酯交换生物柴油的柱层析分离纯化与分析

以文冠果油通过酯交换法制备的粗生物柴油为原料,采用柱层析进行精制纯化,然后利用气相色谱、GC-MS、红外光谱和1 H核磁共振等分析产物的成分。粗油经柱层析分离出两个馏分:石油醚洗脱馏分(A1),主要是由文冠果油经酯交换反应得到的生物柴油,包括亚油酸甲酯、油酸甲酯等;甲醇洗脱馏分(A2)主要是甘油馏分,是油脂酯交换反应的副产物。结果表明:由柱层析进行分离纯化后,生物柴油的纯度由原来的77.51%提高到93.87%,生物柴油的回收率也高达91.04%;红外光谱和1 H核磁共振的分析结果进一步表明柱层析能够有效地提高生物柴油的纯度,为工业化纯化生物柴油提供了依据。     

电场强化酯交换过程中醇油两相分散特性研究

电场对相间传质和相分散具有强化作用。为了探究电场强化酯交换反应的作用机理,基于电场作用下碱催化醇油酯交换反应动力学的分析,采用显微高速摄像技术对NaOH作为催化剂的酯交换反应体系中液滴的荷电分散行为及演变过程进行了可视化研究,精确捕捉了不同电场强度下液滴在连续相中荷电破碎的显微形貌特性.结果表明随外加电场强度的增加,液滴在连续相中的荷电破碎速率加快,液滴尺寸显著下降,有利于酯交换反应的强化.     

介孔SO42-/Zr-SBA-15催化废弃油制生物柴油

采用廉价的无机锆源(无水硝酸锆)通过一步法合成表面含强Lewis酸位的SO₄^2-/Zr-SBA-15,该催化剂材料在废弃食用油和甲醇酯交换制生物柴油过程中表现出良好的催化活性和选择性. 实验考察了酯交换反应的最佳条件为：反应温度160 oC、反应时间12 h、催化剂Zr:Si为0.11、催化剂用量为10%、醇油比30:1. SO₄^2-/Zr-SBA-15在最佳反应条件下可使甘油三酯的转化率达到92.3%,脂肪酸甲酯的产率为91.7%. SO₄^2-/Zr-SBA-15具有高比表面积的介孔结构和表面酸性,且具有良好的反应稳定性和重复性,反应7次后的脂肪酸甲酯的产率仍稳定保持在74 ±1%.     

食用油和煎炸油空芯光纤拉曼检测系统研究

基于食用油质量检测背景,使用内表面镀银空芯光纤作为传感腔,设计和搭建了食用油和煎炸油拉曼光谱检测系统。对系统的拉曼散射光强进行了理论建模,通过理论仿真与实验数据讨论了空芯光纤长度的优化。使用系统对常见食用油和小吃摊油进行了拉曼光谱采集与分析,引入了衡量油脂不饱和度的参数I3005/I2897。对某品牌大豆油的不饱和度参数采集实验发现,该油样不饱和度参数随煎炸时长增加明显降低。提供了一种灵敏高效的检测系统,可实现食用油和煎炸油结构分析及油脂不饱和度评估,拉曼光谱特征峰清晰尖锐,为样品的结构分析提供了有效手段,可应用于食品安全检测领域。     

醇在油相中荷电雾化的实验研究

电场作用下荷电多相反应系统在强化传质和相间作用方面具有显著的优势,有利于克服酯交换反应制备生物柴油过程中两相互溶性差的问题。本文基于显微高速摄像技术对油相中乙醇荷电破碎行为的演变过程进行了可视化研究,精确捕捉了不同毛细管口场强下荷电乙醇液滴破碎的显微形貌特征,探讨了电场强度影响下破碎模式的演变规律。实验结果表明,随着毛细管口电场强度的增加,醇在油相中的荷电雾化依次经历了滴状模式、单滴破碎模式、枝权状破碎模式及膜状破碎模式,且生成液滴的尺寸逐渐减小。膜状破碎模式下,形成大量微小液滴,可快速实现油醇两相的混合,为酯交换反应过程提供一种有利的反应环境。     

