CN106811245A - 一种天然生物柴油抗氧化剂 - Google Patents

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丁金城
杜利雄
吕恩民
卢杰
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Abstract

本发明提供一种天然生物柴油抗氧化剂，该天然抗氧化剂的主要成分为生姜提取物，制备方法采用如下方法：将生姜洗净去杂，切片晒干后粉碎，用乙醇浸提后离心分离，再用旋转蒸发仪蒸掉酒精，得到该抗氧化剂。本发明的天然抗氧化剂能明显提高生物柴油的氧化稳定性，大大改善生物柴油品质，并且所述抗氧化剂来源广泛，有效时间长，是一种价格低廉、可再生、无污染且有一定经济效益的天然抗氧化剂，可以有效的延长油品的使用寿命。同时，添加的抗氧化剂对生物柴油的其他理化性质没有明显影响。

Description

一种天然生物柴油抗氧化剂
技术领域
本发明公开一种天然生物柴油抗氧化剂。
背景技术
能源危机和环境污染已经成为全人类面临的重大课题，由于石化燃料大量应用所导致的环境污染已成为全世界所面临的重大挑战，寻找石油燃料可替代能源更加迫切。生物柴油是一种优质的柴油替代品，具有环境友好、资源可再生的优点，对保障石油安全、保护生态环境、促进农业和制造业发展、实现可持续发展等有重要作用。
生物柴油是一种较为洁净的合成油，是指以动植物油脂等可再生资源通过酯交换或热化学工艺生产的可用于替代石化柴油的清洁替代燃料。主要通过原料与甲醇等低碳醇在酸、碱或酶等催化剂的作用下进行转酯化反应，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。生物柴油是由C、H、O三种元素组成，组成成分包括饱和脂肪酸酯和不饱和脂肪酸酯。而生物柴油中不饱和脂肪酸酯的含量直接影响生物柴油的氧化稳定性，其中的碳碳双键极易发生氧化反应，这不仅影响生物柴油的质量，而且还会引起发动机滤层堵塞、喷油嘴焦化和金属零件腐蚀等问题。由此可见，油品氧化不仅影响其质量，还会影响机动车各系统的运转，从而减少了车辆的使用寿命，所以氧化稳定性是生物柴油的重要性质之一。在国家标准《柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）》（GB/T20828-2014）中，对生物柴油的氧化稳定性有明确的规定，要求在110℃加速氧化条件下，生物柴油的氧化稳定性不小于6h。
根据现有的技术，可以通过添加化学抗氧化剂来提高生物柴油的氧化稳定性。中国专利申请号为03825109.4的专利中描述了采用2,4—二叔丁基轻甲苯（BHT）抗氧化剂来提高生物柴油储存稳定性的方法，但这些抗氧化剂的添加大大增加了产品的成本，同时也会使得生物柴油的可再生性降低；中国专利号为201210130960.0的专利中描述了采用没食子酸酯、焦性没食子酸、叔丁基羟基茴香醚中的一种或一种以上来提高生物柴油的氧化稳定性，经毒理化研究表明该合成类抗氧化剂对动物有致癌的可能，使其应用受到限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中抗氧化剂成本高、有致癌的可能等缺陷，为生物柴油提供一种低廉的、全新的、可再生的、无毒的并有一定经济效益的天然抗氧化剂。
天然生物柴油抗氧化剂，其特征在于，所述的天然抗氧化剂中的主要成分为生姜提取物，所述生姜提取物主要活性成分为姜油树脂，当中则含有较多的姜辣素成分，分为姜酮类、姜酚类、姜烯酚类等不同类型。
上述天然生物柴油抗氧化剂的制备方法，采用溶剂浸提法，包括以下步骤：
（1）将生姜去除霉烂部分，清洗、沥水、用刀切成一定厚度的薄片，在室温下晾晒一周，在干热灭菌器内烘干剩余水分，用万能高速粉碎机把烘干的姜片粉碎。然后将生姜粉与乙醇溶剂混合，充分搅匀，置于水浴锅中并经常摇动，使其充分混合；
（2）将步骤（1）中的生姜粉置于乙醇溶剂中，充分搅匀，在室温下缓慢摇动，使其充分混合；
（3）将步骤（2）中得到的混合物用离心机离心一段时间，用滤纸过滤后，得到上清液，后用旋转蒸发仪将剩余酒精蒸发掉，得到用于生物柴油的天然抗氧化剂。
作为上述技术方案的优选，所述步骤（2）中，选70-100%的乙醇溶剂。
作为上述技术方案的优选，所述步骤（2）中，生姜粉与乙醇溶剂的料液比为1:90-100。
上述天然抗氧化剂可以按照添加剂量直接加入至生物柴油中，在50℃～70℃条件下加入，搅拌至抗氧化剂与生物柴油完全混合。
所述生物柴油是指以动植物油脂为原料油和低级醇通过酯交换反应制成的混合脂肪酸酯，所述的动植物油脂原料油为棕榈油、梧桐子油、地沟油、大豆油、麻风树油、蓖麻油等。
本发明有益效果是：本发明一种天然生物柴油抗氧化剂能大大提高生物柴油的氧化稳定性，并且本发明所述的天然生物柴油抗氧化剂是一种天然的、可再生的、低廉的并有一定经济效益的抗氧化剂。同时，添加的抗氧化剂对生物柴油的其他理化性质没有明显影响。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
生物柴油氧化稳定性的测定。
根据我国标准《脂肪酸甲酯氧化安定性的测定 加速氧化法》（NB/SH/T 0825-2010），所用仪器为瑞士万通公司Rancimat 743型油脂氧化稳定性测试仪。
生物柴油在加热、通氧加速氧化条件下，生成挥发性产物（以甲酸为主），随空气流进入测量池，并被吸收于测量溶液中。通过电导电极测定吸收池中溶液电导率，得到随温度变化的曲线，由电脑软件自动对电导—时间曲线进行二次积分，给出最大值，即为生物柴油的诱导时间，以小时表示，用诱导时间表示生物柴油的氧化稳定性。在下列的具体实施例中，分别对本发明各实施例的生物柴油抗氧化剂应用方法所得的生物柴油混合物进行测定。
用移液管移取并称重3.0g生物柴油样品置于反应管中，精确至0.01g，在实验温度110℃，空气流速10L/h条件下进行实验，测定样品在加速氧化条件下的诱导时间。
实施例1
梧桐子生物柴油中未添加任何抗氧化剂时的氧化诱导时间为4.06h；在梧桐子生物柴油中加入250mg/L的生姜提取物，并在55℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为7.96h。
实施例2
在梧桐子生物柴油中加入500mg/L的生姜提取物，并在55℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为11.1h。
实施例3
在梧桐子生物柴油中加入1000mg/L的生姜提取物，并在55℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为17.13h。
实施例4
在梧桐子生物柴油中加入2000mg/L的生姜提取物，并在55℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为24.04h。
由上可见，加入了抗氧化剂的梧桐子生物柴油的氧化诱导时间较未添加抗氧化剂的梧桐子生物柴油的氧化诱导时间大大延长。
实施例5
麻风树生物柴油中未添加任何抗氧化剂时的氧化诱导时间为1.55h；在麻风树生物柴油中加入500mg/L的生姜提取物，并在70℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为7.42h。
由上可见，麻风树生物柴油的氧化诱导时间由空白样1.55h上升到7.42h，所以按照实施例5添加的抗氧化剂，可以大大提高麻风树生物柴油的氧化稳定性。
实施例6
大豆生物柴油中未添加任何抗氧化剂时的氧化诱导时间为2.15h；在大豆生物柴油中加入1000mg/L的生姜提取物，并在60℃下搅拌溶解，直至抗氧化剂全部溶解，得到澄清透明的油样。按照NB/SH/T 0825-2010中的方法，测定样品在110℃的氧化诱导时间为15.42h。
由上可见，大豆生物柴油的氧化诱导时间由空白样2.15h上升到15.42h，所以按照实施例6添加的抗氧化剂，可以大大提高大豆生物柴油的氧化稳定性。
以上所述仅为本发明较佳实例而已，并不能用以限定本发明，在不超出所附权利要求保护的范围和其法律效果的前提下，实施例中所述元素的设置均可作不同的变换。

