專(zhuān)利名稱(chēng)：以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物能源領(lǐng)域，尤其涉及一種以木本油料植物的果肉和果核為原料生
產(chǎn)生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去八年來(lái)，國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)上漲，從2000年初的20美元/桶，飆升到2008年 6月的139. 12美元/桶，即使偶有回落，增長(zhǎng)的趨勢(shì)卻不可逆轉(zhuǎn)。石油資源的快速消耗和不 可再生，促使各國(guó)政府開(kāi)始嚴(yán)肅正視開(kāi)發(fā)石油替代品的議題。 在此背景下，生物質(zhì)燃料被寄予厚望。2000年全球生物質(zhì)燃料產(chǎn)量為48億加 侖；到2007年已增加到160億加侖。目前全球生物質(zhì)燃料的產(chǎn)地，主要分布在美國(guó)(約占 43%)、巴西(約占32%)和歐盟(約占15%)，合計(jì)占全球總產(chǎn)量的90%。而在積極推行 開(kāi)發(fā)新能源政策的國(guó)家，例如馬來(lái)西亞和中國(guó)，生物質(zhì)燃料的生產(chǎn)則尚無(wú)顯著成效。
在若干生物質(zhì)燃料中，生物柴油因其優(yōu)越的特性，受到各國(guó)政府的密切關(guān)注。它被 譽(yù)為"綠色石油"，不僅性能和礦物柴油相當(dāng)，更具突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。生物柴油能大幅降低顆 粒、烴類(lèi)、一氧化碳和硫化物的排放量，從而基本消除柴油引擎臭名昭著的黑煙排放現(xiàn)象， 潤(rùn)滑性能優(yōu)于礦物柴油，由于其燃點(diǎn)為127攝氏度，遠(yuǎn)高于礦物柴油的52攝氏度，因此運(yùn)輸 更加安全。 目前，生物柴油的生產(chǎn)大多利用轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，原料主要為玉米、大豆等糧食作物。 然而，從美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)可以看出，生物柴油的快速增產(chǎn)會(huì)消耗大量的大宗谷物，嚴(yán)重沖擊全球 糧食體系。所以，挑選不與民爭(zhēng)糧、與民爭(zhēng)地的原料，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的生物柴油生產(chǎn)技術(shù)，成為勢(shì) 在必行的道路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以木本油料植物的果肉和果核為原料生 產(chǎn)生物柴油的方法，該方法使用的原料不與民爭(zhēng)糧、與民爭(zhēng)地、在不對(duì)糧食體系造成沖擊的 情況下，推動(dòng)生物質(zhì)燃料能源產(chǎn)業(yè)體系的發(fā)展。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種以木本油料植物的果肉和
果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，該木本油料植物為鱷梨，該方法步驟如下 提取步驟，從去皮后的鱷梨果肉和果核中提取出甘油三酯和脂肪酸； 轉(zhuǎn)酯化步驟，將所述從鱷梨中提取的甘油三酯和脂肪酸進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成生
物柴油。 本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)一從鱷梨中提取出生物柴油原料，從而開(kāi)發(fā)了不與民爭(zhēng)糧、
與民爭(zhēng)地的生物柴油原料，推動(dòng)了生物質(zhì)燃料能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本發(fā)明提供的以木本油科植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法 一個(gè)實(shí)施例中鱷梨果仁油脂尼羅紅染色示意圖。 圖2是本發(fā)明提供的以木本油科植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法 一個(gè)實(shí)施例中鱷梨果瓤油脂尼羅紅染色示意圖。 圖3是本發(fā)明提供的以木本油科植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法 一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。 圖4是本發(fā)明提供的以木本油科植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法 一個(gè)實(shí)施例制造出的生物柴油的質(zhì)譜分析圖。
