13 微波辅助酸化油酯化的统计建模/优化和过程强化

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这篇由山东理工大学等的研究学者完成，讨论微波辅助酸化油酯化的统计建模/优化和过程强化的论文，发表在一区重要期刊《Energy Conversion and Management》，影响因子：6.377。

近年来，微波化学仪器用于材料合成的研究工作已经成为科学研究的热门方向，受到广大学者的极大关注！

摘要

采用响应面法(RSM)和人工神经网络(ANN)对微波辐射下酸化油与乙醇的酯化反应进行了建模和优化。用RSM的Box-Behnken设计(BBD)和人工神经网络的多层感知器(MLP)评价了乙醇与酸化油的质量比、催化剂的负载量、微波功率和反应时间对反应的影响。

结果表明，催化剂负载量为5.85g，乙醇与酸化油的质量比为0.35(20.0g酸化油)，微波功率328 W，反应时间98.0 min，游离脂肪酸转化率为78.57%。两种模型均与实验数据吻合较好，但基于统计分析的人工神经网络比RSM具有更好的预测精度。

此外，在优化的条件下，研究了膜气相渗透和分子筛脱水对酯化反应的促进作用。

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结论

在本研究中，微波辅助酯化反应酸化用RSM和ANN对石油进行了评价和建模。性能以及基于BBD矩阵的RSM的预测能力,在统计学上对ANN进行了比较。基于RMSE的值,R2、AAD和SSE，这两种模型都能够预测实验数据，但ANN优于BBD。此外，使用管式NAA沸石膜和球形分子筛4％，在RSM优化条件下选择性和连续地除去水。这两种脱水方法得到了改进FFAs转化率约为20.0％。因此,膜在微波辐射下，VP和原位分子筛脱水是可行的和有效的。

祥鹄仪器在本论文中的使用过程

采用微波反应器(XH-200A，北京祥鹄科技发展有限公司)为微波辐射源，将能量直接输送到反应物上。该系统由磁力搅拌器、回流式冷凝器、空冷凝器和红外测温仪组成。搅拌速率为480 rpm[31]。一个三颈瓶(250毫升)安装了风冷冷凝器和温度传感器.考虑到电磁管的安全性，在反应器中安放了100 ml的水烧杯，以便在每次实验中吸收多余的微波辐射。