一種以油茶為原料制備生物燃料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種以油茶為原料制備生物燃料的方法，先取油茶種子，曬干，破碎、研磨，將所得干粉與氫氧化鈉溶液混合，加熱反應(yīng)，過濾除去堿水，將所得濕粉加至水中，再加入纖維素酶、蛋白酶、木聚糖酶、碳酸氫鈉，混合，發(fā)酵，放冷，然后將所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，最后將所得微濾透過液與含水的正丁醇溶液混合，加入氧化鈣、氟化鉀、碳酸氫鈉、檸檬酸銨、1?甲基?2?吡咯烷酮，在攪拌條件下加入濃硫酸，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。本發(fā)明可將含油量極高的油茶進(jìn)行合理利用，制備得到具有良好的特性的燃料，提供了一種新的燃料來源。
【專利說明】
一種以油茶為原料制備生物燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于生物燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以油茶為原料制備生物燃料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國缺油少氣，石油和食用植物油的對外依存度均已高達(dá)60%。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，植物油供需矛盾日益突出，采用可再生的植物油資源制備生物燃料已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。生物質(zhì)能是植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為:存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，是人類社會的能源資源的有效組成部分。植物每年光合作用產(chǎn)生的生物質(zhì)循環(huán)約950億t碳，而世界化石燃料的消耗每年為65億t碳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出資源需求，因此可再生的生物質(zhì)是人類能夠長久依賴的理想資源和能源。生物質(zhì)資源可以通過合適的手段轉(zhuǎn)化為高品位的固體燃料、液體燃料或氣化發(fā)電的燃料，并具有可再生、低污染等優(yōu)勢。生物能源也因其自身優(yōu)勢(可再生、環(huán)保且資源豐富)而成為研發(fā)的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。
[0003]油料植物中的油脂富含碳氧元素，其熱值和柴油接近，是一種含高能量的物質(zhì)，而且只需要經(jīng)過簡單的加工，就可以將油脂轉(zhuǎn)化為石油替代品，因此被率先開發(fā)為生物液體燃料。尤其是生物柴油的開發(fā)更是得到了各國的廣泛重視。而現(xiàn)有植物油脂資源無法滿足市場需要。因此，培育特色高含油植物資源，開發(fā)高效綠色加工技術(shù)意義重大。
[0004]油茶種子含油高達(dá)30%以上，是典型的高含油木本油料植物，其油脂既可作輕化工業(yè)的原料，也是理想的生物柴油原料。遵循生態(tài)能值原理，采用綠色技術(shù)制備能源產(chǎn)品，構(gòu)建光皮樹油料資源能源化綠色轉(zhuǎn)化技術(shù)體系，對于促進(jìn)光皮樹等能源油料植物的種植，降低石化能源消耗，維護(hù)我國能源安全，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)有著重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種以油茶為原料制備生物燃料的方法，所得燃料的酸值達(dá)0.94mgK0H/g。
[0006]—種以油茶為原料制備生物燃料的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉；
[0008]步驟2，將步驟I所得干粉與3?7?丨％氫氧化鈉溶液按重量比1:10?15混合，加熱至60?80°C反應(yīng)2?3h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉；
[0009]步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉10?20份加至水10?20份中，再加入纖維素酶
0.5?2份、蛋白酶0.3?0.8份、木聚糖酶0.2?0.7份、碳酸氫鈉2?6份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于40?45°C下發(fā)酵20?30h，放冷，得到發(fā)酵液；
[0010]步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液；
[0011 ] 步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液10?20份與含水5?10%的正丁醇溶液5?15份混合，加入氧化|丐2?7份、氟化鉀I?7份、碳酸氫鈉2?6份、梓檬酸錢I?5份、1-甲基-2-啦略燒酮3?7份，在攪拌條件下加入濃硫酸2?8份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。
[0012]進(jìn)一步地，步驟I中干粉粒徑在10?50nm。
[0013]進(jìn)一步地，步驟3在混合過程中需要通入CO2。
