溫 曉，麻明友，吳顯明，陳 上，肖卓柄

（1.湖南省林產(chǎn)化工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 張家界 427000；2.吉首大學(xué) 城鄉(xiāng)資源與規(guī)劃學(xué)院，湖南 張家界 427000；3.吉首大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 吉首 416000；4.湘西自治州礦產(chǎn)與新材料技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)中心，湖南 吉首 416000）

1 引言

光皮樹(shù)［1～4］為山茱萸科株木屬灌木或喬木，高5～18m，胸徑可達(dá)55cm，樹(shù)冠傘形。光皮樹(shù)采用嫁接苗栽植2～3年后可開(kāi)花結(jié)果［5，6］，果實(shí)干重可達(dá)70g以上，干全果（含果皮）含油率33%～36%，出油率25%～30%，平均每株可產(chǎn)油15kg。光皮樹(shù)全果精煉油含不飽和脂肪酸77.68%，其中油酸為38.3%、亞油酸為38.85%，是一種理想的野生木本油料樹(shù)種［7～10］。目前光皮樹(shù)在我國(guó)江西、湖南、湖北等省已經(jīng)廣泛的栽培種植。

多數(shù)光皮樹(shù)毛油的酸值較高，如果不盡快進(jìn)行油脂精煉，酸值會(huì)升高很快。堿煉是傳統(tǒng)的脫酸工藝，但是極易生成皂角，油料損失過(guò)大；蒸汽脫酸，溫度過(guò)高，因其不飽和脂肪酸含量高而易氧化，嚴(yán)重影響食用油的質(zhì)量［11］。針對(duì)傳統(tǒng)脫酸工藝的不足，人們開(kāi)發(fā)了一系列新型的綠色脫酸法［12～14］，如溶劑脫酸，該方法工藝操作簡(jiǎn)便，能耗低，適合多種高酸值油的脫酸處理。本文研究了光皮樹(shù)油精煉過(guò)程中脫酸工藝的最佳條件，為光皮樹(shù)油精煉的脫酸工藝提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2 材料和方法

2.1 藥品和儀器

試劑選用乙醇（AR），乙醚（AR），氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1mol／L），酚酞指示劑，活性白土，硅藻土。儀器選用恒溫水浴鍋，萬(wàn)分之一電子天平，真空干燥箱，離心機(jī)。酸值按GB／T5530－2005測(cè)定。

2.2 光皮樹(shù)油的精煉工藝

2.2.1 水化脫膠

將含雜質(zhì)小于0.2%的過(guò)濾毛油，加熱油溫到80～85℃后，與3%～5%的90℃熱水一起連續(xù)進(jìn)入進(jìn)行充分混合，反應(yīng)40～60min完成水化作用，離心機(jī)離心得到離心油和膠質(zhì)。將脫膠后的油放入真空干燥箱干燥1h左右，操作溫度100～105℃，真空度98.0kPa左右。

2.2.2 脫酸

稱(chēng)取一定量進(jìn)過(guò)干燥的樣品光皮樹(shù)毛油加入一定比例的無(wú)水乙醇，混合搖勻，靜置分液。按照GB／T5530－2005對(duì)下層分離出來(lái)的脫酸油進(jìn)行酸值測(cè)定，重復(fù)數(shù)次直至酸值符合條件。

2.2.3 脫色

按1∶1加入5%的活性白土和硅藻土，90℃攪拌30min。趁熱過(guò)濾得到脫色油?；钚园淄撩摮鰵堄嗌兀瑫r(shí)也除去了一些雜質(zhì)，改善外觀色澤。

3 結(jié)果與討論

3.1 溶劑脫酸單因素

采用L9（34）正交表設(shè)計(jì)優(yōu)化，脫酸條件分別取液料比、萃取次數(shù)、萃取時(shí)間和萃取溫度4個(gè)因素，每個(gè)因素取3個(gè)水平，每個(gè)處理做一個(gè)平行，因素水平見(jiàn)表1。

表1 脫酸條件正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.2 不同料液比對(duì)脫酸效果的影響

