和反 應(yīng)時間的 范圍為90min~180min。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一 編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 第二、 假定反應(yīng)時間為 180min ， 通過單因素法設(shè)計出 13 組實(shí)驗(yàn)粗略得出植物籽油制備生物柴油的最優(yōu)工藝參數(shù)為最適醇油比為 9 :1，催化劑的用量為 6wt%，反應(yīng)溫度 65℃。 生物柴油的概述 ..................................... 14 167。 生物催化法 ...................................................................................................... 21 167。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 實(shí)驗(yàn)原料 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 原料和產(chǎn)品的分析方法 ................ 錯誤 !未定義書簽。 固體堿催化劑的制備 .................. 錯誤 !未定義書簽。 最佳反應(yīng)時間的確定 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。 167。 167。 本研究以 “油樹”籽 油和甲醇催化合成生物柴油，是因?yàn)?“油樹” 產(chǎn)于河南各山區(qū)，生于山坡和山谷雜木林中， 不占用耕地，并且 遼寧、河北、山東、山西、陜西、湖 北 、湖南、福建、廣西、貴州、四川、云南等地均有分布，分布廣泛。由于生物柴油來自可再生的生物質(zhì)資源，因此生物柴油中不含石化柴油中常有的硫成分。由于生物柴油閃點(diǎn)比石化柴油高，因此，便于儲C H 2 C O O R 1C H C O O R 2C H 2 C O O R 3C H 3 O HC H 3 C O O R 1C H 3 C O O R 2C H 3 C O O R 3C H 2 O HC H O HC H 2 O H催 化 劑 15 藏和運(yùn)輸 。 167。 生物柴油的組成 生物柴油的主要成分是各種脂肪酸甲酯，表 所示的是以各種植物油為原料制各的生 物柴油的脂肪酸組成 [9]。 生物柴油的生產(chǎn)方法 100 多年前，人們就嘗試使用植物油代替石化柴油應(yīng)用與柴油發(fā)動機(jī)，但是發(fā)現(xiàn)了植物油粘度高、揮發(fā)性低、易聚合等一系列問題。其反應(yīng)方程式如圖 所示： 圖 13 主、副反應(yīng)方程式 Figure 13 The main reaction equation 根據(jù)反應(yīng)所用的催化劑以及反應(yīng)條件的不同，酯交換法目前分為：均相催化法、非均相催化法、生物催化法以及超臨界法 [13]。 但是，幾乎所有的油脂通常都含有大量的水份和較高的游離脂肪酸含量，因此，工業(yè)上在反應(yīng)前均需要對原料進(jìn)行預(yù)處理從而降低原料的酸值和水份。而且反應(yīng)后的物料色澤較深，且伴有異味，需要進(jìn)行精餾和脫臭處理，從而造成酸催化法前、后處理繁瑣成本較高。 固體酸催化劑也可用于生物柴油生產(chǎn)，固體酸有多種，包括粘土、硅酸鋁、金屬氯化物、硫酸鹽、五 氧化二磷、人造沸石及一些將液體強(qiáng)酸固載化而形成的固體超強(qiáng)酸等。真菌類脂肪酶主要有酵母 (如： Candida rugosa 和Cand