一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，方法步驟如下，a.通過壓榨法對(duì)榆葉梅種子進(jìn)行壓榨；b.將溶有KOH催化劑的甲醇與榆葉梅種子油脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)；c.反應(yīng)完畢后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行分離；d.然后進(jìn)行干燥；e.過濾后得到淺黃色、澄清透明的生物柴油產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以榆葉梅種子油脂為原料制備生物柴油可使榆葉梅種子得以大規(guī)模的應(yīng)用，并提供了一種新型木本生物質(zhì)資源，可以緩解生物柴油生產(chǎn)的原料瓶頸問題，同時(shí)優(yōu)化了其工藝，使其成本最低化，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品純度高，并使榆葉梅油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油最大化。
【專利說明】一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物柴油的制備方法，尤其涉及一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來，以化石能源為主的能源供給給人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn):一方面，不斷增加的世界人口和日漸枯竭的化石能源導(dǎo)致全球能源供需矛盾日益突出，引發(fā)大量國(guó)家或地區(qū)間的武裝沖突及經(jīng)濟(jì)糾紛；同時(shí)，大規(guī)模使用化石能源引起二氧化碳等溫室氣體過度排放，導(dǎo)致海平面上升和氣候變化等一些列重大環(huán)境問題，嚴(yán)重威脅人類社會(huì)和其它地球生命的生存空間。因此，能源供給的多元化、可再生化和清潔化已成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，開發(fā)生物柴油等生物質(zhì)能源是解決全球能源危機(jī)的方向之一。生物柴油，是指利用各類動(dòng)植物油脂為原料，與甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)經(jīng)過酯交換反應(yīng)，使其最終變成可供內(nèi)燃機(jī)使用的一種燃料，它具有優(yōu)良的環(huán)保性、低溫起動(dòng)性、潤(rùn)滑性及可再生性，是理想的石化柴油補(bǔ)充燃料，對(duì)緩解當(dāng)前巨大的能源和環(huán)境壓力具有很大作用。盡管目前國(guó)際上利用蓖麻、油菜籽和大豆等糧食作物為原料來制備生產(chǎn)生物柴油，取得了一定進(jìn)展，但存在生物柴油制備成本高(80%左右為原料成本)，已成為其產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，而且這勢(shì)必加劇糧食和工業(yè)原料生產(chǎn)間的耕地競(jìng)爭(zhēng)問題，危及世界糧食安全。林木生物質(zhì)能源具有生物量大、能量密度高、種類豐富、一次栽種多年受益、不與人爭(zhēng)糧等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模能源化的理想生物質(zhì)資源，因此，挖掘適宜非耕地種植的林木生物質(zhì)能源資源，豐富可再生生物柴油原料供應(yīng)鏈，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來一些發(fā)達(dá)國(guó)家通過研究已陸續(xù)將生物柴油原料的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移至產(chǎn)油高、適合非耕地種植的新型的木本油料植物，如新近挖掘的大果巴豆，桑橙、桐棉、牛油果、美洲無患子等，目前大多已處于研究或示范推廣階段。與國(guó)外相比，我國(guó)存在更為嚴(yán)峻的人均耕地面積少、糧油短缺等問題，據(jù)此，針對(duì)我國(guó)非耕地(山地、丘陵、沙地等)面積廣闊、且木本油料植物資源豐富等情況，通過深入研究并挖掘適宜我國(guó)非耕地種植的新型木本油料植物，發(fā)展生態(tài)能源林，顯得尤其迫切和重要，這不僅符合“不與糧爭(zhēng)地、不與人爭(zhēng)糧”的根本原則，而且可有效促進(jìn)生態(tài)保護(hù)及增加農(nóng)民收入，更是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，以保證我國(guó)在未來的國(guó)際能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)地位。
[0003]榆葉梅，屬薔薇科李亞科桃屬木本植物，通常為落葉灌木，主要產(chǎn)于中國(guó)北方的山地和丘陵地區(qū)，其根系發(fā)達(dá)、萌蘗能力強(qiáng)、容易繁殖、生長(zhǎng)快，具抗寒、耐旱、耐瘠薄和病蟲害少等特性，是我國(guó)北方固沙保土、涵養(yǎng)水源和改善生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良鄉(xiāng)土園林觀花樹種。栽培類型常見于全國(guó)各地公園、街道、路邊。其種仁含油率高達(dá)50%左右，具有較高的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就在于為解決生物柴油生產(chǎn)的原料選擇問題，而提供了一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，方法步驟如下，
