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低品质米糠原位提油制备脂肪酸甲酯及谷维素联产提取的研究

李艳波

  米糠是稻米加工业的副产物,其成分与大米的加工精细程度有关。米糠主要的成分有粗蛋白、纤维、灰分、水分和米糠油脂等。米糠中含有16-25%的米糠油(RBO),可用于生产米糠食用油或者制备生物柴油;而且米糠中还含有生物活性良好、对人体有益的成分如谷维素、谷甾醇和生育酚等,其中含谷维素约为0.3-0.5%。中国大米年产量约占世界总年产量的1/3,年均产生近1000万吨的米糠资源。但由于米糠中脂肪酶的存在,使得米糠极易酸败变质。在中国,只有10%的米糠资源得到开发利用,其余大部分则作为动物饲料或者农业垃圾,不仅浪费资源而且污染环境。因此找到一种米糠的合理利用工艺具有重大意义。 在能源危机、环境恶化等背景下,生物柴油因其可再生性、环境友好性、无毒及生物可降解性而格外引人注目。而且生物柴油的燃烧特性与柴油接近,是很有潜力的化石柴油代用能源。现今,生物柴油多为植物油和动物脂肪等原料与醇类反应生成的脂肪酸酯。但是占总成本75%的原料成本问题制约着生物柴油的产业化发展。因此,找到一种供应充足、价格低廉稳定的原料将对生物柴油的制备产生重要意义。 谷维素在米糠中含量约为米糠质量的0.3-0.5%,在米糠油中含量约为0.9-2.9%。谷维素因对人体具有镇痛、抗菌消炎、抗氧化、抗自由基和抗紫外线等特殊的生理功效而备受青睐。因此,谷维素的提取具有重要意义。 本论文中我们以低品质米糠为原料,以环己烷、无水甲醇和石油醚等为溶剂对米糠原位提油制备脂肪酸甲酯及谷维素的联产提取工艺进行考察。 论文首先以米糠为原料,以环己烷、无水甲醇、石油醚、环己烷/无水甲醇和石油醚/无水甲醇为溶剂进行米糠油提取实验。我们发现引入适量的非极性溶剂有助于提高无水甲醇提取米糠油的效率。结论为:原料米糠50g,以220ml共沸比例的环己烷/无水甲醇混合溶剂提油反应3.5h时提油效率最佳,提油率约为18.72%。 接着,我们对米糠原位制备生物柴油进行考察。得到结论如下:0.5g浓硫酸可使无水甲醇与脂肪酸甘油酯的酯化反应的酯化率达到95.16%;0.25gNaOH可使酯交换反应的酯交换率达到87.89%。酯产品得率约为16.7%。 最后,我们对从油相中萃取谷维素进行了研究。结论为:1、碱性甲醇水溶液中碱用量为0.45g及含80%甲醇时,米糠油中大约有82%的谷维素从油相转移到甲醇水溶液相;2、pH在8-9的范围时,用150ml(3倍于原料质量)的环己烷萃取谷维素,萃取率约为41.2%。 本工艺操作简单、溶剂可循环利用、无污染。而且能提高米糠的附加值,并对农业生产以及提高农民的生活水平有一定意义。不足之处在于部分工艺参数有待进一步深入研究。……   
[关键词]:米糠;脂肪酸甲酯;谷维素;同步提取
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:吉林大学2011年