基本信息
- 项目名称：
- 非粮植物种子油脂测定与分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品测定了来自湖南湘潭、浏阳、江永，城步，桑植等地的70种植物种子的含油量、理化性质（包括酸值、皂化值、碘值等）及脂肪酸组成并进行相关分析。最终筛选出具有重要应用前景的 39种能源植物，其中樟科、山茶科、无患子科、大戟科等科类种含油量普遍偏高，适合大范围种植。随着这些能源植物的进一步开发，它们的经济价值和社会影响将是巨大的。并为能源危机的解决提供了一种解决方案。
- 详细介绍：
- 在当今的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。然而随着经济的发展、人口的增加、人们生活水平的提高，它们终将走向枯竭。石油资源短缺及大量消耗导致生态环境不断恶化，严重威胁人类社会的可持续发展。 我国能源形势更加严峻，占世界20％人口的中国，其石油储量仅为世界的2.4%，而消费量却为世界第二。2006年石油进口依存度达47%，预计到2020年，缺口1.6-2.2亿吨/年。石油安全已经成为影响国家安全的重要因素，解决能源替代问题已成为关乎国民经济可持续发展的战略问题。因此，能源问题已经引起我国各界的高度重视，也正在掀起生物质能源研发的热潮，从植物油脂中开发生物柴油是生物质能源发展的重要方向之一。 我国约有3万种维管束植物，其中有经济价值的植物约15000种，约4000种具有能源开发价值，其中可开发为生物柴油的植物有1000种以上。另外我国拥有1.16亿公顷的荒地、滩涂、盐碱地等边际性土地发展非粮能源植物产业，这不仅可以增加农民收入，又可改善当地的生态环境。 主要创新点：系统采集了湖南省内湘潭、江永、桑植、浏阳、城步等地方的70种植物种子，对这些植物种子的油脂进行了提取与成分分析。主要的植物种子油脂进行提取与成分分析，较为系统地了解了这些植物种子油脂作为未来非粮能源来源的可能性，对国家能源战略的制定具有重要的参考价值。 推广应用前景：本作品通过对70种植物油脂进行较为系统的分析，最终筛选出具有重要应用前景的39种能源植物，其中樟科、山茶科、无患子科、大戟科等科类种含油量普遍偏高，适合大范围种植。随着这些能源植物的进一步开发，它们的经济价值和社会影响将是巨大的。并为能源危机的解决提供了一种解决方案。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：本文通过对湖南省野外主要的植物种子油脂进行提取与成分分析，较为系统地了解了这些植物种子油脂作为未来非粮能源来源的可能性，对国家能源战略的制定具有重要参考价值。 思路：对非粮植物种子油脂的分析是能源植物种植以及生物能源开发的重要的基础性工作。本文测定了来自湖南省内的70种植物种子的成分并进行相关分析所得到实验结果通过与生物柴油的相关制备标准进行对比，得到适合发展的能源植物。
科学性、先进性及独特之处
- 通过对非粮柴油能源植物和相关微生物资源的研究，掌握我国能源植物资源状况，筛选有发展前途的优良高效能源植物，进行产业化的前期研究，对于生物质能源产业发展具有极为重要的意义。 本作品的主要创新点和推广应用前景在于：通过对湖南省野外主要的植物种子油脂进行提取与成分分析，较为系统地了解了这些植物种子油脂作为未来非粮能源来源的可能性，对国家能源战略的制定具有重要的参考价值。
应用价值和现实意义
- 我国约有3万种维管束植物，其中可开发为生物柴油的植物有1000种以上。另外我国拥有1.16亿公顷的边际性土地发展非粮能源植物产业，这不仅可以增加农民收入，又可改善当地的生态环境。 本作品通过对70种非粮能源植物的研究，总结出了可供发展的39种能源植物，其中樟科等科类种含油量普遍偏高。随着这些能源植物的进一步开发，它们的经济价值将是巨大的。并为能源危机的解决提供了一种解决方案。
学术论文摘要
