固体复合酸催化废弃油脂预酯化反应的研究

利用废弃油脂作为原料油制备生物柴油是一条符合我国国情的方法,但一般废弃油脂酸值高,因此在碱催化酯交换反应之前,需对高酸值原料油进行降酸处理.考察了相关条件对油脂预酯化反应的影响,并通过正交实验和数据分析,得到最佳条件为固体酸用量3%、醇油摩尔比6∶1、反应温度80℃、反应时间2 h.同时研究了不同酸值原料油在固体酸催化作用下的酯化率.     

离子液体对高酸值油脂的催化酯化降酸效果研究

以制备的1-丙基磺酸-3-甲基咪唑对甲苯磺酸（[MIMPS][C₇H₇O₃S]）离子液体为催化剂结合自行设计的反应装置,对高酸值酸化油进行酯化降酸试验,考察了甲醇通入量、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对酸化油转化率和预酯化油酸值的影响,并考察了催化剂的重复使用性能。对离子液体的红外光谱分析结果表明制备的离子液体符合反应产物化学结构特征;热稳定性分析表明该离子液体在200℃以下具有较好的稳定性。通过单因素与正交试验确定最佳工艺条件：酸化油50 g、甲醇通入量0.99 mL/min、催化剂用量（以酸化油质量计）2.5%、反应时间3 h、反应温度105℃,在此条件下转化率可达98.42%,酸值由120 mg/g变为1.9 mg/g。油脂酯化降酸后酸值达到后续酯交换制备生物柴油酸值小于4 mg/g的指标要求。催化剂重复使用9次,转化率仍保持在75%以上,说明酸性离子液体催化剂对高酸值原料酯化降酸有很好的催化活性且具有良好的稳定性。     

利用地沟油制备生物柴油技术的研究

本文提出了由地沟油,餐厨废油,食品厂废油等废弃油脂为原料生产生物柴油的工艺,即在复配酸催化剂(主要是硫酸和对甲苯磺酸的混合物)的作用下与甲醇进行预酯化反应来降低废油的酸值,待达到条件后再与甲醇进行转酯化,将地沟油转化成生物柴油。分析采用气相色谱法,测定了生物柴油中脂肪酸甲酯的成分及含量。探讨了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间等工艺条件对生物柴油得率的影响。实验结果表明,预酯化反应的最佳条件为:醇油质量比为0.35∶1,催化剂量为油质量的0.45%,反应温度110℃,反应时间为30min.转酯化反应的最佳条件:醇油摩尔比为9.6∶1,催化剂量为油质量的0.5%,反应温度63℃,反应时间为45min.为在此反应条件下,生物柴油得率高达92%-94%.     

高酸值废油制备生物柴油的研究

以高酸值废弃油脂为原料,以同体酸为催化剂催化酸化油的预酯化反应,KOH催化转酯化反应,较系统地研究了醇-油摩尔比、反应温度、催化剂加入量、反应时间等因素对预酯化效果的影响.其优化的操作条件为:醇-油摩尔比8∶1,反应釜温度75℃,催化剂加入量为10%,反应4 h,高酸值废油的酸值由140 mg/g可降至3.8 ms/g,达到下一步酯交换阶段不出现皂化现象的要求.经KOH催化酯交换和精馏后制得的生物柴油产品部分主要指标达到德国现行生物柴油标准DIN V51606.     

高酸值废弃油脂甘油酯化脱酸研究

无催化条件下,开展甘油对高酸值废弃油脂酯化脱酸研究,优化酯化反应最佳工艺参数;并对酯化脱酸后油脂经酯交换制备的生物柴油产品质量进行指标检测。研究表明,甘油无催化酯化脱酸的最佳工艺条件:甘油添加量为150%、反应温度为220℃、反应时间8 h、真空度为0.03 MPa,可将酸化油的酸值降至2.1 mg KOH/g,满足酯交换制备生物柴油原料酸值的要求;制备生物柴油产品质量指标符合国家现行生物柴油标准,为产业化、连续化和规模化的生产应用提供理论依据和参数指导。     

高酸值废弃油脂甘油酯化脱酸研究

无催化条件下,开展甘油对高酸值废弃油脂酯化脱酸研究,优化酯化反应最佳工艺参数;并对酯化脱酸后油脂经酯交换制备的生物柴油产品质量进行指标检测。研究表明,甘油无催化酯化脱酸的最佳工艺条件:甘油添加量为150%、反应温度为220℃、反应时间8 h、真空度为0.03 MPa,可将酸化油的酸值降至2.1 mg KOH/g,满足酯交换制备生物柴油原料酸值的要求;制备生物柴油产品质量指标符合国家现行生物柴油标准,为产业化、连续化和规模化的生产应用提供理论依据和参数指导。     

