肖培富 鄧成儒

（海南啟星生物科技有限公司 海南三亞 572000）

近年來(lái)石油產(chǎn)品價(jià)格飛漲，使得潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油及石油添加劑價(jià)格也隨之上漲，導(dǎo)致企業(yè)成本上升。石油基油是不可再生能源，生物降解性差，廢油飛濺到自然界中需上百年才能降解，嚴(yán)重污染環(huán)境，已不能滿足環(huán)保的需求［1-2］。印加果油價(jià)格實(shí)惠，具有基礎(chǔ)油無(wú)可比擬的優(yōu)越性，印加果油制備的潤(rùn)滑劑是一種可再生綠色環(huán)保能源，廢棄的印加果油潤(rùn)滑劑在自然界半年即可生物降解。因此，大力開(kāi)發(fā)植物油，通過(guò)化學(xué)改性制備食品級(jí)潤(rùn)滑油是當(dāng)今重中之重［3-4］。

李瑞君等［5］綜述了植物油化學(xué)改性的幾種方法，介紹了國(guó)內(nèi)外最新進(jìn)展和相關(guān)催化劑.并對(duì)植物油改性做潤(rùn)滑油的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。景恒等［6］從潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的角度，考察了菜籽油酯化產(chǎn)品的主要理化指標(biāo)，分析了酯化產(chǎn)品與傳統(tǒng)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油混合后的運(yùn)動(dòng)粘度和凝點(diǎn)，初步論證了菜籽油酯化作為潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油具有研究應(yīng)用價(jià)值，并提出了今后的研究方向［7］。本文通過(guò)研究印加果油制備食品級(jí)潤(rùn)滑劑的方法，以期為開(kāi)發(fā)一種食品級(jí)潤(rùn)滑劑提供一定借鑒。

1 材料和方法

1.1 材料

印加果油和低級(jí)多元酯：海南啟星生物科技有限公司自制；搪瓷反應(yīng)釜、異辛醇、濃硫酸、過(guò)氧化氫、氫氧化鈉、乙酸、三口燒瓶、沸石、乙二醇、丙酸。

1.2 方法

1.2.1 改性印加果油的制備

在搪瓷反應(yīng)釜中加入100 kg 印加果油，預(yù)熱至40 ℃，依次加入4 kg 乙酸、12 kg 1.5%過(guò)氧化氫、10 kg濃硫酸（98%）攪拌均勻，40 ℃，40 min滴加完畢，升溫至60 ℃，繼續(xù)反應(yīng)約3 h，得到環(huán)氧化印加果油產(chǎn)物。將反應(yīng)物料倒出，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%純堿液洗滌至pH＝4，靜置分液后，將油相分離干燥，即得環(huán)氧化印加果油［8］。

在搪瓷反應(yīng)釜中依次加入異辛醇30 kg、催化劑（98%濃硫酸）20 kg，混合均勻后再加入環(huán)氧化印加果油70 kg，90 ℃回流3 h，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到醚酯。于70～90 ℃水浴中將醚酯蒸出、干燥，即得改性印加果油［9］。

1.2.2 低級(jí)多元酯的制備

在搪瓷反應(yīng)釜中加入1，3-丙二醇76 kg，濃硫酸50 L，混合均勻后加入120 kg 乙酸，混均，緩緩加熱至沸騰［10］。保持微微沸騰狀態(tài)，將生成的二醋酸酯蒸出，冷凝管冷凝后滴入50 L 飽和純堿溶液中，當(dāng)不再有酯生成時(shí)，停止加熱［11］。將產(chǎn)物與水相分離，水洗至水層pH＝7，干燥，即得低級(jí)二元酯。

將改性印加果油與低級(jí)二元酯按體積比6∶4于45 ℃條件下低速攪拌混合即得食品級(jí)潤(rùn)滑劑［12］。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 運(yùn)動(dòng)粘度

采用GB/T 265-88標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.3.2 傾點(diǎn)

采用GB/T 3535-06標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.3.3 酸值

由于潤(rùn)滑油中游離酸會(huì)對(duì)機(jī)器設(shè)備造成腐蝕，因而酸值是潤(rùn)滑油質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。采用GB 13482-92 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.3.4 環(huán)氧值

