活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　廢油脂是生產生物柴油的便宜原料，但其雜質含量高(游離脂肪酸、氧化產物)阻礙了其實際應用。本期介紹活性炭吸附過程的脫色效率。原材料在200°C下炭化4小時。對于生成的活性炭的活化，使用硫酸，最后進行熱活化(600°C，1小時)。測定了吸附前后廢油脂的質量參數(游離脂肪酸、過氧化值、色澤指數)。結果表明，吸附后測定的參數有改善的趨勢。過氧化值和酸還原值分別為51.72%和71.7%。此外，經活性炭處理后的廢油脂具有較好的質量指標，包括酸度、粘度和比重力。生物柴油的質量變好了，并提高了生物柴油的產量。

　　全球化石燃料的持續使用及其對環境的影響是最近的重大變化。在可再生能源資源中，生物柴油因其合適的屬性具有良好的燃燒能力和燃燒效率對環境友好等特點。但是生物柴油商業化生產的一個主要障礙是植物油的價格很高。所以我們使用便宜廢油脂的再利用來生產生物柴油。但是廢油脂中的雜質和不必要的顏色是主要成分，游離脂肪酸和過氧化物廢油中主要的雜質阻礙了甲酯的形成。本期研究使用活性炭去除廢油中的雜質，將獲得的柴油進行脫色。

　　酯交換反應生物柴油制造

　　酯交換是反應用于從油脂生產生物柴油幾個過程是介紹用于酯交換。選擇的酯交換法取決于油中雜質的量。在油脂酸含量低(<3%)的情況下，一步酸酯交換法是一種適合生物柴油生產的方法。在這項研究中，酸度是低臨界量(3%酸度),因此，選擇了一步酸酯交換。過濾廢油后，在250毫升的燒瓶內進行酯交換反應，再加入回流冷凝器，連續攪拌。反應條件為:甲醇與廢油的配比1:6，3%硫酸，96 h反應時間和60℃反應溫度。

　　活性炭對廢油脂過氧化值的影響

　　過氧化值是評價油脂氧化率的指標。在廢油脂中，高過氧化物值是應用過高的結果。溫度。由于過氧化值對酯交換反應的不良影響，測定了廢油脂的過氧化值，并將其作為meq/kg。根據實驗結果，未經處理和處理的廢油脂的過氧化值分別為5.67和19.67 meq/kg。這些結果證實，選擇的活性炭能夠從廢油脂中去除過氧化物，能將廢油脂的過氧化值降低至 21%。活性炭可將廢油脂的過氧化值降低至標準限值，使過氧化值降低32.8%。

　　吸附劑對廢油酸值的影響

　　結果證實了吸附劑對廢油脂酸值的影響。未經處理的廢油為0.29，經處理后降低到0.14mg KOH/g。在生物柴油生產中活性炭能有效去除游離脂肪酸對降低油煎酸度起作用。

　　活性炭柴油脫色

　　顏色是衡量石油質量的一個指標。由于加熱，廢油通常有深色。聚合物化合物的形成原因影響油的顏色。顏色測量采用亮度(L*)、紅色(a*)和黃色(b*)三種指數進行。吸附過程前后的顏色變化如圖1所示。

　　圖1.活性炭對柴油色澤的影響亮度。

　　所有顏色指數(a，b，L)都受吸附過程的影響。廢油脂的紅色(a*)為9.3，吸附后達到1.3，廢油脂的黃(b*)在吸附前后分別為9和1.5。明度(L*)在吸附前58，處理后達到61。此外，活性炭不僅能對廢油進行脫色處理，還可以進行成品柴油的脫色，使得產品從外觀變得更好看。在未經處理的廢油中，2,4二烯醛，棕櫚酸，亞油酸和油酸是廢油中的主要成分。 在經處理的廢油的情況下，被識別的主要成分包括2,4-癸二烯酸和油酸。如圖2所示，棕櫚酸和亞油酸的峰在處理過的廢油中完全消失。2,4-十二烯醛也減少(15.3%)。這些結果表明吸附對減少廢油中的雜質具有相當大的影響。在脂質氧化過程中，氫過氧化物形成并分解，并且這樣做，產生二次氧化產物，如醛和酮。在兩種條件下(吸附過程之前和之后)在廢油中檢測到2,4個十二烯醛，但在處理過的廢物中觀察到減少量為15.3%

　　圖2.未處理 (a) 和活性炭處理過的采用 (b) 的色譜圖。

　　生物柴油產量(%)

　　生物柴油產率(%)是酯交換反應有效性的指標。經活性炭處理和未經處理的廢油的生物柴油產率分別為70%和43.67%(SD=1和0.577)。似乎未經處理的廢油的生物柴油產量受其含有的雜質量的影響。具有高游離脂肪酸的廢油在酯交換過程中產生更多量的皂，從而減輕最終產量。其他報告概述了在生物柴油生產之前凈化廢油的效果。

　　由于雜質在酯交換反應中的干擾作用，消除游離脂肪酸和過氧化物可以促進生物柴油的產率和質量。活性炭可以分別降低酸度和過氧化值，分別達到71.17和51.72%。與未經處理的廢油相比，來自處理過的廢油的生物柴油也表現出更好的性能，特別是在生物柴油產量方面(37.61%增加)，因此活性炭的應用為廢油凈化提供了方便和合適的方法。

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