生物柴油氧化安定性及其抗氧化剂

发布时间：2019-11-06 15:56

【摘要】：生物柴油氧化安定性是指油品抵抗大气或氧气的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。氧化安定性是生物柴油品质的重要指标,直接影响到生物柴油的应用。生物柴油由多种脂肪酸甲酯组成,在生产、储存过程中很容易氧化降解,生成一系列低级的醛、酮、酸和大分子聚合物,这些氧化产物增加了生物柴油的酸值,造成了柴油机过滤器和喷油嘴堵塞,影响了生物柴油的使用性能。国家生物柴油标准要求生物柴油的氧化稳定性不低于6h,为提高生物柴油的氧化稳定性,论文研究了影响生物柴油氧化稳定性的因素及影响规律,研究了生物柴油的氧化动力学和氧化机理,并对生物柴油的抗氧化剂进行选择,所做具体工作与结果如下:1、考察了生物柴油原料组成,生物柴油中残存的水分、甘油、甲醇,储存过程中接触的气体介质、环境温度、金属离子、光照条件等多种因素对氧化诱导期的影响。结果表明:生物柴油中脂肪酸甲酯碳链长度越长,饱和度越高,生物柴油氧化稳定性越好。为提高生物柴油产品的氧化稳定性,水分含量小于应0.05%,甲醇含量应低于0.3%,生物柴油的氧化诱导期与温度呈指函数变化,生物柴油氧化诱导期随通入空气量增加而线性下降,金属离子对生物柴油氧化降解起催化作用,对生物柴油氧化稳定性的影响顺序为:Cu2+Co2+Fe3+Mn2+Ni+,储存环境对生物柴油氧化的促进作用大小为:光照通风光照不通风≈避光通风避光不通风,生物柴油应在避光不通风条件下储存在含金属离子少的碳钢容器中,储存期尽量不要超过15天。2、按照加速氧化测定方法(欧盟标准方法en15751:2009),采用气相色谱分析,测定了大豆油生物柴油在加速氧化前后的脂肪酸甲酯质量浓度随温度的变化关系,考察了大豆油生物柴油氧化动力学。结果表明:大豆油生物柴油的氧化降解趋近于一级反应。不同脂肪酸甲酯的氧化速率常数为:亚麻酸甲酯亚油酸甲酯棕榈酸甲酯油酸甲酯,棕榈酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯的反应活化能分别为85.31kj/mol、88.54kj/mol、80.52kj/mol、75.49kj/mol,碳链长度短、不饱和双键多的生物柴油更容易氧化降解,生物柴油的氧化诱导时间与氧化速率常数的倒数成正比关系。3、按照加速氧化测定法(欧盟标准方法en15751:2009),采用气质联用(gc-ms)分析了大豆油生物柴油在100℃-130℃下随着生物柴油氧化酸败不同时期的降解产物,探讨了生物柴油氧化机理。结果表明:生物柴油氧化过程中,生成的物质有小分子酸、醛、酮、醇及环氧化合物等,生成量最大的是烷基饱和醛,与气味相关的氧化产物有醛类、酮类以及呋喃类物质;随着反应的进行,反应前期生成的主要是挥发性物质,反应后期生成的主要是非挥发性物质。4、论文研究了不同抗氧化剂的抗氧化效果。结果表明:在阿魏酸、茶多酚、芝麻酚和α-ve四种天然抗氧化剂中,抗氧化效果最好的是芝麻酚;在tbhq、bha、bht、1010四种合成抗氧化剂中,抗氧化作用效果最好的是tbhq;bha、bht、1010的抗氧化性能相近,其中TBHQ、BHA、BHT是酚类物质,对生物柴油酸值影响较大,BHT与1010以1:1复配,不仅提高了抗氧化性能,而且可以降低抗氧化剂对生物柴油酸值的影响,抗氧化剂BHT/柠檬酸/丙二醇、TBHQ/柠檬酸/丙二醇、邻苯二胺/没食子酸抗氧化剂间复配均表现了一定的正协同关系。5、放置较长时间的生物柴油的氧化稳定性远远低于国家标准,论文考察了添加抗氧化剂、蒸馏纯化、和新制的生物柴油混合等措施对其氧化稳定性提高的影响。结果表明:添加抗氧化剂、蒸馏纯化对久置生物柴油氧化稳定性的提高效果不明显,和新制生物柴油混合是提高其货架寿命的可行性方法。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE667

【参考文献】