具體實(shí)施例方式
木本油料植物是生物柴油原料的優(yōu)秀候選對(duì)象之一，其中，樟科鱷梨(英文 Avocado、拉丁文Persea americana)屬的鍔梨具有光明的開(kāi)發(fā)前景。鍔梨，又稱(chēng)牛油果， 全世界熱帶和亞熱帶地區(qū)均有種植，但以美國(guó)南部、危地馬拉、墨西哥及古巴栽培最多，在 中國(guó)的廣東、福建、臺(tái)灣、四川和云南等地也有栽培。植株為常綠喬木，可以山地種植。果實(shí)
成熟后重約ioo克，富含多種維生素和礦物質(zhì)，最顯著的特征為油脂含量高，可達(dá)到總重的
32%，其中約85%以甘油三酯的形式存在。 請(qǐng)參考圖1和圖2，它們分別是鱷梨果仁和果瓤油脂尼羅紅染色示意圖，其圖1中 箭頭所指為鱷梨果仁中的脂類(lèi)物質(zhì)，其中A所示為果仁細(xì)胞在明視野下的照片，B所示為果 仁細(xì)胞經(jīng)過(guò)尼龍紅染色所得到的熒光照片，C所示為果仁細(xì)胞在明視野下的照片與熒光照 片的疊加；而圖2中箭頭所指為鱷梨果瓤中的脂類(lèi)物質(zhì)，其中A所示為果瓤細(xì)胞在明視野 下的照片，B所示為果瓤細(xì)胞經(jīng)過(guò)尼龍紅染色所得到的熒光照片，C所示為果瓤細(xì)胞在明視 野下的照片與熒光照片的疊加。如圖所示，鱷梨油成分簡(jiǎn)單，雜質(zhì)少，主要含碳鏈長(zhǎng)度為16 碳和18碳的脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占79%以上，酸度小，無(wú)剌激性，乳化后可以長(zhǎng)期保 存，非常適合用于生產(chǎn)高品質(zhì)的生物柴油。但目前鱷梨油除食用外，主要用作高級(jí)化妝品、 護(hù)膚霜和醫(yī)藥軟膏的生產(chǎn)原料，還沒(méi)有用于生產(chǎn)生物柴油的實(shí)例。 —棵鱷梨樹(shù)年產(chǎn)大約120個(gè)果實(shí)，商業(yè)化的鱷梨園1公頃年產(chǎn)約7噸果實(shí)，這為大 規(guī)模提取鱷梨油生產(chǎn)生物柴油提供了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。值得指出的是，由于鱷梨油出色的理化 性質(zhì)和栽培特性， 一方面突顯出鱷梨作為生物柴油生產(chǎn)原料的優(yōu)勢(shì)地位，另一方面決定了 鱷梨油用途的多樣性，保證了開(kāi)發(fā)鱷梨油料資源的廣泛經(jīng)濟(jì)利益。 迄今為止，人們發(fā)展了一些從鍔梨中提取鍔梨油的技術(shù)，如Eaton和Ball (1934) 建議用3000 4000磅/英寸的壓力從干燥的牛油果切片中榨油；Pike和Routledge(1970) 用二甲苯磺酸鈉作為溶劑萃取鱷梨油，并在南美發(fā)表了相關(guān)專(zhuān)利70/6598 ;Turatti等 (1958)設(shè)計(jì)了一套鱷梨油提取過(guò)程，包括離心、溶劑萃取、冷凍干燥和水壓，等等。
而本發(fā)明給出的是以鱷梨為原料生產(chǎn)生物柴油的方法。下面參考圖3詳細(xì)描述本 發(fā)明提供的以鱷梨為原料生產(chǎn)生物柴油的一個(gè)實(shí)例的方法流程圖；如圖所示，本實(shí)例制造 生物柴油的一次生產(chǎn)流程如下 在提取步驟Sl中，從去皮后的鱷梨果肉和果核中提取出甘油三酯和脂肪酸。
在轉(zhuǎn)酯化步驟S2中，將提取到的甘油三酯和脂肪酸進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成生物柴
4油。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述提取步驟可具體包括 在勻漿化步驟Sll中，將成熟的鱷梨去皮，將果肉和果核置于勻漿機(jī)中，充分?jǐn)囁?并勻漿化，直到看不見(jiàn)塊狀果肉顆粒。 在溶劑萃取步驟S12中，將果實(shí)勻漿置于離心罐內(nèi)，加入混合有氯仿、甲醇、和水 的有機(jī)溶劑后，將離心罐置于搖床上振蕩，萃取出果肉和果核細(xì)胞內(nèi)的甘油三酯以及脂肪 酸； 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，有機(jī)溶劑的組分配比、搖床轉(zhuǎn)速、萃取時(shí)間都可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)
節(jié)。例如，所述氯仿、甲醇、和水可按照2 : i : o.e的體積比配置，而所述搖床轉(zhuǎn)速可設(shè)為