Claims (6)

1.一种天然生物柴油抗氧化剂，其特征在于：所述天然生物柴油抗氧化剂的主要成分为生姜提取物，所述生姜提取物的主要活性成分为姜油树脂，当中则含有较多的姜辣素成分，分为姜酮类、姜酚类、姜烯酚类等不同类型。
2.该抗氧化剂的制备使用溶剂浸提法，其特征在于由以下步骤组成：
（1）将姜去除霉烂部分，清洗、沥水、用刀切成一定厚度的薄片，在室温下晾晒一周，在干热灭菌器内烘干剩余水分，用万能高速粉碎机把烘干的姜片粉碎；
（2）将步骤（1）中的生姜粉置于乙醇溶剂中，充分搅匀，在室温下缓慢摇动，使其充分混合；
（3）将步骤（2）中得到的混合物用离心机离心一段时间，用滤纸过滤后，得到上清液，后用旋转蒸发仪将剩余酒精蒸发掉，得到含生姜提取物的抗氧化剂。
3.根据权利要求2所述一种天然生物柴油抗氧化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，选用70-100%的乙醇溶剂。
4.根据权利要求2所述一种天然生物柴油抗氧化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，生姜粉与乙醇溶剂的料液比为1:90-100。
5.如权利要求2所述生姜提取物制备方法所得到的生姜提取物在生物柴油中的应用。
6.根据权利要求5所述的生物柴油，其特征在于：所述生物柴油是指以动植物油脂为原料油和低级醇通过酯交换反应制成的混合脂肪酸酯。
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