从元宝枫油中提取神经酸并制备生物柴油的技术研究

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1、从元宝枫油中提取神经酸并制备生物柴油的技术研究史宣明，陈燕，夏辉，鲁海龙国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院（西安７１００８２）摘要：元宝枫是中国含神经酸木本植物的一个特有树种，也是从植物油中提取神经酸的重要资源。本研究的一大特点及优势是在提取神经酸的同时还得到了性能优异的生物柴油。用元宝枫油制备的生物柴油同化学柴油相比，是一种绿色柴油，对环境友好，有优良的环保特性，可使硫化物的排放减少约３０％，且不含对环境造成污染的芳香烃；安全性能高，元宝枫生物柴油在使用、运输、处理和储藏都更加安全；燃料性能佳，在所有燃油中，生物柴油的能量衡算最高；更重要的是其具

2、有可再生性。关键词：元宝枫；神经酸；生物柴油；多级分子蒸馏中图分类号：ＴＳ２２２文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２－５０２６（２０１２）０５－００１６－０５元宝枫，因其翅果形状像中国古代的金锭元宝而得名，其作为经济树种的开发始于２０世纪７０年代初，是一种优良的木本油料［１］。元宝枫种子含油高达４８％，其中含有５．６％的神经酸使其价值远高于其它油料。元宝枫是我国含神经酸木本植物的一个特有树种，是从植物油中提取神经酸的重要资源［２］。神经酸是一种长链的单不饱和脂肪酸（化学名为顺－１５－二十四碳烯酸），最早发现于哺乳动物的神经组织，故命名为神经酸。神经酸对神

3、经元与胶质细胞活跃，对髓鞘的形成有显著促进作用，能够促进大脑发育，改善记忆和提高视力，医治多化性硬化症等髓鞘疾病，并有显著的抗疲劳、抗衰老、降血脂功效［３］。人体自身不能合成神经酸，只有从自然界中鲨鱼脑及少数几种植物提取，在国际上是昂贵的医药和保健品原料。本研究的一大特点及优势是在提取神经酸的同时还可得到性能优异的生物柴油。用元宝枫油制备的生物柴油同化学柴油相比，它是一种绿色柴油，对环境友好，有优良的环保特性，其含硫量低，可使二氧化硫和硫化物的排放减少约３０％，且不含对环境造成污染的芳香烃；安全性能高，元宝枫生物柴油在使用、运输、处理和储藏都更加安全

4、；燃料性能佳，在所有的燃油中，生物柴油的能量衡算最高；更重要的是其具有可再生性。工艺方案研究工艺技术路线以元宝枫籽油为原料，根据元宝枫油酸值高低１１．１分为两种工艺。酸值小于５ｍｇＫＯＨ／ｇ的情况下，先进行碱炼，使酸值降到１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下，以使元宝枫油能在碱性催化剂作用下与过量的乙醇进行酯化反应。如果原料的酸值大于５ｍｇＫＯＨ／ｇ，先以硫酸为催化剂进行预酯化反应，待酸值小于２ｍｇＫＯＨ／ｇ以后，再在碱性催化剂作用下与过量的乙醇进行酯交换反应［３］。两种工艺具体方案见图１、图２。工艺流程说明１．２１．２．１如采用工艺方案１需按以下步骤进行（１）脱胶

5、：将元宝枫原料油与定量的磷酸溶液在一定温度下搅拌反应，静置沉淀使油脚完全分离，用温水洗涤数次脱出原料油中的胶质。（２）碱炼：将脱胶后的元宝枫原料油与一定浓度的氢氧化钠溶液在一定温度下搅拌反应，静置沉淀使皂粒完全分离，使酸值降到１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下，用温水洗涤数次，再脱除水分。（３）酯交换：将经过脱胶和碱炼脱水后的元宝枫收稿日期：２０１２－０６－２０作者简介：史宣明，男，１９７１年出生，高级工程师，主要研究方向为油脂深加工与油料蛋白加工。１６粮食与食品工业ＣｅｒｅａｌａｎｄＦｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ．１９，２０１２，Ｎｏ．５图１原料酸值较低（酸值小

6、于５ｍｇＫＯＨ／ｇ）情况下的工艺流程图（工艺方案１）原料的酸值较高（酸值大于５ｍｇＫＯＨ／ｇ）情况下的工艺流程图（工艺方案２）图２油与一定量的乙醇和催化剂２混合后，在一定的温度下反应，酯化反应完后回收溶剂、水洗除去反应副产物。（４）真空蒸馏：在一定的真空度和温度下进行蒸发脱水和多级真空蒸馏，收集不同温度和真空度的馏份。１．２．２如采用工艺方案２需按以下步骤进行（１）脱胶：将元宝枫原料油与定量的磷酸溶液在一定温度下搅拌反应，静置沉淀使油脚完全分离，用温水洗涤数次脱出原料油中的胶质。（２）预酯化：将脱胶后的元宝枫油与一定量的乙醇和催化剂１混合后，在一定的

7、温度下反应一定时间后，使酸值达到２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下后，进行水洗，达到中性以后进行抽真空脱水，使水分达到０．２％以下。（３）酯交换：将预酯化洗涤干燥后的产物加入催化剂２进行酯交换反应２ｈ后；再加入催化剂１进行补充酯化反应，反应酸值达到２ｍｇＫＯＨ／ｇ以后，进行水洗除去反应副产物。（４）碱炼：上述反应产物与一定浓度的淡氢氧化钠溶液在一定温度下搅拌进行脱酸反应，静置沉淀使皂粒完全分离，使酸值降到１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下，用温水洗涤数次，再脱除水分。（５）真空蒸馏：在一定的真空度和温度下进行蒸发脱水和真空蒸馏，收集不同温度和真空度条件下的馏份。试验参数的选择与

8、确定预酯化参数选择本试验以酸值为２１ｍｇＫＯＨ／ｇ的元宝枫油为２２．１原料进行试验。由于乙醇的添加量、酯化时