200轉(zhuǎn)/分，萃取時(shí)間5 10分鐘。 在分離步驟S13中，將萃取完畢的離心罐置于離心機(jī)內(nèi)，以4000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速離
心io分鐘后，得到固液分離的兩相，其中，液體分為上下兩層，上層為水和甲醇，下層為富
集甘油三酯和脂肪酸的氯仿；取下層溶液置于圓底燒瓶，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸發(fā)掉氯仿，收獲 甘油三酯和脂肪酸。 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的條件可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)，例如，溫度控制在25 4(TC，壓強(qiáng)控制在0. 15 0. 25個(gè)大氣壓。 請(qǐng)參考圖4，該圖中示出了本實(shí)施例所生產(chǎn)的生物柴油，下面對(duì)其進(jìn)行質(zhì)譜分析。
參考圖5，該圖為圖1所示鱷梨樣品所生產(chǎn)的生物柴油碳鏈長(zhǎng)度以及含量百分比 的質(zhì)譜分析圖，其中 分子鏈含16個(gè)碳的組分在生物柴油中的含量為28. 21% ;
分子鏈含18個(gè)碳的組分在生物柴油中的含量為71. 79%。 以上質(zhì)譜分析結(jié)果表明，從鱷梨中提取的甘油三酯以及脂肪酸，可用于生產(chǎn)碳鏈 長(zhǎng)度為16碳和18碳的生物柴油。 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，該木本油料植物為鱷梨，該方法包括以下步驟提取步驟，從去皮后的鱷梨果肉和果核中提取出甘油三酯和脂肪酸；轉(zhuǎn)酯化步驟，將所述從鱷梨中提取的甘油三酯和脂肪酸進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成生物柴油。
2. 如權(quán)利要求1所述的以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其 特征在于，所述提取步驟包括有勻漿化步驟，將去皮后的鱷梨果肉和果核勻漿化；溶劑萃取步驟，向勻漿化后的果肉和果核中加入氯仿、甲醇和水的混合溶劑后，使其振 蕩，萃取出所述果肉和果核細(xì)胞內(nèi)的甘油三酯以及脂肪酸；分離步驟，將萃取到的半成品進(jìn)行離心后，取其聚集甘油三酯和脂肪酸的氯仿相，置于 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將所述氯仿蒸發(fā)，獲得不含有機(jī)溶劑的甘油三酯和脂肪酸。
3. 如權(quán)利要求2所述的以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其 特征在于，所述氯仿、甲醇、和水的體積比為2 : 1 : 0.6。
4. 如權(quán)利要求2所述的以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其 特征在于，所述振蕩速度為200轉(zhuǎn)/分、萃取時(shí)間為5 10分鐘。
5. 如權(quán)利要求2所述的以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其 特征在于，所述離心時(shí)間為10分鐘、離心轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分。
6. 如權(quán)利要求2所述的以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，其 特征在于，所述旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度參數(shù)為25 4(TC、壓強(qiáng)參數(shù)為0. 15 0. 25個(gè)大氣壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種以木本油料植物的果肉和果核為原料生產(chǎn)生物柴油的方法，該木本油料植物為鱷梨，包括以下步驟提取步驟，從去皮后的鱷梨果肉和果核中提取出甘油三酯和脂肪酸；轉(zhuǎn)酯化步驟，將所述從鱷梨中提取的甘油三酯和脂肪酸進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成生物柴油。本發(fā)明可在不對(duì)糧食體系造成沖擊的情況下，推動(dòng)生物質(zhì)燃料能源產(chǎn)業(yè)體系的發(fā)展。
文檔編號(hào)C10G3/00GK101787302SQ20091000840
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者張仕華, 彌永利, 李凝, 許若愚, 高蘭君 申請(qǐng)人:中華綠油有限公司