大豆油酯交换法制备生物柴油及气相色谱分析

为获得最佳条件,在单因素试验的基础上,采用正交试验法对大豆油碱催化酯交换法制各生物柴油的工艺参数进行了优化试验,结果表明,制取生物柴油的最佳工艺参数是：醇油摩尔比6：1,催化剂用量为油量的0.8%,反应温度为45℃,反应时间60m in,并且在最优工艺参数下进行了验证试验,得到生物柴油的转化率为97.05%。气相色谱分析结果表明,脂肪酸甲酯含量很高。     

近红外光谱技术在检测转基因油菜籽中芥酸和硫甙上的应用研究

随着转基因食品的迅速发展,人们越来越关心其食用安全性。以转基因油菜及其亲本为实验材料,借助于近红外光谱仪对转基因油菜及其亲本中的芥酸和硫甙进行了测定分析：扫描区间为12 000～4 000 cm-1,分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次。结果显示近红外检测样品的结果与通用方法结果相近,说明通过扫描光谱加上数学和计算机软件分析,非常准确、方便的测定了转基因油菜中的芥酸和硫甙。结果表明,转基因油菜中的芥酸含量明显高于亲本中的含量,芥酸含量是非转基因亲本1.5～2.0倍;硫甙含量也表现出芥酸相同的规律,转基因油菜中显著高于其相应亲本,是亲本含量的1.3～1.51倍以上。所以,在转基因作物的育种过程中,在改善个别性状的同时,如何保持其他优良性状应当引起重视。     

拉曼光谱和MLS-SVR的食用油脂肪酸含量预测研究

为实现食用植物油中饱和脂肪酸、油酸、亚油酸含量的快速预测,对一批纯食用油以及不同比例两两混合油共91个样品进行了拉曼光谱检测,在800～2 000 cm-1范围内,通过基于寻峰算法的自动确定支点的基线拟合方法,对获得的光谱数据进行预处理,提取八个特征峰作为拉曼光谱的特征值。以这些特征值为输入,以样品油中实际饱和脂肪酸、油酸、亚油酸含量为输出,运用偏最小二乘回归(PLS)和多输出最小二乘支持向量回归机(MLS-SVR)方法,分别建立了可以同时预测三种脂肪酸含量的数学模型,结果表明MLS-SVR方法具有较好的效果。将MLS-SVR模型的预测结果与气相色谱法结果相比较,可得到三种脂肪酸的预测均方根误差分别为0.496 7%,0.840 0%和1.019 9%,相关系数分别为0.813 3,0.999 2和0.998 1;对未知样品三种脂肪酸的预测均方根误差不超过5%。表明,拉曼光谱和MLS-SVR相结合的食用油脂肪酸含量预测方法,具有快速、简便、无损、准确等优点,为食用油脂肪酸含量分析提供了一种可行的方法。     

基于激光近红外的稻米油掺伪定性-定量分析

该文主要研究激光近红外光谱分析技术结合化学计量学方法对稻米油掺伪进行定性-定量分析。分别将大豆油、玉米油、菜籽油、餐饮废弃油掺入稻米油中,按照不同质量比配置189个掺伪油样,利用激光近红外光谱仪采集光谱;对采集的稻米油掺伪图谱数据进行多元散射校正(MSC)、正交信号校正 (OSC)、标准正态变量变换和去趋势技术联用算法(SNV_DT)三种不同预处理并与原始数据进行比较。采用连续投影算法(SPA)对经过预处理的光谱数据进行特征波长提取,应用支持向量机分类(SVC)方法建立稻米油掺伪样品的定性分类校正模型,选择网格搜索算法对模型参数组合(C,g)进行寻优,确定最优参数组合。另采用后向间隔偏最小二乘法(BiPLS)和SPA对预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别应用偏最小二乘法(PLS)和支持向量机回归(SVR)建立掺伪油含量的定量校正模型,并选用网格搜索算法对SVR模型参数组合(C,g)进行寻优,建立最优参数模型。研究表明,建立的SVC模型预测集和校正集的准确率分别达到了95%和100%;对比SVR和PLS方法建立的数学模型对稻米油中掺杂油脂的含量的预测,两种方法均能够实现含量预测,SVR模型的预测能力更好,相关系数R高于0.99,均方根误差(MSE)低于5.55×10-4,预测精度高。结果表明,采用激光近红外光谱分析技术可以实现稻米油掺伪的定性-定量分析,同时为其他油脂的掺伪分析提供了方法。     

