本发明专利技术公开了一种油脂改性的方法及其应用。该方法使用臭氧对油脂进行改性。该方法仅通过一步反应制备得到油脂改性材料,简单、高效,易于实现;无需使用任何溶剂或其他添加剂,同时利用废弃油脂进行改性,其降解产物为植物营养素,以及臭氧用量小,且臭氧是清洁可再生资源,该方法在常温、常压下均可实现,无需用到昂贵的设备且设备使用少,因此有利于成本控制且不会造成新的环境污染,适于大规模绿色环保生产;由该方法制备得到的油脂改性材料应用于缓释肥或控释肥在24h内的初期养分释放量小于15%,符合缓释肥或控释肥的包膜材料的标准。
【技术实现步骤摘要】
一种油脂改性的方法及其应用
本专利技术涉及材料改性
,尤其涉及一种油脂改性的方法及其应用。
技术介绍
废弃油脂简称废油,为餐饮业或食品加工业的废弃物,废弃油脂如果直接排入下水道,流进河流、湖塘,每千克废弃油脂将会造成1.5万平方米水面的污染。目前在我国,尽管以废弃油脂为原料制备生物柴油技术上可行,但制备工艺复杂,成本输出较大,企业基本无兴趣,因而造成大量废弃油脂的浪费。化肥的施用容易带来利用率低,且土壤板结,通透性低,地表径流加大,大量养分流失,水体富营养化等问题,既浪费资源,又污染环境。而缓释肥,其因可以减少化肥与外界的直接接触,控制水溶性化肥的养分释放速率、延长肥效期、提高化肥利用率、从而减轻施肥对环境的污染得到极大的推广,缓释肥的上述特性主要取决于其包膜材料。目前,工业生产缓释肥,主要采用合成的高分子聚合物为包膜材料,过程中采用流化床涂布法,需使用大量的溶剂,价格高、工艺复杂、既存在安全问题、还存在环境污染问题,因而制约了缓释肥的发展。以废弃油脂为原料制备缓释肥包膜材料,成本低,环境友好,也为废弃油脂找到一条新的资源化利用途径。CN106518276A公开了利用改性沼渣和改性餐饮废油制备控释肥包膜材料,其中利用碘单质进行催化制备得到改性餐饮废油;CN105837304A公开了利用环氧化剂改性酱渣废油得到缓释肥包膜材料;CN103755866A公开了利用地沟油、丙烯酸羟基酯、催化剂、阻聚剂、交联剂制备得到缓(控)释肥的包膜材料;陈迪等[1]采用废弃油脂为包膜剂A,多元醇、有机硅、二甘醇、二甲苯等添加剂混合物为包膜剂B,以大颗粒尿素为核心,利用滚动流化床包膜技术,制备了缓释肥;毛小云等[2]利用醇解潲水油法制备得到改性废弃油脂,并以改性废弃油脂与多聚异氰酸酯预聚体作为液体粘结剂,与无机矿物反应成膜制备尿素缓释肥,但多聚异氰酸酯价格较高,不利于成本控制,另外,上述研究虽为废弃油脂用于缓(控)释肥的包膜材料奠定了基础,但上述对废弃油脂的改性普遍存在步骤繁琐,条件苛刻,且使用大量溶剂及添加剂,不仅造成改性成本过高也对环境造成新的污染。因而,提供一种简单、高效、成本低廉、不污染环境的改性方法对于废弃油脂的循环再利用具有重要的现实意义。臭氧不仅是强氧化剂,而且是一种清洁可再生能源,目前,臭氧多用于抑制微生物增长,净化水环境[3,4],漂白纸浆,杀菌储藏[5]保鲜等方面,但未见用于包膜肥中。可利用臭氧的强氧化作用对油废弃油脂进行氧化改性,制备包膜材料,使其应用于包膜肥领域中,不仅可降低包膜肥的成本,而且可为废弃油脂开辟新的经济价值,使其物尽其用。参考文献:[1]陈迪,邓祖丽颖,张文辉等.地沟油生产包膜缓(控)释肥的工艺研究.应用化工.2016,45(1):52-59.[2]毛小云,莫莉萍,谷文祥等.潲水油醇解制备固液反应型包膜控释肥膜材的方法及膜控释性能.华中农业大学学报.2010,29(6):704-709.[3]柯武,梁大山,史雅楠.金属氧化物催化臭氧氧化在水处理中的研究进展[J].四川水泥.2015(5):181.[4]刘发强,王鹏,赵瑛等.采用臭氧/活性炭催化氧化法净化含腈废水[J].石化技术与应用.2005,23(6):474-476.[5]黄永军,周建新,沈新春.臭氧处理对小麦胚微生物和理化品质的影响[J].粮食与油脂.2016(08):50-52.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种油脂改性的方法及其应用。本专利技术利用臭氧与油脂中的C=C双键发生加成反应,生成初级臭氧化物,初级臭氧化物不稳定,分解产生羰基化合物和羰基氧化物,羰基氧化物加成于羰基化合物上,生成臭氧化物,反应机理如下(Criegee反应原理):具体而言,本专利技术的目的之一在于提供一种油脂改性的方法,其包括使用臭氧对油脂进行改性的步骤;并且,所述油脂的酸值范围为4~90mgKOH/g。优选地,上述油脂的酸值范围为10~80mgKOH/g;更优选为20~70mgKOH/g。本专利技术对于臭氧的来源没有特殊限制,常用的有空气源臭氧机或氧气源臭氧机。