煎炸廢油制備生物柴油聲化學(xué)反應(yīng)器開發(fā).pdf

1、煎炸廢油作為餐廚廢油的重要組成部分，主要由甘油酯組成，可以與短鏈醇反應(yīng)制備甘油及脂肪酸酯，后者為生物柴油的主要組成部分，因此利用其作為原料制備生物柴油具有一定的經(jīng)濟價值。將超聲引入煎炸廢油制備生物柴油過程可克服傳統(tǒng)方法反應(yīng)時間長、轉(zhuǎn)化率不理想的缺點，而關(guān)于生物柴油制備的聲化學(xué)反應(yīng)器的研究較少。
　　本文選用脫色處理后的煎炸廢油為原料，KOH作為催化劑，利用氣相色譜校正面積歸一法對生成物進(jìn)行分析測試，計算生物柴油產(chǎn)率。實驗首先通過無

2、催化劑實驗確定超聲強化作用源于空化引起的物理變化，之后研究了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、醇油摩爾比、催化劑用量、超聲波功率、超聲場位置等因素對酯交換反應(yīng)的影響。酯交換反應(yīng)具有典型可逆反應(yīng)特點，且通過綜合考量體系活性與空化強度得到最佳溫度為45℃，醇油比6:1~9:1較優(yōu)，催化劑濃度0.5wt％~2wt%范圍較優(yōu)，結(jié)合聲場強度及其均勻性得到最佳功率為100W，當(dāng)反應(yīng)物相界面處于聲場駐波位置附近時，可有效促進(jìn)酯交換反應(yīng)的進(jìn)行。通過單因素試驗確定影響

3、較大的三個因素（醇油比、催化劑濃度和超聲場位置）及其優(yōu)化范圍，結(jié)合Design Expert軟件響應(yīng)面分析法，設(shè)計并完成響應(yīng)面設(shè)計及實驗，對生物柴油轉(zhuǎn)化率進(jìn)行擬合并得到各因素優(yōu)化組合。
　　結(jié)合聲化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計準(zhǔn)則及生物柴油酯交換的反應(yīng)條件，設(shè)計并制造了可提供單一聲場及二維、三維混合聲場的聲化學(xué)反應(yīng)器。利用羥基自由基捕捉法中的紫外可見光光度法，對新型聲化學(xué)反應(yīng)器的多種聲場進(jìn)行研究，研究表明亞甲基藍(lán)溶液吸光度與超聲時間成線性關(guān)系，聲