[0014]進(jìn)一步地，步驟4中微濾采用的膜孔徑是50?200nm。
[0015]進(jìn)一步地，步驟5中攪拌速度為300?500rpm。
[0016]進(jìn)一步地，步驟5中反應(yīng)條件為50?70 °C、I?4h。
[0017]本發(fā)明可將含油量極高的油茶進(jìn)行合理利用，制備得到具有良好的特性的燃料，提供了一種新的燃料來源。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]—種以油茶為原料制備生物燃料的方法，包括以下步驟:
[0020]步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉；
[0021]步驟2，將步驟I所得干粉與3?〖％氫氧化鈉溶液按重量比1:10混合，加熱至60°C反應(yīng)3h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉；
[0022]步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉10份加至水10份中，再加入纖維素酶0.5份、蛋白酶0.3份、木聚糖酶0.2份、碳酸氫鈉2份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于40°C下發(fā)酵30h，放冷，得到發(fā)酵液；
[0023]步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液；
[0024]步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液1份與含水5 %的正丁醇溶液5份混合，加入氧化鈣2份、氟化鉀I份、碳酸氫鈉2份、檸檬酸銨I份、1-甲基-2-吡咯烷酮3份，在攪拌條件下加入濃硫酸2份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。
[0025]其中，步驟I中干粉粒徑在1nm;步驟3在混合過程中需要通入⑶2;步驟4中微濾采用的膜孔徑是50nm;步驟5中攪拌速度為300rpm，反應(yīng)條件為50°C、4h。
[0026]所得燃料的酸值為0.81mgK0H/g，遠(yuǎn)低于中國的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。硫含量低于中國柴油(I II)標(biāo)準(zhǔn)GB19147-2009以及歐盟(V)標(biāo)準(zhǔn)EN590:2004的標(biāo)準(zhǔn)值。十六烷值遠(yuǎn)高于國III柴油和歐V柴油標(biāo)準(zhǔn)值。
[0027]實(shí)施例2
[0028]—種以油茶為原料制備生物燃料的方法，包括以下步驟:
[0029]步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉；
[0030]步驟2，將步驟I所得干粉與6?〖％氫氧化鈉溶液按重量比1:14混合，加熱至65°C反應(yīng)3h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉；
[0031]步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉13份加至水17份中，再加入纖維素酶0.8份、蛋白酶0.4份、木聚糖酶0.5份、碳酸氫鈉5份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于40°C下發(fā)酵25h，放冷，得到發(fā)酵液；
[0032]步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液；
[0033]步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液15份與含水7%的正丁醇溶液7份混合，加入氧化鈣6份、氟化鉀2份、碳酸氫鈉3份、檸檬酸銨4份、1-甲基-2-吡咯烷酮5份，在攪拌條件下加入濃硫酸7份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。
[0034]其中，步驟I中干粉粒徑在30nm;步驟3在混合過程中需要通入⑶2;步驟4中微濾采用的膜孔徑是150nm ；步驟5中攪拌速度為400rpm，反應(yīng)條件為60 °C、3h。
[0035]所得燃料的酸值為0.94mgK0H/g，遠(yuǎn)低于中國的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。硫含量低于中國柴油(I II)標(biāo)準(zhǔn)GB19147-2009以及歐盟(V)標(biāo)準(zhǔn)EN590:2004的標(biāo)準(zhǔn)值。十六烷值遠(yuǎn)高于國III柴油和歐V柴油標(biāo)準(zhǔn)值。
[0036]實(shí)施例3
[0037]—種以油茶為原料制備生物燃料的方法，包括以下步驟:
[0038]步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉；
[0039]步驟2，將步驟I所得干粉與6?丨％氫氧化鈉溶液按重量比1:13混合，加熱至65°C反應(yīng)3h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉；
[0040]步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉18份加至水12份中，再加入纖維素酶1.5份、蛋白酶0.6份、木聚糖酶0.4份、碳酸氫鈉4份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于45°C下發(fā)酵25h，放冷，得到發(fā)酵液；