- 对非粮植物种子油脂的分析是能源植物种植以及生物能源开发的重要的基础性工作。本作品测定了来自湖南湘潭、浏阳、江永，城步，桑植等地的70种植物种子的含油量、理化性质（包括酸值、皂化值、碘值等）及脂肪酸组成并进行相关分析。结果表明：70种植物中，有50种植物的含油量达百分之十以上，有26种植物的含油量高达20%以上，油脂的理化性质差别较大，脂肪酸组成主要有月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈油酸、顺，11-反-十八碳二烯酸、反-9-十八碳烯酸甲脂、亚麻酸、顺-8-二十碳烯酸、棕榈酸、花生酸十种脂肪酸。其中以十六碳和十八碳的脂肪酸为主。大部分油脂的理化性质及脂肪酸组成符合生物柴油的标准，适合发展为能源植物。
获奖情况
- 该作品于2011年3月荣获第四届“挑战杯”湖南科技大学大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
鉴定结果
- 本作品通过对70种植物油脂进行较为系统的分析，最终筛选出具有重要应用前景的39种能源植物随着这些能源植物的进一步开发，它们的经济价值和社会影响将是巨大的。并为能源危机的解决提供了一种解决方案。
参考文献
- [1]刘光斌,刘苑秋,黄长干,杜天真,胡东南,黄忠,邱自兵,李百建,单替.5种野生木本植物油性质及其制备生物柴油的研究[J].江西农业大学学报,2010.32(2):0339-0344. [2]朱万泽,范建荣,彭建国杨洪斌,杨本年,何明波. 四川省油橄榄引种品种果实含油率及其脂肪酸分析[J].林业科学,2010,46(8):92-100. [3]巫淼鑫,邬国英,韩瑛,张培娣.6种食用植物油及其生物柴油中脂肪酸成分的比较研究[J].中国油脂,2003,28(12):65-67. [4]吴小娟,李红冰等. 山茶和油茶种子中脂肪酸的分析[J].大连大学学报.2006,27(4):56-58. [5]黄忠水,纪威李淑艳,何义团,鄂卓茂.国外生物柴油[6]徐桂传,梁新等. 利用气相色谱分析生物柴油中脂肪酸甲酯含量研究[J].安徽农业科学,2008,36(28):12090-12091. [7]林铎清,邢福武.中国非粮生物柴油能源植物资源的初步评价[J].中国油脂,2009,34(11):1-4.
同类课题研究水平概述
- 能源是经济发展和人们日常生活不可缺少的基础。在当今的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。然而随着经济的发展、人口的增加、社会生活的提高，它们终将走向枯竭。石油资源短缺及大量消耗导致生态环境不断恶化，严重威胁人类社会的可持续发展。我国油气等矿产资源严重短缺，后备资源储备不足，资源利用效率低下，已成为国民经济健康发展的重大瓶颈。 由于生物能源是清洁的可再生能源，因此成为各国科学家研究的首选。但目前生物能源的原料主要是粮食。然而以粮食为基础的生物能源发展已有威胁粮食安全的发展倾向。因此，重点研究与开发非粮食生物液体燃料，做到不与粮争地，不与民争粮，合理利用劣质土地种植能源作物和植物。利用非粮柴油能源植物生产生物质能源是最积极和最重要的手段，是实现人类自我能量供给的重要基础。 自从1986年，诺贝尔奖获得者，美国加州大学的化学家卡尔文建立了“能源林场”以后，世界各国先后栽培了多种非粮生物能源植物，而且还有很多国家建立了各种生物能源基地，如：“石油植物园”、“能源农场”、“能园林”等。 当前生物柴油的研究已是世界科研的焦点，世界各国纷纷根据本国国情选择合适的油脂原料生产生物柴油，大多采用植物油脂制取生物柴油。油脂微生物具有资源丰富、油脂含量高、生长周期短、碳源利用谱广、不受气候限制等特点，易于实现大规模生产。 我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一，我国种子子植物的种类居世界第三位。但是我国非粮能源植物的起步开发较晚，与西方发达国家相比还是有较大的差距。当前我国的研究主要集中在少数非粮能源植物成分的研究、品种选育、栽培，而对应用性的研究仍较少。 我国对以麻疯树为原料制备生物能源的研究已经取得了较大进展。同时在甜高粱研究与新品种选育这一领域我国居世界领先水平。我国虽然有丰富的草本非粮能源植物资源，但我国对生产纤维素类为目的的非粮能源植物的研究几乎没有。仍有一些能源植物种类和数量等资源情况尚不完全清楚。能源植物良种筛选和高效培养技术尚未开展研究。生物柴油的生产和利用也刚刚起步，其提制技术有待于进一步深入研究。因此，加大对其他能源植物的开发力度具有重要的意义。
