專利名稱：一種固體燃料乙醇及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體燃料乙醇及其制備方法,尤其是涉及一種含有固化劑果膠的固體燃 料乙醇及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，市場上的固體燃料乙醇,存在以下缺點(diǎn)熔點(diǎn)低，燃燒熱值偏低，難以點(diǎn)燃，燃燒時 異味重，銅離子污染。
為解決上述問題，已有一些以液體乙醇為基本原料的固體乙醇或半固體乙醇燃料陸續(xù)問世。
如中國專利CN87102065公開了一種固體醇燃料，其組分和重量百分配比為工業(yè)酒精 50-90.7%，膠凝劑硬脂酸等脂肪酸2-15%，穩(wěn)定劑氫氧化鉀或氫氧化鈉等0. 3%-2. 25%,消煙 劑5%-24. 75%，水2%-8%。
中國專利申請CN200610114233.X公開了一種固體醇燃料，其組分和重量百分配比為工 業(yè)酒精90.73%，硬脂酸4.76%， NaOH0.62%，石蠟1.30%，蒸餾水2.59%按，在70。C的 恒溫條件下分兩步制備而成。
中國專利CN94113385. 0公開了一種固體醇燃料，其組分和重量百分配比方為乙醇47-97 %，凝固劑(硬脂酸鈉)2%-20%，水0-50%，還可以加入發(fā)色劑0-20%，指示劑微量，采 用一步法生產(chǎn)。
中國專利00130837.8公開了一種固體醇燃料，其組分和重量百分配比為硬脂酸鈉 2%-10%、 95%乙醇85% ％%、水0. 5% 8%、改性添加劑0. 5% 4%和顏色添加劑0.5 % 2%。
所有這些固體醇燃料，異味仍然存在；在夏天高溫天氣易軟化分離；燃燒殘?jiān)^多，生 產(chǎn)成本較高。
我國是柑橘種植大國，每年柑橘產(chǎn)量超過1000萬噸，其中35%左右被用來加工，而柑橘 皮是柑橘加工的主要副產(chǎn)品，資源豐富。因此，提高柑橘皮的綜合利用價值對柑橘的加工和 種植均具有重大意義。果膠是柑橘皮中的主要可利用成分之一，目前尚未被充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有容易點(diǎn)燃，燃燒熱值高，無黑煙，具有果香味，燃燒殘?jiān)?br> 少，在高溫天氣也不會軟化分離的固體燃料乙醇及其制備方法。 本發(fā)明之固體燃料乙醇的組分及重量百分比為-乙醇75%-85%; 硬脂酸鈉3%-5%;
果膠0.1%-1. 0% (優(yōu)選配比0. 2%-0. 5%); 石蠟0-3% (優(yōu)選0.5%-2.0%); 余為水。
所述之果膠種類不限，如桔皮果膠、蘋果果膠、菠蘿果膠等均可，因?yàn)樗鼈兊睦砘再|(zhì) 極為接近。
從降低成本角度考慮，本發(fā)明之固體燃料乙醇宜選用以下原料及重量百分配比進(jìn)行制備:
濃度90% (v/v) ^的工業(yè)乙醇80%-95%,硬脂酸3%-5%， 20%氫氧化鈉水溶液1. 5%-4. 0%，果膠提 取液5%-15%。
本發(fā)明之固體燃料乙醇制備方法包括以下步驟(1)將氫氧化鈉水溶液與乙醇混合液預(yù) 熱將氫氧化鈉水溶液加入到盛有部分乙醇的容器中，水浴預(yù)熱到65°C-75°C; (2)硬脂酸
乙醇溶液制備將硬脂酸加入到盛有剩余乙醇的容器中加熱，使硬脂酸溶解；(3)固化反應(yīng)
將硬脂酸乙醇溶液溫度升至65。C-75。C后， 一邊攪拌， 一邊將預(yù)熱到65'C-75。C的氫氧化鈉乙 醇溶液和果膠溶液加入到硬脂酸乙醇溶液溶液中，反應(yīng)3-6分鐘；(4)冷卻、凝固、包裝 將反應(yīng)完畢的反應(yīng)液倒入模具中，冷卻、凝固、包裝，即成。
果膠，宜現(xiàn)提取現(xiàn)使用，以下以桔皮果膠提取為例，將提取方法介紹如下