FTIR跟踪研究不饱和氯代阻燃聚醚多元醇与亚磷酸酯阻燃剂的反应

采用FTIR技术跟踪研究了由乙二醇和环氧氯丙烷以及烯丙基缩水甘油醚共聚而成的不饱和氯代聚醚多元醇,与亚磷酸三甲酯发生酯交换反应和酯交换聚合反应以及Arbuzov重排反应过程,合成反应型聚醚多元醇亚磷酸酯阻燃剂的方法。实验考察了物质量配比、反应温度、投料方式等对上述反应进程的影响。分析结果表明反应温度是决定上述反应进程的关键因素,同时适当条件下合成的反应产物,可以用作一种光固化的兼有抗老化和增塑功能新型有机磷酸酯阻燃剂。     

基于衰减全反射式太赫兹时域光谱技术的食用油光谱特性研究

食用油是人类营养和能量的重要来源,为人体提供必需的脂肪酸,研究食用油在太赫兹波段光学特性,对食用油成分分析及品质评价具有重要价值。衰减全反射式太赫兹时域光谱技术是一种新型的太赫兹时域光谱技术,通过样品与倏逝波的相互作用,获取样品的太赫兹光谱。与透射式或反射式太赫兹时域光谱技术相比,该技术能有效地避免测量食用油等液体样品时样品池对光学参数的影响,并能获得样品的精确光学参数。分别利用透射式太赫兹时域光谱技术和衰减全反射式太赫兹时域光谱技术测量了大豆油的吸收光谱。结果表明,与透射式太赫兹时域光谱技术相比,衰减全反射式太赫兹时域光谱技术能更有效地提取大豆油的吸收系数、吸收峰分布等光学特性。进一步利用衰减全反射式太赫兹时域光谱技术研究了大豆油、核桃油、葡萄籽油在太赫兹波段的光学特性,获得了三种食用油在1~1.8 THz范围内的折射率谱和吸收光谱。利用密度泛函理论计算了食用油中四种主要成分(软脂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸)在太赫兹波段的振动、转动模式,理论计算结果同实验测量结果吻合较好。研究表明,在太赫兹波段食用油的吸收峰与所含脂肪酸分子种类与含量有关,其主要来源为脂肪酸分子的低频振动和转动。研究成果对食用油成分定性定量分析及品质检测等具有指导意义。     

流化床生物质快速热解制取生物油试验研究

本文在小型流化床试验装置中对颗粒状的樟子松进行制取生物油的试验研究.考察了反应温度对热解生物油物理性质和产率的影响,并重点研究了各个参数对热解生物油组分的影响规律.结果表明,在550℃下生物油产率最高,为50.4%(w/w).随着热裂解温度升高,生物油的密度略有增加,生物油的粘度随着含水率的增加而减小.反应温度对生物油的主要化学成分和含量影响不明显,生物油主要含有有机酸类、酚类和糖类等化合物.     

玉米胚乳和胚芽的傅里叶变换红外光谱特征

用傅里叶变换红外光谱分别研究了玉米胚乳和胚芽,胚乳的光谱中在1156、1081、1018、928cm-1和858cm-1出现淀粉的特征吸收峰,胚芽的光谱在1745cm-1和1655cm-1上出现油脂和蛋白质的特征吸收峰.淀粉、油脂和蛋白质是玉米的3个主要成分,光谱中1745、1655、1156、1081、1018、928cm-1和858cm-1特征峰的相对吸收强度反应了玉米主要成分的含量,为高油玉米、甜玉米和高蛋白玉米的鉴定提供了重要的信息.研究表明,傅里叶变换红外光谱技术可以作为玉米品质快速评定的一种有效方法.     