棕榈油制备生物柴油研究

通过利用浓硫酸作催化剂对酸值较高的棕榈油进行预酯化,采用正交实验的方法来研究预酯化的最优工艺条件,预酯化反应温度为70℃,反应时间为1.0 h,催化剂H2SO4的用量为1.0%(油重),棕榈油的酸值降到2.4 mg KOH/g油。预酯化后的棕榈油与甲醇在氢氧化钾作为催化剂进行酯交换反应得到脂肪酸甲酯,采用正交实验的方法来研究酯交换反应的最优工艺条件,酯交换反应温度为60℃,反应时间为10 h,催化剂KOH的用量为1.0%(油重),酯交换反应的转化率为95.89%,生物柴油总得率为95.6%。以棕榈油为原料制备的生物柴油,其主要性能符合柴油标准,但倾点较高,需与柴油馏分调合或加降凝剂以达到柴油标准。     

丁二酸与甲醇单酯化的研究

丁二酸与甲醇在无催化剂的条件下进行单酯化反应，考察了醇酸摩尔比、反应温度、反应时间等因素对丁二酸甲醇单酯化产物酸值的影响，通过正交实验得到单酯化反应的最佳工艺条件；在最佳工艺条件下实验重复性良好，并与其它酯化工艺进行了对比。     

固体碱催化油脂甘油酯化降酸值的研究

高酸值油脂的甘油酯化降酸值是降低油脂中脂肪酸含量的一种有效方法,本文比较了固体超强碱Na/NaOH/γ-Al2O3、固体碱NaOH/γ-Al2O3以及氢氧化钠在甘油与脂肪酸酯化反应中的催化作用。结果表明固体碱NaOH/γ-Al2O3是一种高效的甘油酯化催化剂,通过优化反应条件,酯化率可以达到99.3%以上,得到油脂的酸值可降至0.3mgKOH/g以内,该工艺可用于食用油脂的降酸值,也可用于生物柴油的预酯化,具有一定的工业应用前景。     

纳米磁性固体碱催化剂制备生物柴油工艺研究

将制备的NaF/CaO-Fe_3O_4固体碱催化剂用于催化预处理过的餐饮废弃油脂与甲醇酯交换反应制备生物柴油。实验结果表明,NaF/CaO-Fe_3O_4催化活性高,超声乳化可显著提高酯交换率并加快酯交换反应速率。研究表明,酯交换反应的最适宜的工艺条件为:醇油摩尔比为12:1,催化剂用量为废弃油脂质量的5%,反应温度为65℃,反应时间为30min,超声频率20 k Hz,超声声强1.01 W/cm2,酯化率可达95.9%。     

盐酸-乙二醇-水介质高效预处理山核桃壳及其糖化工艺

为了提高木质纤维素的酶解效率,采用盐酸辅助乙二醇对山核桃壳进行预处理。通过油浴的处理方式优化得出的最佳预处理条件为:处理介质为盐酸-乙二醇-水(1.2%:88.8%:10%,质量分数)的混合物,预处理温度为130℃,预处理时间为30min。为了减小预处理的温度和时间,采用微波辐射的辅助预处理,最佳预处理条件为:微波辐射温度100℃,微波辐射时间5min,微波辐射功率200W。糖化预处理后的山核桃壳经水解72h后,其还原糖产率可达到88.6%(油浴)和74.2%(微波)。利用电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析油浴和微波预处理后的山核桃壳,可以发现山核桃壳紧密的结构遭到破坏,变成更加易于酶解的松散、多孔结构,增加了酶可及度,因此很大程度上提高了糖化率。可见,盐酸-乙二醇-水溶液高效预处理可以提高山核桃壳酶解糖化的效率。     

稀酸辅助离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯高效预处理 木薯渣厌氧发酵残渣

为了有效地糖化木薯渣厌氧发酵残渣,建立了稀酸辅助离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐（[Mmim]DMP）预处理工艺。通过考察不同预处理条件对残渣酶解糖化活性的影响,确定了最适的预处理条件。进一步,通过扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）研究了预处理前后残渣纤维素微观结构的变化。结果表明：最适的预处理介质是盐酸、水和[Mmim]DMP（1.5∶20∶78.5,质量比）的混合物;最适预处理温度和预处理时间分别为130℃和30min;糖化20g/L预处理的残渣96h,还原糖产率为70.9%;再生纤维素的表面及晶体结构有了明显的变化,聚合度降低,便于酶解的进行,达到了高效糖化木薯渣厌氧发酵残渣的目的。     

弱碱性过氧化预处理对稻草秸秆酶解糖化的影响

为了提高稻草秸秆的酶解糖化率,对稻草秸秆弱碱性过氧化预处理条件进行了优化。结果表明:弱碱性过氧化预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。最优预处理条件为温度40 ℃,时间24 h,H₂O₂质量分数为2.0 %,在此条件下稻草秸秆的酶解糖化率达到了83.23 %,而在相同酶解条件下,预处理温度30 ℃、时间24 h、 2.0 % NaOH处理后稻草秸秆的酶解糖化率为70.38 %。弱碱性过氧化预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理稻草秸秆的糖化率。同时试验结果表明,木质素的除去率与H₂O₂质量分数有关。当H₂O₂质量分数大于2.0 %后,H₂O₂对木质素的除去选择性降低,木质素的除去率基本保持不变,却增加了半纤维素的损失。     