選取油與無(wú)水乙醇的液料比分別為1∶1、1∶2、1∶3（mL／g），在不同的萃取次數(shù)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖1 不同液料比對(duì)酸值的影響

由圖1可以看出，在相同的萃取次數(shù)下液料比越小萃取效果越好。在液料比為1∶2時(shí)，無(wú)水乙醇萃取4次酸值就降低1（KOH）／（mg／g）以下；液料比為1∶3時(shí)，萃取4次后酸值更低。但是液料比越大后續(xù)處理就越復(fù)雜，容易造成浪費(fèi)，綜合經(jīng)濟(jì)及操作性等多方面因素，液料比選在1∶2左右較為合適。

3.3 萃取次數(shù)對(duì)脫酸效果的影響

在料液比為1:2的條件下，選取4個(gè)萃取次數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以檢測(cè)萃取次數(shù)對(duì)光皮樹(shù)油酸值的影響。

由圖2可以看出，光皮樹(shù)油的酸值隨著萃取次數(shù)的增加而相應(yīng)減小。這可以看出萃取次數(shù)對(duì)油的酸值影響是比較大的。在萃取4次后，油的酸值就到達(dá)了1［（KOH）／（mg／g）］以下，因此，選在4次的萃取次數(shù)比較合適。

圖2 萃取次數(shù)對(duì)脫酸效果的影響

3.4 萃取時(shí)間對(duì)脫酸效果的影響

在圖3中很容易看出，在選擇的5個(gè)時(shí)間因素中，油的酸值變化很小，游離脂肪酸在兩相中很快就能達(dá)到平衡。以節(jié)約時(shí)間考慮，可選取10min為萃取時(shí)間。

3.5 萃取溫度對(duì)脫酸效果的影響

由圖4可知，萃取溫度對(duì)油的酸值的影響不大，在所選取的溫度下萃取后，檢測(cè)油的酸值變化并不大。因此，以節(jié)約能源考慮，可以選取常溫下萃取。

圖3 萃取時(shí)間對(duì)脫酸效果的影響

圖4 萃取溫度對(duì)脫酸效果的影響

3.6 溶劑脫酸正交實(shí)驗(yàn)

用正交試驗(yàn)對(duì)溶劑脫酸的工藝條件的優(yōu)化見(jiàn)表2。方差分析見(jiàn)表3。

表2 溶劑脫酸正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 方差分析

從表2可以看出，在研究的4個(gè)因素中，液料比、萃取次數(shù)、萃取時(shí)間、萃取溫度的極差值R分別為0.75、8.79、0.24、0.23，即影響光皮樹(shù)油脫酸值的主次順序?yàn)檩腿〈螖?shù)＞液料比＞萃取時(shí)間＞萃取溫度。其中萃取次數(shù)對(duì)光皮樹(shù)油脫酸的影響較其他3個(gè)影響因素相差很大，而萃取時(shí)間和溫度對(duì)光皮樹(shù)油脫酸的影響并不大。光皮樹(shù)油脫酸工藝的最佳條件是液料比為2.2（mL／g），萃取時(shí)間為5min，萃取溫度為30℃，萃取次數(shù)根據(jù)光皮樹(shù)油的原酸值增加次數(shù)達(dá)到要求的酸值。按照光皮樹(shù)油脫酸工藝的最佳條件進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)光皮樹(shù)油在經(jīng)過(guò)4次萃取酸值可降到0.68［（KOH）／（mg／g）］.符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

光皮樹(shù)油是良好的生物柴油原料，所制備生物柴油具有優(yōu)良的理化性質(zhì)［3］。實(shí)驗(yàn)表明在光皮樹(shù)油脫酸工藝研究中，萃取次數(shù)對(duì)酸值的影響最大，相對(duì)來(lái)說(shuō)液料比、萃取時(shí)間以及萃取溫度影響較小。因此，可以根據(jù)光皮樹(shù)油的原酸值通過(guò)增加萃取次數(shù)達(dá)到要求的酸值。

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