CN109164061A - 生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法，它利用油脂中游离脂肪酸含氢基团COO－H振动的倍频和合频吸收产生光谱图，以偏最小二乘回归和最佳因子数选取原则因子回归方法制作酸值测量模型，间接确定被测样品的酸值；操作步骤(1)将生产中油脂甲酯化进程样进行离心操作制得待测样品；(2)将待测样品装入石英比色皿中，用擦镜纸将比色皿透色面擦拭干净；(3)根据仪器原始状态，选定预先制定的测量模型，进行参比，再将装有待测样品的比色皿放至样品池扫谱，经近红外检测后由酸值测量分析模型软件计算样品酸值；(4)取出样品池试样并回收，清洗比色皿，经无水乙醇浸泡后晾干备用。本发明操作简单快捷、成本低廉、准确度高、适用性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物柴油(脂肪酸甲酯)酸值的测定方法，具体涉及生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法。
背景技术
酸值[1]是生物柴油产品的一个主要产品指标，是中和1克生物柴油中游离脂肪酸消耗氢氧化钾的毫克数，其值高低代表游离脂肪酸甲酯化的程度。生物柴油调和燃料(B5)[2]对酸值[3]指标提出明确的要求。
生物柴油在精细化工有着广泛的应用，尤其是做为替代非环保型增塑剂DOP的一种生物基环保型增塑剂(环氧甲酯、氯化甲酯)的原料而倍受关注，其酸值指标对增塑性能存在较大的影响。酸值做为油脂甲酯化程度的判定依据，在油脂甲酯化生产的过程中对酸值变化的监测，就显得非常的重要。国家标准GB/T264-83《石油产品酸值测定法》分析方法、GB/T 5530-2005《动植物油脂酸值和酸度的测定》化学分析方法是目前行业的通用检测分析方法。
油脂甲酯化的工业化生产中，酸值检测频率非常高，而现有的检测技术不仅检测工作量非常大，而且还要消耗大量的化学品。
因此，建立一种操作简单、成本低廉的准确判定油脂甲酯化进程的酸值测定的方法，已成为油脂甲酯化酸值检测分析中亟需攻克的研究课题，近年来近红外光谱在化工领域的应用[4]给我们提供了条件。
参考文献：
[1]《石油产品酸值测定法》[S]，GB/T 264-83。
[2]《生物柴油调和燃料(B5)》[S]，GB/T 25199-2014。
[3]《动植物油脂酸值和酸度的测定》[S]，GB/T 5530-2005。
[4]袁洪福，褚小立，陆婉珍，魏东。在线近红外光谱成套分析技术及其在石油化工中的应用[J]。石油化工，2005年第34卷增刊：51-56。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单快捷、成本低廉、准确度高、适用性好的生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法。
为实现以上目的，本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法以近红外光谱分析仪作为测量仪器，利用油脂中游离脂肪酸含氢基团COO－H振动的倍频和合频吸收产生光谱图，以偏最小二乘回归和最佳因子数选取原则因子回归方法制作酸值测量模型，间接确定被测样品的酸值；具体操作步骤如下：
第一步：将生产过程中取得的油脂甲酯化进程样进行离心操作，制得待测样品；
第二步：将待测样品装填入石英比色皿中，用擦镜纸将比色皿的透色面擦拭干净；
第三步：根据仪器原始状态，选定预先制定的测量模型，进行参比，然后将装有待测样品的比色皿放至样品池进行扫谱，经近红外检测后由酸值测量分析模型软件计算样品油脂甲酯化的酸值；
第四步：取出样品池试样，回收试样，清洗比色皿，比色皿经无水乙醇浸泡后晾干备用。
所述第一步的离心操作是在转速3000r/min的离心机中离心2分钟。
所述第三步样品池设定的样品测定温度为55℃。
上述近红外光谱分析仪型号为SupNIR-2600，配套的测量分析软件版本号为NIR.289B.R4A.003，供应商是北京聚光世达科技有限公司，属于可直接从市场购置获得的现有技术。
上述模型制作过程参照《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册(模型管理)，酸值测量分析模型软件的模型计算是利用《动植物油脂酸值和酸度的测定》的国标化学计量学分析方法对甲酯化油脂近红外光谱二维数据进行统计学分析，并建立的油脂甲酯化酸值数学检测计算模型。
