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微生物油脂型润滑油基础油的制备及相关油脂摩擦学性能的初步探索研究

作　者: 李凡正
导　师: 高新蕾
学　校: 武汉工业学院
专　业: 生物化工
关键词: 微生物油脂 润滑油基础油 Schiff碱铜配合物 摩擦学性能
分类号: TE666
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文研究了一种新型的绿色润滑油的制备,并对其相关油脂的摩擦学性能进行了研究。首先通过发酵获得微生物油,然后采用酯交换方法对微生物油进行化学改性。以改性微生物油为基础油,利用微乳法在其中合成和分散润滑油添加剂Schiff碱铜配合物,研究了一种新型的绿色润滑油。在制备微生物油脂的过程中,首先以亚罗解脂酵母、圆红冬孢酵母、短刺小颗银汉霉和深黄被孢霉为出发菌株,以葡萄糖为碳源,通过发酵培养合成微生物油脂。通过比较,最后选用干菌含油量最高的深黄被孢霉为出发菌株,来大量生产微生物油脂。为此,提出了一种真菌油脂含量快速测定方法,这种方法是将湿菌体经微波预处理后,直接皂化生成甘油,然后将甘油直接转化为三乙酸甘油酯,用气相色谱法分析生成的三乙酸甘油酯以检测菌体中油脂的含量。试验结果表明,所建立的真菌油脂含量快速测定方法的精密度、准确度及可靠性良好,该方法的回收率范围为97.99%-104.96%。在这种检测方法中,菌体经微波预处理后,菌体中油脂提取率得到显著提高,扫描电镜分析也证明了微波预处理的显著效果;而且微波的强度为420W、微波处理时间2min,140W微波强化皂化时间为4min较好,甘油酯化时间为10min为宜。为降低原料成本和提高原料利用率,本文对微生物油脂的发酵工艺的优化进行了研究。试验结果表明了菜籽粕培养基发酵产油的可行性以及二步法发酵(菌种在种子培养基中扩增后再放到产油培养基中发酵)的产油情况明显优于一步法发酵(菌体不经扩增直接在产油培养基中发酵),同时,发酵产油时间控制在5d,产油培养基碳氮比控制在86:1,可以获得最高干菌含油量。为提高微生物油脂的提取效率并为合成基础油提供原料,对经过微波处理后甲醇萃取所得的油脂的过程进行了研究,提出了一种新型微生物油脂提取方法。结果表明,甲酯提取率最高的条件为:固液比1:5,温度50℃,KOH-甲醇浓度2.5%,时间为2h。最后利用酯交换对微生物油进行改性,并借助微乳法,制备了均匀与分散含Schiff碱铜配合物的改性微生物油,并对其类似油脂的摩擦学性能进行了初步探索研究,表明该类型的油脂经过改性后,能明显改善其摩擦学性能,进一步印证微生物油脂作为润滑基础油的可行性。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-19
  1.1 前言  11
  1.2 润滑油基础油  11-15
    1.2.1 润滑油基础油的分类  11-14
    1.2.2 润滑油基础油现状及发展前景  14-15
  1.3 润滑油基础油的改性  15-16
    1.3.1 对基础油进行化学改性  15-16
    1.3.2 基础油中加入抗氧剂  16
  1.4 润滑油添加剂  16-18
    1.4.1 润滑油添加剂的分类  17
    1.4.2 Schiff 碱铜配合物作为润滑油添加剂  17-18
  1.5 本文的研究思路和方法  18-19
第2章 微生物油脂的制备  19-22
  2.1 引言  19-20
  2.2 材料  20-21
    2.2.1 菌种  20-21
    2.2.2 培养基  21
  2.3 菌种培养及微生物油脂的制备  21-22
    2.3.1 酵母菌合成微生物油脂  21
    2.3.2 霉菌合成微生物油脂  21-22
第3章 真菌油脂含量快速测定方法  22-36
  3.1 引言  22-23
  3.2 材料与方法  23-27
    3.2.1 材料与试剂  23-24
    3.2.2 实验方法  24-27
  3.3 结果与讨论  27-35
    3.3.1 微波破胞效果  27-28
    3.3.2 微波处理时间对破胞效果的影响  28-29
    3.3.3 微波处理功率对破胞效果的影响  29
    3.3.4 菌体质量对破胞效果的影响  29-30
    3.3.5 微波强化皂化  30-31
    3.3.6 甘油的快速酯化及气相色谱定量  31-33
    3.3.7 方法的精密度  33-34
    3.3.8 方法的回收率  34
    3.3.9 方法的可靠性分析  34-35
  3.4 结论  35-36
第4章 微生物油脂发酵条件的优化  36-43
  4.1 引言  36-37
  4.2 材料与方法  37-40
    4.2.1 材料与试剂  37-38
    4.2.2 实验方法  38-40
  4.3 结果与讨论  40-43
    4.3.1 菜籽粕的降解  40
    4.3.2 一步法和二步法发酵产油  40-41
    4.3.3 发酵时间对含油量的影响  41-42
    4.3.4 碳氮比含油量的影响  42-43
第5章 微生物油脂提取工艺的研究  43-51
  5.1 引言  43
  5.2 材料与方法  43-45
    5.2.1 材料与试剂  43
    5.2.2 产油真菌的培养和菌丝体的收集  43-44
    5.2.3 菌体含水量的测定  44
    5.2.4 干菌含油量的测定  44
    5.2.5 微生物油脂的提取  44
    5.2.6 甲酯得率的测定  44-45
    5.2.7 扫描电镜分析  45
  5.3 结果与讨论  45-51
    5.3.1 菌丝体微波处理前后的电镜分析  45-46
    5.3.2 反应时间的影响  46-47
    5.3.3 KOH-甲醇浓度的影响  47-48
    5.3.4 提取温度的影响  48
    5.3.5 固液比的影响  48
    5.3.6 正交实验优化工艺参数  48-51
第6章 微生物油脂型润滑基础油的改性及其相关油脂摩擦学性能的探索研究  51-55
  6.1 引言  51-52
  6.2 材料  52
    6.2.1 实验材料  52
    6.2.2 主要试剂  52
    6.2.3 主要仪器  52
  6.3 试验方法  52-53
    6.3.1 微生物油脂的改性  52-53
    6.3.2 微乳区的选择  53
    6.3.3 Schiff 碱铜配合物的制备  53
  6.4 分析与讨论  53-55
    6.4.1 微乳区的选择  53-54
    6.4.2 改性微生物油类似油脂的摩擦学性能的探索研究  54-55
第7章 结论、创新和展望  55-58
  7.1 结论  55-56
  7.2 创新点  56
  7.3 展望  56-58
参考文献  58-64
致谢  64-65
攻读学位期间的研究成果  65

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 人造石油 > 合成润滑油
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