生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法技术

本发明专利技术公开了一种生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法，采用近红外光谱分析仪测定生物柴油生产过程中的游离甘油，利用甘油的极性基团——羟基‑OH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游离甘油测量模型，再经近红外检测后由游离甘油测量分析模型软件计算出被测样品的游离甘油含量。本发明专利技术的特点一是分析速度快、省时高效；二是样品无需前处理，因而不破坏样品、不污染环境；三是定量偏差绝对值小于±0.0005％，重现性好、准确度高；四是使用的仪器通用性强、操作技术要求低，且在完成一次性建模以后即可供以后的生物柴油生产过程中游离甘油含量的检测分析提供选择。

Rapid Analysis of Free Glycerol Content in Biodiesel Production

【技术实现步骤摘要】
生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法
本专利技术涉及生物柴油质量指标分析，具体涉及生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法。
技术介绍
生物柴油既环保又可再生，同时缓解了能源与环境两大难题，对于地球生存环境保护与能源可持续利用具有十分重要意义。生物柴油中游离甘油含量是生物柴油产品质量的重要指标之一，游离甘油含量高低将直接影响柴油品质和使用性能[1]：其一，生物柴油中游离甘油含量偏高会使与之接触的橡塑部件出现降解情况，不利于产品的使用；其二，游离甘油超标会使发动机缸内积碳严重；其三，油品储罐底部沉积较多游离甘油时，会吸附一些极性物质，导致油品的机械杂质超标。国家标准GB25199-2017《B5柴油》中附录C:BD100生物柴油与欧盟标准《EN14214:2012》都明确规定了游离甘油含量不大于0.02％，国家标准GB/T22328-2008《动植物油脂1-单甘脂和游离甘油含量的测定》是目前行业普遍采用的检测方法。传统的甘油测定方法有物理法、化学法、酶法和色谱法等[2]-[4]。化学法存在测定甘油含量操作繁琐、耗时长的缺陷；酶法的问题是使用的试剂较为昂贵；色谱法存在操作麻烦、成本高的不足。生物柴油实际生产中受各种因素的影响，游离甘油等指标会发生波动，传统的甘油测定法检测耗时长，具有滞后性，不利于对实际生产过程的实时监控；加之生物柴油成分较复杂，游离甘油的定性和定量会受到甘油酯的干扰，在实际生产过程中有必要提高对它的检测频率。因此，寻找一种重复性好、操作简便、准确高效的快速分析方法，对于生物柴油生产过程质量控制有着重要意义。参考文献：[1]黄庆德，黄凤洪，郭萍梅。生物柴油生产技术及其开发意义[J].粮食与油脂，2002,(9):8-10.[2]彭立凤，赵汝琪，谭天伟。微生物脂肪酶的应用[J].食品与发酵工业，2000,(26)3:68-73.[3]徐秀丽，成立军，刘伦。分光光度法测定甘油合剂中甘油的含量[J].秦山医学院学报，2002,3(23):247-248.[4]申书昌，王文波。气相色谱法测定工业甘油含量[J].齐齐哈尔轻工学院学报，1994,4(10):84-88.
技术实现思路
本专利技术旨在寻找一种重现性好、操作简便快速、准确高效的生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法。为实现以上目的，本专利技术生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法采用近红外光谱分析仪作为测量仪器测定生物柴油生产过程中的游离甘油，利用甘油的极性基团——羟基-OH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游离甘油测量模型，再经近红外检测后由游离甘油测量分析模型软件计算出被测样品的游离甘油含量；所述游离甘油测量模型的制作是根据北京聚光世达科技有限公司提供的《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册“模型管理”部分进行的，具体过程为：登录并进入“模型管理”界面，选中“样品集管理”的一级目录，然后点击鼠标右键，选择“添加样本集组”菜单弹出新样本集组界面，选中“样本集”二级目录，右键添加新样品集并进入编辑界面，点击编辑菜单后选择“添加光谱”并点击“浏览”导入所需的、日常已收集准备好的谱图并确定完成，在“模型集”的子目录中选择“启发式建模”，并做以下五步操作：一是输入包括模型名称、模型ID、模型版本和模型描述的模型属性信息，二是导入建模样品集和验证集，三是进行启发式建模的参数配置，四是选择建模方法，选择偏最小二乘法回归分析的校正方法，五是进行偏最小二乘方法建模的计算及模型的存储，即完成游离甘油测量模型的制作，供以后的生物柴油生产过程中游离甘油含量的检测分析提供选择；该检测分析的具体操作步骤如下：第一步：在生物柴油生产过程中取得生物柴油样品作为待测样品；第二步：将待测样品装入石英比色皿中，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“游离甘油测量模型”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描，样品池设定的样品测定温度为40℃，经近红外检测后由计算机的游离甘油测量分析模型软件自动计算出生物柴油样品中的游离甘油含量；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。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；龙岩卓越新能源股份有限公司于2015年1月购置此仪器。上述的模型制作过程参照《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册“模型管理”部分。