本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法具有以下技术特点和有益效果：
①采用本发明可以简单、快速、低成本地测定油脂甲酯化的酸值；
②采用本发明定量下限0.005％；
③本发明采用物理法，不涉及到化学反应，不破坏样品的分子结构，不改变样品的理化性质，样品的回收率几乎达到100％。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法做进一步的详细说明，将本发明应用于近红外光谱分析仪标样选择及测量工作模型制作。
本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法以近红外光谱分析仪作为测量仪器，利用油脂中游离脂肪酸含氢基团COO－H振动的倍频和合频吸收产生光谱图，以偏最小二乘回归和最佳因子数选取原则因子回归方法制作测量模型，间接确定被测样品的酸值；具体操作步骤如下：开启近红外光谱分析仪主机电源开关、电脑开关，预热30min后进行仪器性能测试检查光路正常后即可进行实验测量，选择相应的测量模型再按以下步骤操作：
第一步：将生产过程中取得的油脂甲酯化进程样，在转速设定3000r/min的离心机中离心2分钟，制得待测样品；
第二步：将待测样品装填入石英比色皿中，用擦镜纸将比色皿的透色面擦拭干净；
第三步：根据仪器原始状态，选定预先制定的测量模型，进行“参比”，然后将装有待测样品的比色皿放至样品池进行扫谱，经近红外检测后由计算机自动计算样品油脂甲酯化的酸值；
第四步：取出样品池试样，回收试样，清洗比色皿，比色皿经无水乙醇浸泡后晾干备用。
利用上述生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法制备的酸值模型反映出预测值与真实值的线性非常相关，模型评价也说明该模型所得的预测值和真实值之间的相关性非常好，可用于精准定量分析。
下面是本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法的具体实施例：
根据本发明的操作步骤对10个油脂甲酯化进程样的样品进行分析，并采用《动植物油脂酸值和酸度的测定》法(GB/T 5530-2005)与本发明采用的近红外光谱测定法进行比对分析。其结果见表1：
表1采用本发明与国标法进行酸值检测对比分析
表1数据表明，利用本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法测定油脂甲酯化进程样的酸值，其结果与国标《动植物油脂酸值和酸度的测定》法结果基本一致，进一步验证了本发明生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法的可行性，同时也表明了本发明的重复性较好。
Claims (3)
1.一种生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法，其特征是：它以近红外光谱分析仪作为测量仪器，利用油脂中游离脂肪酸含氢基团COO－H振动的倍频和合频吸收产生光谱图，以偏最小二乘回归和最佳因子数选取原则因子回归方法制作酸值测量模型，间接确定被测样品的酸值；具体操作步骤如下：
第一步：将生产过程中取得的油脂甲酯化进程样进行离心操作，制得待测样品；
第二步：将待测样品装填入石英比色皿中，用擦镜纸将比色皿的透色面擦拭干净；
第三步：根据仪器原始状态，选定预先制定的测量模型，进行参比，然后将装有待测样品的比色皿放至样品池进行扫谱，经近红外检测后由酸值测量分析模型软件计算样品油脂甲酯化的酸值；
第四步：取出样品池试样，回收试样，清洗比色皿，比色皿经无水乙醇浸泡后晾干备用。
2.如权利要求1所述生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法，其特征是：所述第一步的离心操作是在转速3000r/min的离心机中离心2分钟。
3.如权利要求1所述生物柴油甲酯化生产过程中酸值的近红外光谱测定方法，其特征是：所述第三步样品池设定的样品测定温度为55℃。
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