3 / 14
Макрокинетическая трансформация природных липидов для получения моторного топлива
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 5
97
С
22:2
0,4 и 0,2; С
22:6 n3
0,2 и 0,1. Содержание жира 92 и 94 %. Массовая доля сво-
бодных жирных кислот в липидной части сырья была на уровне 1,2 и 1,7 %.
Состав жирных кислот анализировали на газовом хроматографе 7890А
с масс-селективным детектором
5975C VLMSD Agilent Technologies
(USA) на
капиллярной колонке
HP-Innowax
30 м ×
0,32 мм ×
0,5 мкм
или
HP-5MS
30 м × 0,25 мм × 0,25 мкм в обычных условиях [4, 9]. Для расчета содержания
изомеров использовали автоматическую базу поиска и идентификацию данных
хроматомасс-спектрометрии
NIST08 MS Library
c вероятностью соотнесения
пиков более 65 %. Анализ состава смеси липидов проводили методом тонкослой-
ной хроматографии в системе растворителей гексан–эфир–уксусная кислота 7:3:1.
Расположение классов липидов (TG — триацилглицериды; DG — диацилглице-
риды; MG — моноацилглицериды; СЖК — свободные жирные кислоты;
GL — глицерин) составляло: R
f
TG — 0,9; R
f
DG — 0,45; R
f
MG — 0,15; R
f
СЖК —
0,7 по условиям [8, 9].
Величину выхода эфиров жирных кислот определяли через 1…6 ч гидроли-
за. При исследовании кинетики реакцию трансэтерификации проводили в ре-
жимах, обеспечивающих кинетическую область протекания реакции за счет ин-
тенсивного перемешивания. Энергию активации процесса гидролиза определя-
ли по уравнению Аррениуса:
0
exp – / (
,)
k k
E RT
где
k
0
—
предэкспоненциальный множитель;
E —
энергия активации;
R —
газо-
вая постоянная;
Т
— абсолютная температура. Кинетический расчет кривых
осуществляли с применением методов математической статистики в соответ-
ствии с описанными ранее подходами [8, 16].
В работе были использованы следующие реактивы: метанол; этанол абсолю-
тированный (99,8 %); гидроксид калия; оксид кальция; макропористый анионит
на основе сополимера стирола с дивинилбензолом в ОН-форме; серная кислота.
Влияние температуры на превращение ацилглицеридов изучали с использова-
нием добавки 1 % по массе катализатора, в качестве которого применяли CaO,
КОН и анионит АМ-п в ОН форме и H
2
SO
4
. Молярное соотношение спирта и
обрабатываемого сырья составляло от 2:1 до 4:1. Диапазон значений температу-
ры в эксперименте варьировался в пределах 40…70
С. Количественный состав
основных эфиров жирных кислот полученного биодизеля по данным газовой
хроматографии, %: С
14:0
3,6; C
16:0
26,8; C
16:1
3,5; C
18:0
18,1; C
18:1
46,2; C
18:2
8,1. Сумма
насыщенных этиловых эфиров — 48,5 %, ненасыщенных — 51,5 %.
Физико-химические свойства полученных образцов алкиловых эфиров
определяли по стандартным методикам [17, 18].
Обсуждение результатов.
Развитие реакции трансэтерификации идет трех-
ступенчато с промежуточным образованием диглицеридов и моноглицеридов и
последующим образованием 1 моль глицерина и 3 моль эфиров жирных кислот
[18–20].