活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　废油脂是生产生物柴油的便宜原料，但其杂质含量高(游离脂肪酸、氧化产物)阻碍了其实际应用。本期介绍活性炭吸附过程的脱色效率。原材料在200°C下炭化4小时。对于生成的活性炭的活化，使用硫酸，最后进行热活化(600°C，1小时)。测定了吸附前后废油脂的质量参数(游离脂肪酸、过氧化值、色泽指数)。结果表明，吸附后测定的参数有改善的趋势。过氧化值和酸还原值分别为51.72%和71.7%。此外，经活性炭处理后的废油脂具有较好的质量指标，包括酸度、粘度和比重力。生物柴油的质量变好了，并提高了生物柴油的产量。

　　全球化石燃料的持续使用及其对环境的影响是最近的重大变化。在可再生能源资源中，生物柴油因其合适的属性具有良好的燃烧能力和燃烧效率对环境友好等特点。但是生物柴油商业化生产的一个主要障碍是植物油的价格很高。所以我们使用便宜废油脂的再利用来生产生物柴油。但是废油脂中的杂质和不必要的颜色是主要成分，游离脂肪酸和过氧化物废油中主要的杂质阻碍了甲酯的形成。本期研究使用活性炭去除废油中的杂质，将获得的柴油进行脱色。

　　酯交换反应生物柴油制造

　　酯交换是反应用于从油脂生产生物柴油几个过程是介绍用于酯交换。选择的酯交换法取决于油中杂质的量。在油脂酸含量低(<3%)的情况下，一步酸酯交换法是一种适合生物柴油生产的方法。在这项研究中，酸度是低临界量(3%酸度),因此，选择了一步酸酯交换。过滤废油后，在250毫升的烧瓶内进行酯交换反应，再加入回流冷凝器，连续搅拌。反应条件为:甲醇与废油的配比1:6，3%硫酸，96 h反应时间和60℃反应温度。

　　活性炭对废油脂过氧化值的影响

　　过氧化值是评价油脂氧化率的指标。在废油脂中，高过氧化物值是应用过高的结果。温度。由于过氧化值对酯交换反应的不良影响，测定了废油脂的过氧化值，并将其作为meq/kg。根据实验结果，未经处理和处理的废油脂的过氧化值分别为5.67和19.67 meq/kg。这些结果证实，选择的活性炭能够从废油脂中去除过氧化物，能将废油脂的过氧化值降低至 21%。活性炭可将废油脂的过氧化值降低至标准限值，使过氧化值降低32.8%。

　　吸附剂对废油酸值的影响

　　结果证实了吸附剂对废油脂酸值的影响。未经处理的废油为0.29，经处理后降低到0.14mg KOH/g。在生物柴油生产中活性炭能有效去除游离脂肪酸对降低油煎酸度起作用。

　　活性炭柴油脱色

　　颜色是衡量石油质量的一个指标。由于加热，废油通常有深色。聚合物化合物的形成原因影响油的颜色。颜色测量采用亮度(L*)、红色(a*)和黄色(b*)三种指数进行。吸附过程前后的颜色变化如图1所示。

　　图1.活性炭对柴油色泽的影响亮度。

　　所有颜色指数(a，b，L)都受吸附过程的影响。废油脂的红色(a*)为9.3，吸附后达到1.3，废油脂的黄(b*)在吸附前后分别为9和1.5。明度(L*)在吸附前58，处理后达到61。此外，活性炭不仅能对废油进行脱色处理，还可以进行成品柴油的脱色，使得产品从外观变得更好看。在未经处理的废油中，2,4二烯醛，棕榈酸，亚油酸和油酸是废油中的主要成分。 在经处理的废油的情况下，被识别的主要成分包括2,4-癸二烯酸和油酸。如图2所示，棕榈酸和亚油酸的峰在处理过的废油中完全消失。2,4-十二烯醛也减少(15.3%)。这些结果表明吸附对减少废油中的杂质具有相当大的影响。在脂质氧化过程中，氢过氧化物形成并分解，并且这样做，产生二次氧化产物，如醛和酮。在两种条件下(吸附过程之前和之后)在废油中检测到2,4个十二烯醛，但在处理过的废物中观察到减少量为15.3%

　　图2.未处理 (a) 和活性炭处理过的采用 (b) 的色谱图。

　　生物柴油产量(%)

　　生物柴油产率(%)是酯交换反应有效性的指标。经活性炭处理和未经处理的废油的生物柴油产率分别为70%和43.67%(SD=1和0.577)。似乎未经处理的废油的生物柴油产量受其含有的杂质量的影响。具有高游离脂肪酸的废油在酯交换过程中产生更多量的皂，从而减轻最终产量。其他报告概述了在生物柴油生产之前净化废油的效果。

　　由于杂质在酯交换反应中的干扰作用，消除游离脂肪酸和过氧化物可以促进生物柴油的产率和质量。活性炭可以分别降低酸度和过氧化值，分别达到71.17和51.72%。与未经处理的废油相比，来自处理过的废油的生物柴油也表现出更好的性能，特别是在生物柴油产量方面(37.61%增加)，因此活性炭的应用为废油净化提供了方便和合适的方法。

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