采用GB 1677-81標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.3.5 碘值

采用GB/T 5532-08標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.3.6 皂化值

采用GB/T 5534-08標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改性印加果油與低級(jí)多元酯復(fù)配比例制備潤(rùn)滑劑參數(shù)

選用搪瓷反應(yīng)釜溫度40、60、70 ℃，反應(yīng)時(shí)間分別為1、2、3 h 制備食品級(jí)潤(rùn)滑劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，40、60 ℃測(cè)試結(jié)果均不符合NSF 標(biāo)準(zhǔn)，因此選用反應(yīng)釜溫度70 ℃，反應(yīng)時(shí)間3 h 作為實(shí)驗(yàn)條件。研究發(fā)現(xiàn)，改性印加果油與低級(jí)多元酯以不同比例復(fù)配，各參數(shù)有所不同，當(dāng)復(fù)配比例為6∶4時(shí)，粘度指數(shù)139、運(yùn)動(dòng)粘度（40℃）46.7 mm2/s、傾點(diǎn)-27 ℃、閃點(diǎn)（開(kāi)口）242 ℃，符合NSF 標(biāo)準(zhǔn)，而其他復(fù)配比例均不符合NSF 標(biāo)準(zhǔn)，但所有復(fù)配比例實(shí)驗(yàn)均顯示沒(méi)有水分和機(jī)械雜質(zhì)（表1）。

表1 不同比例改性印加果油與低級(jí)多元酯復(fù)配制備潤(rùn)滑劑參數(shù)（70℃、3h）

2.2 印加果油制備的食品級(jí)潤(rùn)滑劑產(chǎn)品特征

由表2可知，印加果油制備的食品級(jí)潤(rùn)滑劑色澤淡黃，為澄清、半透明液體，碘值178 g/100g（以I2計(jì)），皂化值191.7 mg/g（以KOH 計(jì)），酸值（以KOH計(jì)）1.1 mg/g，過(guò)氧化值0.15 g/100g，比重（15℃）0.856，四球磨斑測(cè)試mm 為0.50。說(shuō)明該潤(rùn)滑劑是一種干性油脂，不飽和脂肪酸含量較高，皂化值、酸值、過(guò)氧化值均低于GB 2716-2005《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的食用植物油過(guò)氧化值≤0.25 g/100g（換算為9.85 mmol/kg），酸值（KOH）≤3 mg/g。

表2 改性印加果油與低級(jí)多元酯比例6∶4的特征指標(biāo)

3 結(jié)論

印加果油主要化學(xué)成分及含量為棕櫚酸10.89%、亞油酸34.19%、亞麻酸46.38%、硬脂酸7.6%，這四種脂肪酸含量占總脂肪酸的99.06%，這與劉付英［13］的研究結(jié)果存在差異，可能是用的印加果油的品種和方法不同。

本實(shí)驗(yàn)印加果油制備食品級(jí)潤(rùn)滑劑是由改性印加果油與低級(jí)多元酯按一定比例制成。制備方法是先將印加果油依次環(huán)氧化、酯化，制備改性印加果油；再用低級(jí)脂肪酸與低級(jí)多元脂肪醇合成低級(jí)多元酯；最后將改性印加果油與低級(jí)多元酯按一定規(guī)定比例混合即成。該潤(rùn)滑劑具有可降解、環(huán)保、成本低、應(yīng)用范圍更廣、使用性能更好等特點(diǎn)。在搪瓷反應(yīng)釜中最佳溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為3 h，料液比為6∶4，潤(rùn)滑劑的粘度指數(shù)139，閃點(diǎn)242 ℃，運(yùn)動(dòng)粘度（40℃）46.7 mm2/s，傾點(diǎn)-27 ℃，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了NSF 標(biāo)準(zhǔn)。該研究結(jié)論為開(kāi)發(fā)一種食品級(jí)潤(rùn)滑劑提供參考資料。

本研究印加果油制備的食品級(jí)潤(rùn)滑油色澤淡黃、澄清、半透明液體，碘值（以I2計(jì)）178 g/100g，皂化值（以KOH 計(jì)）為191.7 mg/g，酸值（以KOH 計(jì)）為1.1 mg/g，過(guò)氧化值0.15 g/100g，各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合NSF標(biāo)準(zhǔn)。