[0041 ]步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液；
[0042]步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液17份與含水7%的正丁醇溶液11份混合，加入氧化鈣6份、氟化鉀2份、碳酸氫鈉5份、檸檬酸銨3份、1-甲基-2-吡咯烷酮6份，在攪拌條件下加入濃硫酸6份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。
[0043]其中，步驟I中干粉粒徑在30nm;步驟3在混合過程中需要通入⑶2;步驟4中微濾采用的膜孔徑是10nm ；步驟5中攪拌速度為400rpm，反應(yīng)條件為50 °C、4h。
[0044]所得燃料的酸值為0.79mgK0H/g，遠(yuǎn)低于中國的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。硫含量低于中國柴油(I II)標(biāo)準(zhǔn)GB19147-2009以及歐盟(V)標(biāo)準(zhǔn)EN590:2004的標(biāo)準(zhǔn)值。十六烷值遠(yuǎn)高于國III柴油和歐V柴油標(biāo)準(zhǔn)值。
[0045]實(shí)施例4
[0046]—種以油茶為原料制備生物燃料的方法，包括以下步驟:
[0047]步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉；
[0048]步驟2，將步驟I所得干粉與7?丨％氫氧化鈉溶液按重量比1:15混合，加熱至80°C反應(yīng)2h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉；
[0049]步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉20份加至水20份中，再加入纖維素酶2份、蛋白酶0.8份、木聚糖酶0.7份、碳酸氫鈉6份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于45°C下發(fā)酵20h，放冷，得到發(fā)酵液；
[0050]步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液；
[0051 ] 步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液20份與含水10 %的正丁醇溶液15份混合，加入氧化鈣7份、氟化鉀7份、碳酸氫鈉6份、檸檬酸銨5份、1-甲基-2-吡咯烷酮7份，在攪拌條件下加入濃硫酸8份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。
[0052]其中，步驟I中干粉粒徑在50nm;步驟3在混合過程中需要通入⑶2;步驟4中微濾采用的膜孔徑是200nm;步驟5中攪拌速度為500rpm，反應(yīng)條件為70°C、lh。
[0053]所得燃料的酸值為0.85mgK0H/g，遠(yuǎn)低于中國的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。硫含量低于中國柴油(I II)標(biāo)準(zhǔn)GB19147-2009以及歐盟(V)標(biāo)準(zhǔn)EN590:2004的標(biāo)準(zhǔn)值。十六烷值遠(yuǎn)高于國III柴油和歐V柴油標(biāo)準(zhǔn)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I，取油茶種子，曬干，破碎、研磨，得干粉； 步驟2，將步驟I所得干粉與3?7?〖％氫氧化鈉溶液按重量比1:10?15混合，加熱至60?80 V反應(yīng)2?3h，放冷后過濾除去堿水，得到濕粉； 步驟3，以重量份計(jì)，將步驟2的濕粉10?20份加至水10?20份中，再加入纖維素酶0.5?2份、蛋白酶0.3?0.8份、木聚糖酶0.2?0.7份、碳酸氫鈉2?6份，混合，在發(fā)酵罐內(nèi)于40?45 0C下發(fā)酵20?30h，放冷，得到發(fā)酵液； 步驟4，將步驟3所得發(fā)酵液進(jìn)行微濾，得到微濾透過液； 步驟5，以重量份計(jì)，將步驟4所得微濾透過液10?20份與含水5?10 %的正丁醇溶液5?15份混合，加入氧化|丐2?7份、氟化鉀I?7份、碳酸氫鈉2?6份、梓檬酸錢I?5份、1-甲基-2-啦略燒酮3?7份，在攪拌條件下加入濃硫酸2?8份，反應(yīng)，洗滌、干燥，即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:步驟I中干粉粒徑在10?50nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:步驟3在混合過程中需要通入C02。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:步驟4中微濾采用的膜孔徑是50?200nmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:步驟5中攪摔速度為300?500rpm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以油茶為原料制備生物燃料的方法，其特征在于:步驟5中反應(yīng)條件為50?70°C、1?4h。
【文檔編號】C10L1/02GK106010677SQ201610383281
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】卞佳林