13 微波輔助酸化油酯化的統(tǒng)計(jì)建模/優(yōu)化和過程強(qiáng)化

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這篇由山東理工大學(xué)等的研究學(xué)者完成，討論微波輔助酸化油酯化的統(tǒng)計(jì)建模/優(yōu)化和過程強(qiáng)化的論文，發(fā)表在一區(qū)重要期刊《Energy Conversion and Management》，影響因子：6.377。

近年來，微波化學(xué)儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學(xué)研究的熱門方向，受到廣大學(xué)者的極大關(guān)注！

摘要

采用響應(yīng)面法(RSM)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)對微波輻射下酸化油與乙醇的酯化反應(yīng)進(jìn)行了建模和優(yōu)化。用RSM的Box-Behnken設(shè)計(jì)(BBD)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層感知器(MLP)評價了乙醇與酸化油的質(zhì)量比、催化劑的負(fù)載量、微波功率和反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響。

結(jié)果表明，催化劑負(fù)載量為5.85g，乙醇與酸化油的質(zhì)量比為0.35(20.0g酸化油)，微波功率328 W，反應(yīng)時間98.0 min，游離脂肪酸轉(zhuǎn)化率為78.57%。兩種模型均與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，但基于統(tǒng)計(jì)分析的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比RSM具有更好的預(yù)測精度。

此外，在優(yōu)化的條件下，研究了膜氣相滲透和分子篩脫水對酯化反應(yīng)的促進(jìn)作用。

詳情

結(jié)論

在本研究中，微波輔助酯化反應(yīng)酸化用RSM和ANN對石油進(jìn)行了評價和建模。性能以及基于BBD矩陣的RSM的預(yù)測能力,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上對ANN進(jìn)行了比較。基于RMSE的值,R2、AAD和SSE，這兩種模型都能夠預(yù)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但ANN優(yōu)于BBD。此外，使用管式NAA沸石膜和球形分子篩4％，在RSM優(yōu)化條件下選擇性和連續(xù)地除去水。這兩種脫水方法得到了改進(jìn)FFAs轉(zhuǎn)化率約為20.0％。因此,膜在微波輻射下，VP和原位分子篩脫水是可行的和有效的。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

采用微波反應(yīng)器(XH-200A，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)為微波輻射源，將能量直接輸送到反應(yīng)物上。該系統(tǒng)由磁力攪拌器、回流式冷凝器、空冷凝器和紅外測溫儀組成。攪拌速率為480 rpm[31]。一個三頸瓶(250毫升)安裝了風(fēng)冷冷凝器和溫度傳感器.考慮到電磁管的安全性，在反應(yīng)器中安放了100 ml的水燒杯，以便在每次實(shí)驗(yàn)中吸收多余的微波輻射。