碱预处理糠醛渣性质及其纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱法预处理,对比了处理前后的样品成分、结晶度、表面特性、红外谱图的变化以及对纤维素酶解的影响。研究结果表明:经NaOH处理样品,木质素脱除量随着温度升高而增加,120 ℃ 处理后的样品木质素脱除了 10.22 %,而碱性过氧化氢处理样品木质素脱除率达到 12.6 %。NaOH预处理后的样品酶解糖化率随处理温度的升高而降低。每克纤维素加入纤维素酶 12 FPU、纤维二糖酶 15 IU,120 ℃ 经NaOH预处理样品,酶解 72 h 后糖化率为38.6%,比原料糠醛渣低21.0个百分点,而经 60 ℃,6 h 碱性过氧化氢处理后的样品,酶解 72 h 糖化率可达到 86.6 %,比原料糠醛渣高27.0个百分点。NaOH预处理后样品红外谱图检测,证明生成了新的醚键。碱法预处理后的样品结晶度要比未处理的样品的稍高,且表面更加光滑。     

D-氨基葡萄糖盐酸盐的虾壳合成及其含量的紫外分光光度法测定

由预处理后的虾壳制备几丁质,以盐酸水解制得D-氨基葡萄糖盐酸盐,优化水解工艺,得到最佳工艺条件:水解盐酸浓度11.7mol/L,水解温度95℃,水解时间4h,收率63%,采用紫外分光光度法测定样品中D-氨基葡萄糖盐酸盐的含量为94.6%。     

氨水浸泡稻草秸秆对纤维素酶解产糖的影响

为了有效提高木质纤维素酶解糖化率,以稻草秸秆为研究对象,采用氨水预处理实验,考察稻草秸秆粉粒度、氨水质量分数、预处理时间、预处理温度、液固比对稻草秸秆酶解糖化的影响。结果表明:稻草秸秆经60目过筛后用14%氨水按液固比9∶1在50℃处理35h,糖化率达61.42%。     

亚硫酸钠预处理提高稻草酶水解糖化效率的研究

研究了亚硫酸钠预处理对稻草化学组分变化及酶水解性能的影响。结果表明,提高温度或增加Na2SO3用量可以脱除更多的木质素和半纤维素,酶水解效率也相应提高,但木质素脱除率达到50%以后,继续增强预处理条件,对酶水解糖得率无显著的促进作用。相比而言,加大Na2SO3用量更有利于使木质素溶出,提高温度更有利于使高聚糖溶出,加大Na2SO3用量比提高温度对酶水解效率的提高影响更显著。通过实验得到亚硫酸钠预处理稻草的最优条件,在温度为140℃,Na2SO3用量为16%,纤维素酶用量为20 FPU/g(对纤维素)时,总糖转化率达到最大,为74.9%,此时的总糖得率为43.5%。     

Pretreatment of barley husk for bioethanol production

This paper reports on the optimization of steam pretreatment of barley husk for high pentose and hexose recovery in the subsequent enzymatic hydrolysis step, as well as high ethanol yield, following simultaneous saccharification and fermentation. The parameters optimized in the steam pretreatment step were residence time (5–15 min), temperature (190–215 °C), and concentration of the acid catalyst (0 or 0.5% H₂SO₄). A microwave oven was employed for screening of the optimal conditions to obtain the highest sugar yield following combined pretreatment and enzymatic hydrolysis. The final optimization of the pretreatment prior to enzymatic hydrolysis was performed on a larger scale, in a steam pretreatment unit. Simultaneous saccharification and fermentation was carried out following steam pretreatment on 5 and 10% dry matter steam‐pretreated slurries. Fermentability tests were performed to determine the effect of by‐products (ie furfural and 5‐hydroxymethyl furfural) in the bioconversion of glucose to ethanol by baker's yeast. The maximum glucose yield, 88% of the theoretical, was obtained following steam pretreatment with 0.5% H₂SO₄ at 200 °C for 10 min. Under these conditions, a sugar to ethanol conversion of 81% was attained in simultaneous saccharification and fermentation. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

Sugar recovery from rice straw by dilute acid pretreatment

Rice straw was pretreated with dilute sulfuric acid in order to decrease the amorphous portion and enhance enzyme accessibility. Dilute acid pretreatment process was optimized using a statistical method, and the relationships between each factor were investigated. Saccharification of pretreated rice straw was then performed, followed by fermentation of glucose, the hydrolysate of the saccharification process. The optimal dilute acid pretreatment process was as follows: temperature 110 °C, reaction time 14.02 min, and acid concentration 1.2%. Following dilute acid pretreatment, the solid weight was decreased by about 20% and 73.14% of the theoretical maximum content of xylose was solubilized. Glucose was recovered at a rate of about 90% at 24 h after rice straw was treated with dilute acid. Qualitative analysis such as SEM, XRD, and FT-IR were conducted after the pretreatment process, and the results supported the pretreatment process.     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%～15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。