(1)將桔皮破碎后用蒸餾水快速漂洗干凈，加熱至80-10(TC (優(yōu)選85-95°C，更優(yōu)選90 D)保持5-10min，使酶失活；(2)加入相當(dāng)于桔皮重量5-10倍的水勻漿，調(diào)節(jié)pH至2. 0-2. 5 (可用稀鹽酸調(diào)節(jié))，在溫度80-IO(TC (優(yōu)選85-95°C，更優(yōu)選9(TC)下，酸水解30-60rain; (3)離心分離或過濾，即得到果膠提取溶液?？梢灾苯邮褂?，不必干燥(有利于節(jié)能)、不 必提純脫色(這既有利于改善固體燃料乙醇的顏色，又有利于降低生產(chǎn)成本)。
本發(fā)明之固體燃料乙醇固化劑由硬脂酸鈉、果膠共同組成，即乙醇在硬脂酸鈉和果膠兩
者共同作用下固化。其原理是，利用硬脂酸鈉鹽受熱時軟化冷卻后又重新凝固的性質(zhì)，將乙 醇牢牢地包裹在硬脂酸鈉鹽和果膠形成的網(wǎng)狀骨架中。由于硬脂酸鈉鹽的價格昂貴，且市場
上不易買到，為降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明方法采用在一定溫度下，將硬脂酸和氫氧化鈉溶液混 合反應(yīng)形成硬脂酸鈉，而果膠，則使用柑橘皮等廢棄物提取的粗果膠溶液，從而大大降低了
固體燃料乙醇的成本；并且，加入果膠，改變了凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，增加了固體燃料的物理強(qiáng) 度，提高了固體燃料乙醇的穩(wěn)定性；由于果膠也是一種碳?xì)浠衔?，對固體燃料乙醇的燃燒 特性不僅沒有負(fù)面影響，而且能使燃燒時間延長，并能夠釋放出更多的熱能，燃燒熱值高。 本發(fā)明之固體燃料乙醇，色澤好，具有果香味。
由于橘皮果膠與硬脂酸具有良好協(xié)同固化作用，本發(fā)明之固體燃料乙醇質(zhì)構(gòu)均勻，在夏 天高溫天氣，也不易軟化分離；易點(diǎn)燃；無黑煙，無異味，對環(huán)境無污染；燃燒后殘?jiān)伲?攜帶方便，運(yùn)輸和使用安全，燃燒過程穩(wěn)定，不自行熄滅，可反復(fù)熄滅和點(diǎn)燃，直至燃料燃 完，適合賓館和餐飲行業(yè)使用。
本發(fā)明之固體燃料乙醇，生產(chǎn)工藝簡單、原料易得，成本低廉，便于工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn) 過程安全可靠。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
原料配方濃度90% (v/v)工業(yè)乙醇100ml (83g);柑橘果膠溶液10ml (含果膠0. 27g); 硬脂酸4g; 20%氫氧化鈉溶液3. 5ml (含氫氧化鈉0. 7g);石蠟lg。
制備方法(1)取50ml乙醇加入到四口瓶燒中，添加硬脂酸4g和1.5g石蠟，在7(TC 水浴中加熱，充分?jǐn)嚢枋怪芙?，預(yù)熱至7(TC; (2)另取50ml乙醇，添加20%氫氧化鈉溶液 3.5ml，并水浴預(yù)熱到反應(yīng)溫度7(TC備用；(3) —邊攪拌， 一邊向四口燒瓶中加入預(yù)熱至70 。C的氫氧化鈉乙醇溶液，并加入預(yù)熱至70。C的10ral粗果膠提取液，反應(yīng)5分鐘；(4)將該 溶液從四口燒瓶中倒入模具中，冷卻、凝固、包裝。
粗果膠提取液制備稱取147. 6g干桔皮原料破碎后用水快速漂洗干凈，水煮加熱至90 'C保持5min，使酶失活；加相當(dāng)于干桔皮5倍重量的水勻漿，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至2. 0，在溫 度9(TC,酸水解60min,過濾得到果膠提取溶液，定容至1000ml;經(jīng)測定，每100ml果膠提 取溶液中含有2. 71g果膠，100g干桔皮可提取果膠18. 4g。
本實(shí)施例之固體燃料乙醇質(zhì)構(gòu)均勻，在夏天4(TC的高溫天氣，也未軟化分離；易點(diǎn)燃； 燃燒熱值為15380kJ/kg;燃燒時無黑煙，無異味，燃燒后殘?jiān)?. 2g/100g，燃燒時間42. ls/g。 實(shí)施例2
原料配方濃度95% (v/v)工業(yè)乙醇100ml (約81g);柑橘果膠溶液20ml (含0. 55g 果膠)；硬脂酸3g; 2(^氫氧化鈉2.5ml (含氫氧化鈉0.5g);石蠟1. 5g。
