微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油工艺的优化研究

郭国强

摘要：废弃油脂合成生物柴油的工艺将会对于我国今后的能源再生和再利用起到重要的促进作用。本文从阐述微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验入手，在这之后对于实验的结果和工艺的优化进行分析和讨论。

关键词：废弃油脂：生物柴油；工艺优化

废物再利用和能源的低消耗再生始终是我国能源利用工艺的重要发展方向。因此通过对于微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油工艺进行合理的优化，就能够在此基础上促进生物柴油生产效率与产量的提升。

一、微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验是一项系统性的试验，以下从实验目的、实验方法、实验设备、实验要点等方面出发，对于微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验进行了分析。

1.实验目的

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验有着自身鲜明的实验目的。随着我国在经济发展过程中对于石油和煤炭等资源进行了大量的效果，因此在这一前提下迅速的开发新的可再生性资源已成为走可持续发展的必经之路。其次，微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的目的还在于对于可以再生的生物柴油资源进行研究，从而使其成为可以降解、环境友好型的能源。与此同时，微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的目的还在于进一步的降低合成生物柴油的具体生产成本和生产周期，并且探析其相应的原料配合比，最终能够确保这一设备腐蚀性小、环境污染小的能源能够得到尽快的量产。

2.实验方法

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验有着独特的实验方法。通常来说我国关于微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的研究仍处于起步阶段，在这一过程中采用微波辐射辅助固体酸将废弃油脂合成生物柴油，在微波加热时间、微波功率、反应温度、固体酸的用量、醇油摩尔比等环节上还存在着很大的进步空间和探讨方向。其次，微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验相关的制备工艺也仍旧处于研究阶段，在这一过程中只有切实的而降低酯化反应的速率才能够为其高效的制备铺平道路。

3.实验设备

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验需要借助相应的设备才能够顺利的完成实验。通常来说较为必要的实验部分试剂与仪器主要包括了废弃油脂、甲醇、SO2-4-TiO2、粘土固体酸、气相色谱仪、数显智能控温磁力搅拌器、合成反应仪。其次，可以起到良好促进作用的实验设备主要包括了数显水浴恒温振荡器、带回流的三口烧瓶、脱水剂。催化剂等等，这些设备和试剂的使用需要实验人员根据自身的实验经验进行恰当的使用，从而能够在此基础上避免过量使用所造成的实验误差和实验风险。

4.实验要点

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验具备相应的实验要点。实验人员在进行微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验时首先应当一定量经过预处理的废弃油脂，并且加入适量的固体酸和甲醇，在将其进行均匀混合后，再将其置于带冷凝器和磁力搅拌的常压微波辅助合成反应仪中程序升温，并且将反应温度升到指定温度，加热回流使其反应一定时间。其次， 微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的要点也包括了过滤、静置、分离，水洗、蒸馏等关键环节，只有通过这些环节才能够顺利的生成可以使用的生物柴油。

二、实验结果分析与讨论

实验结果分析与讨论应当着眼于不同的方面，以下从加热方式影响、实验因素分析、生产成本分析、优化方法分析等方面出发，对于实验结果进行了分析与讨论。

1.加热方式影响

加热方式的不同往往会对于微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的结果产生较大的影响。实验人员在对于加热方式进行讨论时首先应当合理的采用微波辐射加热来对于合成生物柴油具有促进作用。例如实验人员可以使用300W的加热功率以及3%的固体酸催化剂并且将反应温度控制在80e，从而能够在此基础上对于加热方式带来的影响进行探索式的分析，然后将结果与常规的加热方式进行数据上的比较。一般而言其结果是在常规加热条件下，反应90 min，生物柴油的产率只有61. 22%， 150 min时产率才达到66. 53%；而采用微波辐射加热时则分别为87. 63%和89. 37%。由此可见，采用微波加热可以显著提高生物柴油的产率，因此可以说微波加热方式的应用能够为之后生物柴油的量产起到重要的促进与催化作用。

2.实验因素分析

对于实验因素的分析可以促进研究人员更好地了解微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油实验的的本质。实验人员在进行单因素实验分析的过程中可以采用微波辐射加热，并且可以在探索性实验的基础上进行单因素实验。例如实验人员可以考察微波辐射功率、微波加热时间、醇油摩尔比、反应温度及催化剂用量对生物柴油产率的影响，并且以此为基础来判定合成生物柴油的最佳工艺条件。

3.生产成本分析

生产成本分析本质是就是对于微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油的进一步优化。因此考虑到实际的生产成本，则在生物柴油的制作过程中应当对于微波功率控制在一个平稳的区间内，从而能够期待更多的生物柴油产量。

4.优化方法分析

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油工艺的优化应当从不同的方向着手。实验人员在进行优化方法的分析时首先应当将其置于单因素实验的基础上。然后根据Box-Behnken设计则来合理的选择反应温度、固体酸用量、反应时间3个对生物柴油产率影响较大的因素，然后判定生物柴油的产率的具体响应值。其次，实验人员在优化方法的分析过程中可以在微波辐射的辅助作用下来采SO2-4-TiO2/粘土固体酸催化废弃油脂合成生物柴油，在这一前提下实验人员可以发现产率得到了明显的提高，并且在该条件下，生物柴油的产率可达97.12%，比在相同条件的平均生产率为65%的其他方法产量提升了32%以上，因此可以判定为优秀的生物柴油生产方法。

三、结束语

微波辅助固体酸催化废弃油脂合成生物柴油的工艺与研究现今已经取得了很大程度的进展，从而能够对于生物柴油生产成本的降低与经济效益的提升起到极为重要的促进作用。

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