[0006]a.通過壓榨法對(duì)榆葉梅種子進(jìn)行壓榨，獲取榆葉梅種子油脂；
[0007]b.將溶有KOH催化劑的甲醇與榆葉梅種子油脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在50-70°C，并快速攪拌；
[0008]c.反應(yīng)完畢后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行分離，取上層甲酯溶液，用溫水進(jìn)行洗滌至中性；
[0009]d.然后加入無水Na2SO4進(jìn)行干燥；
[0010]e.過濾后得到淺黃色、澄清透明的生物柴油產(chǎn)品；
[0011]作為優(yōu)選，步驟a中，獲取的榆葉梅種子油脂為長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油三酯TG ；
[0012]作為優(yōu)選，步驟b中，溶有KOH催化劑的甲醇與榆葉梅種子油脂先預(yù)熱后進(jìn)行酯交換反應(yīng)，預(yù)熱溫度為42-48°C ；
[0013]作為優(yōu)選，步驟c中，將反應(yīng)混合物倒入分液漏斗中進(jìn)行分離；
[0014]作為優(yōu)選， 所述榆葉梅種子油脂、甲醇、KOH催化劑的質(zhì)量百分比如下，榆葉梅種子油脂 1000g、KOH 催化劑 8g-12g、甲醇 180g-250g。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016](I)本發(fā)明所采用的制備生物柴油的原料是新型資源木本生物質(zhì)資源，即目前以榆葉梅種子油脂為原料制備生物柴油的研究尚未見有報(bào)道。以榆葉梅種子油脂為原料制備生物柴油，可使榆葉梅種子得以大規(guī)模的應(yīng)用，并提供了一種新型木本生物質(zhì)資源，可以緩解生物柴油生產(chǎn)的原料瓶頸問題。
[0017](2)本發(fā)明采用堿催化醋交換法制備生物柴油，同時(shí)優(yōu)化了其工藝，使其成本最低化，并使榆葉梅油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油最大化。
[0018](3)由于榆葉梅種子油脂其酸值比較低(l.0SmgKOH-g—1)，無需酸處理。因此采用榆葉梅種子油脂為原料，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，是在常壓條件下，在裝有攪拌器、溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入榆葉梅種子油脂(化學(xué)組成為長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油三酯TG)和溶有KOH催化劑的甲醇，進(jìn)行酯交換反應(yīng)(溫度控制在50-70°C，快速攪拌)，三步進(jìn)行，最后得到生物柴油(脂肪酸甲酯簡(jiǎn)稱FAME)和甘油。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物倒入分液漏斗中進(jìn)行分離，取上層甲酯溶液，用適量的溫水進(jìn)行洗滌至中性，然后加入無水Na2SO4進(jìn)行干燥，過濾后得到淺黃色、澄清透明的生物柴油產(chǎn)品。其酯交換反應(yīng)的反應(yīng)方程式為:
[0021]

【權(quán)利要求】
1.一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，其特征在于:方法步驟如下， a.通過壓榨法對(duì)榆葉梅種子進(jìn)行壓榨，獲取榆葉梅種子油脂； b.將溶有KOH催化劑的甲醇與榆葉梅種子油脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在50-70°C，并快速攪拌； c.反應(yīng)完畢后將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行分離，取上層甲酯溶液，用溫水進(jìn)行洗滌至中性； d.然后加入無水Na2SO4進(jìn)行干燥； e.過濾后得到淺黃色、澄清透明的生物柴油產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，其特征在于:步驟a中，獲取的榆葉梅種子油脂為長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油三酯TG。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，其特征在于:步驟b中，溶有KOH催化劑的甲醇與榆葉梅種子油脂先預(yù)熱后進(jìn)行酯交換反應(yīng)，預(yù)熱溫度為42-48℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，其特征在于:步驟c中，將反應(yīng)混合物倒入分液漏斗中進(jìn)行分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種榆葉梅種子制備生物柴油的方法，其特征在于:所述榆葉梅種子油脂、甲醇、KOH催化劑的質(zhì)量百分比如下，榆葉梅種子油脂1000g、KOH催化劑8g_12g、甲醇 180g_250g。
【文檔編號(hào)】C11C3/10GK104046517SQ201410197078
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】王利兵, 于海燕, 秦兆寶, 林善枝, 鈕俊 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所