制備方法(2)取50ml乙醇加入到四口瓶中，添加硬脂酸3g和1.5g石蠟，在75。C水
浴中加熱，充分?jǐn)嚢枋怪芙?，預(yù)熱至反應(yīng)；(3)另取50ml乙醇，添加20%氫氧化鈉溶液2. 5ml， 并水浴預(yù)熱到75'C備用；(4)在攪拌情況下，向四口燒瓶中加入預(yù)熱到75t:的氫氧化鈉乙醇 溶液，并加入的經(jīng)預(yù)熱的20ml粗果膠提取液，反應(yīng)3分鐘；(5)把該辯液從四口燒瓶中倒入 模具中，冷卻、凝固、包裝。
所述粗果膠提取液制備(1)稱取85.9g鮮桔皮原料破碎后用水快速漂洗數(shù)次，水煮加 熱至95"保持5min，使酶失活。加相當(dāng)于鮮桔皮1. 8倍重量的水勻漿，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2. 0， 在溫度95'C，酸水解30min,離心得到果膠提取溶液，定容至lOOml;經(jīng)測定，每100g新鮮 桔皮可提取果膠3.2g，每100ml果膠溶液中含果膠2.75g
本實(shí)施例之固體燃料乙醇質(zhì)構(gòu)均勻，在夏天4(TC的高溫天氣，也未軟化分離；易點(diǎn)燃； 燃燒熱值為16120kJ/kg;燃燒時無黑煙，無異味，燃燒后殘?jiān)?. 4g/100g，燃燒時間44. 5s/g。
實(shí)施例3
原料配方濃度85% (v/v)乙醇勤ml (約84. 5g);柑橘果膠溶液5ml (含果膠0. 14g); 硬脂酸4g; 2(m氫氧化鈉3ml (含氫氧化鈉0.6g)。
制備方法(1)取50ml乙醇加入到四口瓶中，添加硬脂酸4g，在65'C水浴中加熱，充 分?jǐn)嚢枋怪芙猓A(yù)熱至反應(yīng)；(2)另取50ml乙醇，添加20%氫氧化鈉溶液3.5ml，并水浴 預(yù)熱到反應(yīng)溫度65'C備用；(3)在攪拌情況下，向四口燒瓶中加入經(jīng)預(yù)熱的氫氧化鈉乙醇溶 液，并加入的經(jīng)預(yù)熱的5ml粗果膠提取液，反應(yīng)4分鐘；(4)把該溶液從四口燒瓶中倒入模 具中，冷卻、凝固、包裝。
所述粗果膠提取液制備稱取86g鮮桔皮原料破碎后用水快速漂洗干凈，水煮加熱至85 'C保持10min，使酶失活。加相當(dāng)于鮮桔皮1.5倍重量的水勻漿，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至2. 0， 在溫度85。C,酸水解60min,離心得到果膠提取溶液，定容至100ml;經(jīng)測定，每100g鮮桔 皮可提取果膠3.2g，每100ml果膠溶液中含果膠2.75g。
本實(shí)施例之固體燃料乙醇質(zhì)構(gòu)均勻，在夏天4(TC的高溫天氣，也未軟化分離；易點(diǎn)燃； 燃燒熱值為15364kJ/kg;燃燒時無黑煙，無異味，燃燒后殘?jiān)?. 9g/100g，燃燒時間41. 5s/g。
實(shí)施例4
原料配方濃度90% (v/v)工業(yè)乙醇100L (約83Kg);柑橘果膠溶液1000ml (含果膠 27g);硬脂酸400g; 20免氫氧化鈉350ml;石蠟100g。
制備方法(1)取50L乙醇加入到加熱容器中，添加硬脂酸400g和100g石蠟，加熱至 70。C，充分?jǐn)嚢枋怪芙?，預(yù)熱至反應(yīng)；(2)另取50L乙醇，添加20%氫氧化鈉溶液350ml， 并水浴預(yù)熱到反應(yīng)溫度7(TC備用；(3)在攪拌情況下，向四口燒瓶中加入經(jīng)預(yù)熱的氫氧化鈉
乙醇溶液，并加入經(jīng)預(yù)熱的1000ml粗果膠提取液，反應(yīng)5分鐘；(4)把該溶液倒入模具中， 冷卻、凝固、包裝。
所述粗果膠提取液制備稱取300g干桔皮原料粉碎后用水快速漂洗干凈，水煮加熱至 9(TC保持8min，使酶失活；加相當(dāng)于干桔皮6倍重量的水勻漿，調(diào)節(jié)pH至2. 0，在溫度90 °C,酸水解60min，離心或過濾得到果膠提取溶液，加水定容至2000ml，經(jīng)測定，每100ml 果膠提取溶液中含有2. 70g果膠，