基于三维荧光光谱技术的食用油快速分析研究

利用F7000荧光分光光度计测得橄榄油等几种食用油及其煎炸油的三维荧光光谱,并用提高峰值阈值等算法进行分析.分析发现:不同品种食用油的三维荧光等高线图差异明显,具有指纹特征性;同一种食用油经过不同时间高温加热后的三维荧光光谱存在荧光等高圈中心波长红移、峰值强度减弱趋势.利用吸收光谱法测得同一种油加热不同时长油样的透射光谱并进行比对,发现差异性不明显.实验表明:食用油的三维荧光光谱指纹特征可用于食用油品种的鉴定,根据其荧光峰值强度大小、中心波长位置可以实现食用油品质的定性分析.     

水相生物油选择性加氢-催化裂解制取烯烃和芳香烃的试验研究

本文在气相流动反应器中采用ZSM-5催化剂对水相选择性加氢生物油进行了催化裂解试验研究。主要考察了反应温度、质量空速、油分压和原料油组分含量对产物产率和选择性的影响。结果表明,选择性加氢生物油转化为石油化工用品（烯烃和芳香烃）的最优工况为:反应温度,600℃;质量空速,11.7 h^-1;油分压,6693 Pa;油组分含量,12 5%。在此工况下,石油化工用品达到最高碳产率76 0%,其中烯烃57 6%,芳香烃18.4%。烯烃和芳香烃的产率及其主要成分的选择性可以根据市场的需求通过调节反应条件来改变。     

基于FTIR的芝麻油真伪鉴别和掺伪定量分析模型

把低价油掺入到高价油是食用油脂中的常见掺伪现象,芝麻油由于品质好价格高,市场上时有假冒伪劣产品,因此应用FTIR并结合化学计量学,建立了芝麻油的真伪和掺伪的快速分析方法。首先分析了芝麻油与大豆油、葵花籽油在4 000～650 cm-1范围的FTIR谱图,由于食用植物油都是不同脂肪酸甘油三酯的混合物,其谱图极为相似,很难发现芝麻油与其他油脂的明显差异。但是不同食用油的脂肪酸组成不同,其1 800～650 cm-1红外指纹特征区也有所不同,因此可以选择该区域,对红外光谱数据用化学计量学方法进行分类识别。通过建立主成分分析(PCA)和簇类独立软模式识别(SIMCA)模型,进行了芝麻油的真伪鉴别,该模型聚类效果较为理想,识别正确率达到了100％;采用标准正态化校正(SNV)和偏最小二乘法(PLS),经过PCA分析计算,芝麻油中掺入大豆油、葵花籽油的掺伪检测限均为10%;利用FTIR和PLS,建立了芝麻油掺的定量分析模型,该模型预测值与实际值有着良好的对应关系,预测相对误差为-6.87％～8.07％之间,说明定量模型可行。本方法能够实现芝麻油的快速真伪鉴别和掺伪定量分析,其优点是模型一旦建立,分析简便、快速,可以满足大量样品的日常监测。     

近红外光谱技术快速鉴别地沟油与食用植物油的研究

地沟油检测是我国食品安全最为关注的话题之一,它给人们的生活健康带来了极大的危害。国内现有的检测手段也仅停留在定性检测水平上,只能确定地沟油的有无,还难以进行定量检测。本实验利用近红外光谱技术与光纤传感技术相结合的新方法对勾兑混合油中地沟油的含量进行了定量分析。将煎炸老油与九三大豆油按照一定的体积比进行勾兑,共计50个样本,采集其近红外透射光谱,分别采用偏最小二乘法(PLS)和BP人工神经网络建立了煎炸老油含量的定量分析模型,校正集决定系数分别为0.908和0.934,验证集决定系数分别为0.961和0.952,均方估计残差(RMSEC)为0.184和0.136,预测均方根误差(RMSEP)都为0.111 6,符合应用要求,同时还结合主成分分析法(PCA)对煎炸老油与食用植物油进行了鉴别,识别准确率为100%。实验研究证明近红外光谱技术不仅可以准确快速的定性分析地沟油, 还能定量的检测地沟油的含量,在油脂的检测方面具有很大的应用前景。     

茶籽油油学性质的光谱分析研究

用气相色谱测定了思茅地区普洱茶果油中的脂肪酸的组成,并将其与花生油、菜籽油、油茶籽油、橄榄油中的脂肪酸组成进行了比较,发现普洱茶果油中油酸的质最分数高于花生油、菜籽油,低于油茶籽油、橄榄油,芥酸的质量分数低于花生油、菜籽油及油茶籽油,略高于橄榄油,故普洱茶果是一种理想的油料资源.用气-质联用从普洱茶果油挥发性物质中鉴定出30种化合物,其中大部分为醇、醛、酮、酯类物质,并且多数同时含有不饱和键,国内鲜见报道.     