上述游离甘油测量分析软件模型计算是利用国家标准GB/T22328-2008《动植物油脂1-单甘脂和游离甘油含量的测定》的国标化学计量学分析方法对生物柴油的近红外光谱二维数据进行统计学分析，并建立的生物柴油游离甘油数学检测计算模型。本专利技术生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法具有以下技术特点和有益效果：1.本专利技术分析速度快、省时高效，完成一次测试分析操作只需要3-5分钟，比现有技术中普遍采用的气象色谱仪检测游离甘油含量需要约一个小时的时间快12-20倍，对生产过程的实时控制意义重大；2.样品无需进行前处理，取样冷却后可直接进行检测，因而不破坏样品、不污染环境；3.本专利技术方法定量偏差绝对值小于±0.0005％，重现性好、准确度高；4.本专利技术使用的仪器通用性强、操作技术要求低，且在完成一次性建模以后即可供以后的生物柴油生产过程中游离甘油含量的检测分析提供选择。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法做进一步的详细说明。本专利技术生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法以近红外光谱分析仪作为测量仪器，快速测定生物柴油生产过程中的游离甘油，利用甘油的极性基团羟基-OH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，经近红外检测后由计算机自动计算生物柴油样品的游离甘油，从而间接确定被测样品的游离甘油。首先制作游离甘油测量模型：根据《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册之“模型管理”部分，具体过程为：登录并进入“模型管理”界面，选中“样品集管理”的一级目录，然后点击鼠标右键，选择“添加样本集组”菜单弹出新样本集组界面，选中“样本集”二级目录，右键添加新样品集并进入编辑界面，点击编辑菜单后选择“添加光谱”并点击“浏览”导入所需的、日常已收集准备好的谱图并确定完成，在“模型集”的子目录中选择“启发式建模”，并做以下五步操作：一是输入包括模型名称、模型ID、模型版本和模型描述的模型属性信息，二是导入建模样品集和验证集，三是进行启发式建模的参数配置，四是选择建模方法，选择偏最小二乘法回归分析(PLS1)的校正方法，五是进行偏最小二乘方法建模的计算及模型的存储，完成游离甘油测量模型的制作供以后的生物柴油生产过程中游离甘油含量的检测分析提供选择；再进行以下操作：开启近红外光谱分析仪主机电源开关和电脑开关，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，在选择相应的测量模型后再按以下步骤操作：第一步：在生产过程中取得的生物柴油样作为待测样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法，其特征是：采用近红外光谱分析仪作为测量仪器测定生物柴油生产过程中的游离甘油，利用甘油的极性基团——羟基‑OH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游离甘油测量模型，再经近红外检测后由游离甘油测量分析模型软件计算出被测样品的游离甘油含量；所述游离甘油测量模型的制作是根据北京聚光世达科技有限公司提供的《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册“模型管理”部分进行的，具体过程为：登录并进入“模型管理”界面，选中“样品集管理”的一级目录，然后点击鼠标右键，选择“添加样本集组”菜单弹出新样本集组界面，选中“样本集”二级目录，右键添加新样品集并进入编辑界面，点击编辑菜单后选择“添加光谱”并点击“浏览”导入所需的、日常已收集准备好的谱图并确定完成，在“模型集”的子目录中选择“启发式建模”，并做以下五步操作：一是输入包括模型名称、模型ID、模型版本和模型描述的模型属性信息，二是导入建模样品集和验证集，三是进行启发式建模的参数配置，四是选择建模方法，选择偏最小二乘法回归分析的校正方法，五是进行偏最小二乘方法建模的计算及模型的存储，即完成游离甘油测量模型的制作，供以后的生物柴油生产过程中游离甘油含量的检测分析提供选择；该检测分析的具体操作步骤如下：第一步：在生物柴油生产过程中取得生物柴油样品作为待测样品；第二步：将待测样品装入石英比色皿中，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“游离甘油测量模型”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描，样品池设定的样品测定温度为40℃，经近红外检测后由计算机的游离甘油测量分析模型软件自动计算出生物柴油样品中的游离甘油含量；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。...

【技术特征摘要】
1.一种生物柴油生产过程中游离甘油含量的快速分析方法，其特征是：采用近红外光谱分析仪作为测量仪器测定生物柴油生产过程中的游离甘油，利用甘油的极性基团——羟基-OH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游离甘油测量模型，再经近红外检测后由游离甘油测量分析模型软件计算出被测样品的游离甘油含量；所述游离甘油测量模型的制作是根据北京聚光世达科技有限公司提供的《聚光世达近红外分析仪测量分析软件》用户手册“模型管理”部分进行的，具体过程为：登录并进入“模型管理”界面，选中“样品集管理”的一级目录，然后点击鼠标右键，选择“添加样本集组”菜单弹出新样本集组界面，选中“样本集”二级目录，右键添加新样品集并进入编辑界面，点击编辑菜单后选择“添加光谱”并点击“浏览”导入所需的、日常已收集准备好的谱图并确定完成，在“模型集”的子目录中选择“启发式建模”，并做以下五...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶活动，林真庆，曾庆平，陈文敏，
申请(专利权)人：龙岩卓越新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35