製備生物柴油的方法
2023-11-06 07:56:42 2
專利名稱：製備生物柴油的方法
技術領域：
本發明涉及一種生物油脂合成技術領域，尤其是一種製備生物柴油的方法。
背景技術：
生物柴油由可再生生物油脂原料通過轉酯反應生成的長鏈脂肪酸酯類物質，其燃 燒性能可與傳統的石油系柴油媲美，同時，具有可再生、低排放、清潔和安全等優勢。目前， 生物柴油主要是用化學法生產，即用動植物油脂和一些低碳醇在鹼或酸性催化劑作用下進 行轉酯反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯。雖然化學法反應速度快，但其工藝複雜、能耗 高、生產成本高、廢鹼液汙染環境等，使生物酶法合成生物柴油成為現代新型能源工業的重 要發展方向。在生物柴油的生產中，生物酶法的使用受到限制，其根本原因在於生產成本遠 高於化石柴油，因此，提高轉化率、簡化工藝和開發廉價生物酶成為酶法生產生物柴油的關 鍵。在用生物酶法生產生物柴油的工藝中，通常採用單一脂肪酶催化法、兩步脂肪酶催化法 和混合酶催化法。利用這些酶法工藝進行生物柴油的合成，要麼生物柴油獲得率低，要麼反 應時間長，給大規模生產帶來困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種製備生物柴油的方法，它的生產工藝簡單，生物柴油獲 得率高，反應時間短，可有效降低生物柴油的生產成本，以克服現有技術的不足。本發明是這樣實現的製備生物柴油的方法，將植物油脂與短鏈醇按摩爾比1 4 1 :10的配比進行混合，並加入佔植物油脂重量1 15%的脂肪酶，將混合物盛於磨口 圓底燒瓶中；再將該磨口圓底燒瓶置於真空旋轉裝置中，在30 50°C下，並使氣壓低於正 常大氣壓；反應2 10小時後，得到生物材油。真空旋轉裝置內的氣壓為10 40mmHg。真空旋轉裝置的轉速為100 200rpm。植物油脂為菜籽油、大豆油、玉米油、花生油、小油桐籽油或烏桕籽油。短鏈醇為甲醇、乙醇或丁醇。脂肪酶為固相化脂肪酶，它包括Novozym435、QLM、RMIM、TLIM或TS414中的一種 以上。Novozym435 (來源於 Candidaantarctica)、QLM (來源於 Alcaligenessp.)、 RMIM(^tiHT Rhizomucormiehei)、TLIM (^tiHT Thermomyceslanuginosus)> TS414 (^tiH 於 Penicilliumexpansum)ο反應體系中的無溶劑體系只含油脂、短鏈醇及酶，反應體系中的有機溶劑體系含 有油脂、短鏈醇、酶及叔丁醇。由於採用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明採用減壓的方式進行脂肪酶 的催化方應，由於在減壓條件可加速植物油脂中殘存水的揮發，確保反應向短鏈醇的脂肪 酸酯方向進行，提高酯化率。其生產工序簡單，能有效的節約反應時間，並且所使用的脂肪酶可多次回收使用，可有效降低生物柴油的生產成本，反應得到的生物材油具有很高的獲 得率。本發明方法簡單，容易實施，使用效果好。
具體實施方式
本發明的實施例1 將摩爾比為1 :4的菜籽油和乙醇進行混合，加入佔菜籽油重 量3%的脂肪酶RMIM，將它們盛於磨口圓底燒瓶中；並將該磨口圓底燒瓶置於真空旋轉裝置 內，抽真空使其壓強降到15mmHg，在溫度為30°C的水浴中加熱，保持轉速為lOOrpm，反應3 小時後得到的生物柴油得率約為96%。本發明的實施例2 將摩爾比為1 :10的玉米油和甲醇混合，依次加入佔油脂重量 20%叔丁醇和佔玉米油重量3%的脂肪酶NOVOZym435，將它們盛於磨口圓底燒瓶中；置於 真空旋轉裝置內，抽真空使其壓強降到40mmHg，在溫度為40°C的水浴中加熱，保持轉速為 lOOrpm，反應10小時後得到的生物柴油得率約為100%。本發明的實施例3 將摩爾比為1 :10的大豆油和甲醇混合，依次加入佔大豆油重 量2%脂肪酶QLM和3%脂肪酶NOVOZym435，盛於磨口圓底燒瓶中；置於真空旋轉裝置內，抽 真空使其壓強降到15mmHg，在溫度為40°C的水浴中加熱，保持轉速為lOOrpm，反應3小時後 得到的生物柴油得率接近100%。
權利要求
一種製備生物柴油的方法，其特徵在於將植物油脂與短鏈醇按摩爾比14～110的配比進行混合，並加入佔植物油脂重量1～15%的脂肪酶，將混合物盛於磨口圓底燒瓶中；再將該磨口圓底燒瓶置於真空旋轉裝置中，在30～50℃下，並使氣壓低於正常大氣壓；反應2～10小時後，得到生物材油。
2.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於真空旋轉裝置內的氣壓 為 10 40mmHg。
3.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於真空旋轉裝置的轉速為 100 200rpm。
4.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於植物油脂為菜籽油、大豆 油、玉米油、花生油、小油桐籽油或烏桕籽油。
5.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於短鏈醇為甲醇、乙醇或丁醇。
6.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於脂肪酶為固相化脂肪酶， 它包括 Novozym435、QLM、RMIM、TLIM 或 TS414 中的一種以上。
7.根據權利要求1所述的製備生物柴油的方法，其特徵在於反應體系中的無溶劑體 系只含油脂、短鏈醇及酶，反應體系中的有機溶劑體系含有油脂、短鏈醇、酶及叔丁醇。
全文摘要
本發明公開了一種製備生物柴油的方法，將植物油脂與短鏈醇按摩爾比14～110的配比進行混合，並加入佔植物油脂重量1～15%的脂肪酶，將混合物盛於磨口圓底燒瓶中；再將該磨口圓底燒瓶置於真空旋轉裝置中，在30～50℃下，並使氣壓低於正常大氣壓；反應2～10小時後，得到生物柴油。本發明採用減壓的方式進行脂肪酶的催化方應，由於在減壓條件可加速植物油脂中殘存水的揮發，確保反應向短鏈醇的脂肪酸酯方向進行，提高酯化率。其生產工序簡單，能有效的節約反應時間，並且所使用的脂肪酶可多次回收使用，可有效降低生物柴油的生產成本，反應得到的生物柴油具有很高的獲得率。本發明方法簡單，容易實施，使用效果好。
文檔編號C12P7/64GK101838670SQ20101019823
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者乙引, 洪化鵬, 洪鯤, 王亞築 申請人:貴州師範大學