当选择空气源臭氧机时,优选地,臭氧量和油脂的体积比为:0.1~0.8g/mL,臭氧通入的时间为2.5~14h。优选地,臭氧量和油脂的体积比为0.2~0.7g/mL,臭氧通入的时间为4~12h。更优选地,臭氧量和油脂的体积比为:0.2~0.6g/mL,臭氧通入的时间为4~10h。当选择氧气源臭氧机时,优选地,臭氧量和油脂的体积比为:0.05~0.5g/mL,臭氧通入的时间为1~8h。优选地,臭氧量和油脂的体积比为:0.05~0.4g/mL,臭氧通入的时间为1~6h。更优选地,臭氧量和油脂的体积比为:0.1~0.3g/mL,臭氧通入的时间为1~4h。优选地,臭氧对油脂的改性温度为0~40℃,例如可以是0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃。优选地,上述油脂为含有C=C官能团的油脂。值得注意的是:本专利技术的含有C=C官能团的油脂可以是任意的油脂,如单一动物油或植物油或其混合,植物油包括花生油、菜籽油、豆油、蓖麻油、亚麻油、米糠油、玉米油、橄榄油、桐油等;动物油包括猪油、牛油、羊油、鱼油等。优选地,如果必要,还包括对上述油脂在真空条件下进行加热以除去过量的水分的步骤。优选地,上述油脂中含有的水的质量百分数不超过5%。优选地,上述油脂选自废弃油脂。优选地,如果必要,还包括对废弃油脂进行前处理,以除去砂、石、树枝、菜、饭粒等固体颗粒杂质,或在真空条件下加热以除去过量的水分的步骤,使得废弃油脂含有的水的质量百分数不超过5%。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制备得到的油脂改性材料作为包膜材料的应用。优选地,该油脂改性材料作为包膜材料制备缓释肥或控释肥。本专利技术同时还提供了一种缓释肥或控释肥,该缓释肥或控释肥中包括位于肥料外层的包膜材料,该包膜材料为上述油脂改性的方法制备得到的油脂改性材料。优选地,上述缓释肥或控释肥的外层包括多个由油脂改性材料组成的层及位于层间的加固物质。优选地,上述加固物质选自硫磺、沼渣粉、磷酸盐、硅酸盐、生物炭、秸秆粉、竹炭、矿物粉、沸石粉、膨润土高表面活性矿物、复合硅酸盐中的至少一种。优选地,上述缓释肥或控释肥中的油脂改性材料:肥料:加固物质的质量比为(0.4~1.2):10:(3.3~4.1)。更优选地,上述缓释肥或控释肥中的油脂改性材料:肥料:加固物质的质量比为(0.5~1):10:(3.4~4.0)。优选地,上述肥料选自氮肥、磷肥、钾肥或微量元素肥料中的至少一种,例如尿素、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、氯化钾、硝酸钾、硼肥、铜肥、钼肥等。优选地,上述缓释肥或控释肥中肥料的含氮量为30%以上。优选地,上述肥料是颗粒的形式。优选地,颗粒的粒径为1.5~4.75mm。更优选地,上述颗粒的粒径为2~4.75mm。优选地,上述缓释肥或控释肥通过如下方法制备得到:将油脂改性材料黏附于肥料颗粒表面,使得油脂改性材料在运动的肥料颗粒表面进行包覆,固化,得到缓释肥或控释肥。更优选地,上述缓释肥或控释肥通过如下步骤制备得到:1)将油脂改性材料黏附于肥料颗粒表面,使油脂改性材料在运动的肥料颗粒表面进行包覆;2)加入加固物质,使其均匀包覆于油脂改性材料表面,形成第一层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油脂改性的方法,其特征在于:使用臭氧对所述油脂进行改性;并且,所述油脂的酸值范围为4~90mg KOH/g。
【技术特征摘要】
1.一种油脂改性的方法,其特征在于:使用臭氧对所述油脂进行改性;并且,所述油脂的酸值范围为4~90mgKOH/g。2.根据权利要求1所述的油脂改性的方法,其特征在于:所述臭氧对所述油脂的改性温度为0~40℃。3.根据权利要求1所述的油脂改性的方法,其特征在于:所述油脂中含有的水的质量百分数不超过5%。4.根据权利要求1~3任意一项所述的油脂改性的方法,其特征在于:所述油脂为含有C=C官能团的油脂;优选地,所述油脂选自废弃油脂。5.权利要求1~4任意一项所述的方法制备得到的油脂改性材料作为包膜材料的应用。6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于:所述油脂改性材料作为包膜材料制备缓释肥或控释肥。7.一种缓释肥或控释肥,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:阎杰,魏静,林海琳,冯晓萌,詹琪琪,谭春远,
申请(专利权)人:仲恺农业工程学院,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。