本實(shí)施例之固體燃料乙醇質(zhì)構(gòu)均勻，在夏天4(TC的高溫天氣，也未軟化分離；易點(diǎn)燃； 燃燒熱值為15410kJ/kg;燃燒時無黑煙，無異味，燃燒后殘?jiān)?. lg/100g，燃燒時間42s/g。
權(quán)利要求
1、一種固體燃料乙醇，其特征在于，組分及重量百分組成為乙醇75％-85％；硬脂酸鈉3％-5％；果膠0.1％-1.0％；石蠟0-3％；余為水。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料乙醇，其特征在于，所述果膠的重量百分比為 0. 2%-0. 5%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體燃料乙醇，其特征在于，所述石蠟的重量百分比為 0. 5%-2. 0%。
4、 一種固體燃料乙醇的制備方法，其特征在于，用以下原料及重量百分配比制成濃 度90% (v/v)》的工業(yè)乙醇80%-95%,硬脂酸3%-5%， 20%氫氧化鈉水溶液1. 5%-4. 0%，果膠提取液5%-15%;制備方法包括以下步驟(1)將氫氧化鈉水溶液與乙醇混合液預(yù)熱將氫氧化鈉水溶液加入到盛有部分工業(yè)乙醇的容器中，水浴預(yù)熱到65°C-75°C; (2)硬脂酸乙醇溶液制 備將硬脂酸加入到盛有剩余工業(yè)乙醇的容器中加熱，使硬脂酸溶解；(3)固化反應(yīng)將硬 脂酸乙醇溶液溫度升至65。C-75。C后， 一邊攪拌， 一邊將預(yù)熱到65。C-75i:的氫氧化鈉乙醇溶 液和果膠溶液加入到硬脂酸乙醇溶液中，反應(yīng)3-6分鐘；(4)冷卻、凝固、包裝。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述固體燃料乙醇的制備方法，其特征在于，所述果膠提取液的提取 方法如下(1)將桔皮破碎后用蒸餾水快速漂洗干凈，加熱至80-10(TC保持5-10min,使酶 失活；(2)加入相當(dāng)于干桔皮重量4-IO倍的水勻漿，調(diào)節(jié)pH至2.0-2.5，加熱至80-IO(TC， 酸水解30-60min; (3)離心分離或過濾，即得到果膠提取溶液。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述固體燃料乙醇的制備方法，其特征在于，所述第(1)步使酶失 活溫度和第(2)步酸水解溫度均為85-95'C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述固體燃料乙醇的制備方法，其特征在于，所述第(1)步使酶失 活溫度和第(2)步酸水解溫度均為9(TC。
全文摘要
一種固體燃料乙醇及其制備方法，該固體燃料乙醇組分及重量百分組成為乙醇75％-85％，硬脂酸鈉3％-5％，果膠0.1％-1.0％，石蠟0-3％，余為水。其制備方法包括以下步驟(1)將氫氧化鈉水溶液與工業(yè)乙醇混合液預(yù)熱將氫氧化鈉水溶液加入到盛有部分工業(yè)乙醇的容器中，水浴預(yù)熱到65℃-75℃；(2)硬脂酸乙醇溶液制備將硬脂酸加入到盛有剩余工業(yè)乙醇的容器中加熱，使硬脂酸溶解；(3)固化反應(yīng)將硬脂酸乙醇溶液溫度升至65℃-75℃后，一邊攪拌，一邊將預(yù)熱到65℃-75℃的氫氧化鈉乙醇溶液和果膠溶液加入到硬脂酸乙醇溶液中，反應(yīng)3-6分鐘；(4)冷卻、凝固、包裝。該固體燃料乙醇固化性能穩(wěn)定，燃燒火焰旺，溫度均勻，攜帶方便，運(yùn)輸和使用安全，燃燒過程穩(wěn)定，不自行熄滅，可反復(fù)熄滅和點(diǎn)燃，直至燃料燃完，適合賓館和餐飲行業(yè)使用。
文檔編號C10L7/04GK101338234SQ20081003202
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者周紅麗, 喻 張, 李清明, 熊興耀, 蘇小軍, 譚興和 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)