论文摘要
菜籽油皂脚是油脂加工过程的一种副产物，是在精炼工序的碱炼脱酸步骤中形成的，其总脂肪酸含量达到40％—60％，可作为重要的工业原料。国内在菜籽油加工副产品方面的开发程度低，多用于制皂，从而造成资源浪费，甚至污染环境。为此对皂脚的升值加工是一项重要的应用研究工作。本文主要研究了利用皂脚为原料，耦合分子蒸馏技术生产脂肪酸和生物柴油的工艺，优化了各自反应过程的最佳工艺条件，并对脂肪酸的水解废水(酸性甜水)和生物柴油生产中的副产物(碱性甜水)中的甘油进行了回收。试验研究的主要结论如下：(1)初步探索了分子蒸馏的操作温度对脂肪酸预先分离效果的影响。结果表明，在180℃的操作条件下，脂肪酸和甘油酯类得到了较好的分离；研究了不同酸价即不同脂肪酸含量的油脂在相同条件下的水解情况，结果表明，脂肪酸含量的降低比较明显的提高了水解的程度。(2)以水解率为考察指标，对脂肪酸水解过程通过正交试验设计进行优化，得到最佳工艺参数组合，水用量为100％，催化剂用量为3.2％，硫酸用量为6％，于150℃下水解5h，一次水解率可达到97.57％。(3)以酯化率为考察指标，根据单因素和正交试验优化出第一次甲酯化的最优条件为：催化剂(硫酸)用量为1.5％，甲醇用量为200％，反应温度为60℃，反应时间为2h，酯化率达到97.2％。在一次甲酯化的基础上进行的二次甲酯化，结果表明：酸价降为1.67mgkOH／g样品，达到了转酯化反应的基本要求。以转化率为考察指标，根据单因素和正交试验优化出转酯化的最优条件为：催化剂(甲醇钠)用量为0.5％，甲醇用量为25％，反应温度为65℃，反应时间为30min，此时转化率能达到95.84％。通过两次甲酯化—转酯化反应酸化油较好的转化为生物柴油。(4)采用气质联用仪对精制脂肪酸和生物柴油的纯度进行检测，其含量分别达到98.01％和98.18％。(5)酸性甜水通过脱酸、脱胶、碱处理、浓缩和蒸馏等操作步骤，甘油的纯度达到98.62％，回收率为77.87％；碱性甜水通过稀释中和、离心、浓缩和蒸馏等，甘油的纯度达到99.01％，回收率为82.78％。从结果可以看出，甘油的分离程度和产率达到较好的水平。