2-羟基-N-甲基乙酰苯胺的合成和表征

以N-甲基苯胺、氯乙酰氯、无水醋酸钠、甲醇等为原料,经乙酰化,酯化及酯交换反应合成了2-羟基-N-甲基乙酰苯胺,三步总收率为88.0%.N-甲基苯胺、氯乙酰氯在三乙胺的催化下,按n(C6H5NHCH3):n[ClCH2C(O)Cl]:n[N(C2H5)3]=1:1.05:1,经乙酰化反应得到2-氯代-N-甲基乙酰苯胺(I),收率为93.8%;(I)与无水醋酸钠在相转移催化剂四丁基溴化铵的存在下,按n(I):n(NaOAc)=1:1.2,经酯化反应合成了2-乙酰氧基-N-甲基乙酰苯胺(Ⅱ),收率为97.3%;(Ⅱ)与甲醇按n(Ⅱ):n(CH3OH)=1:10,在氢氧化钾的催化下,进行了酯交换反应得到2-羟基-N-甲基乙酰苯胺(Ⅲ),收率为96.4%.并利用红外、质谱和元素分析,对各产物进行了表征,确认了分子结构.     

基于ABC-SV R算法的拉曼光谱检测混合油脂肪酸含量

提出了一种基于激光拉曼光谱和人工蜂群智能优化支持向量回归机(ABC-SVR)算法的快速定量检测三组分混和油中3种脂肪酸含量的方法。该方法针对光谱数据信息与样本之间非线性、高维度的关系,建立了预测精度及建模效率均高于同类对比算法的数学模型,同时避免了气相色谱法、液相色谱法等对混合油脂肪酸含量的检测方式,根据纯种油中3种脂肪酸含量的国际标准,由油品配置体积得到脂肪酸质量,有效降低了检测成本与实验复杂程度,提高了检测工作的实用价值。首先根据一定梯度配置66组混合油检测样品,使用便携式拉曼光谱仪采集样本的拉曼光谱信息,扣除背景噪声;观察多组样本的拉曼光谱图可知,由于官能团浓度的差异,食用油的拉曼特征峰位移基本相同,特征峰的峰值明显不同,因此基于特征峰信息可以区分食用调和油的不同混合物;其次对拉曼光谱做背景扣除、光谱平滑、最大值谱线归一化三步预处理,以降低实验中不可控的外界因素及背景荧光的影响,准确提取光谱特征峰强度信息;然后根据纯种油中3种脂肪酸的国际标准含量,结合国家食品法典委员会标准CODEX STAN210-1999《指定的植物油法典标准》中规定的纯种油密度中值,由油品体积得到脂肪酸质量数;随机选取56组样本数据作为训练集,剩余10组样本数据作为预测集;以训练集光谱特征峰强度和脂肪酸质量分别作为回归模型的输入及输出值,建立SVR和PSO-SVR,ABC-SVR三种混合优化算法对比的定量分析模型,对测试集的3种脂肪酸含量分别进行预测;最后通过均方误差(MSE)、相关系数(r)及建模时间(Elapsed time)分别进行对比,建立数据表对模型精准度进行检验。实验结果表明,通过ABC-SVR定量分析模型效果最佳,3种脂肪酸含量预测值与真实值的均方差分别为0.88×10-4,16×10-4和8×10-4,均低于0.002;相关系数分别为93.43%,99.65%和99.43%,均高于93%;预测时间(Elapsed time)分别为1.26,2.42和2.14 s。因此,所提出的检测方法,具备较高的精确度、较快的建模时间,且在理论上的类似条件下可适用于其他样品检测工作,可为振动光谱学对食用油掺伪分析的进一步工作提供可行的理论依据。