一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備生物柴油的方法，屬于新能源生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油是指以菜籽油等油料作物油脂、微藻等水生植物油脂、豬油等動物油脂以及餐飲廢油脂為原料，與低級醇(甲醇、乙醇等)通過酯化和酯交換反應(yīng)制備的脂肪酸單脂。
[0003]隨著草魚繁殖技術(shù)不斷發(fā)展和養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，我國草魚產(chǎn)量逐年攀升，由于加工技術(shù)較為薄弱，大量的加工下腳料得不到充分利用，不但浪費了資源，而且還污染了環(huán)境，因此，如何合理利用加工下腳料是目前草魚加工方面還未解決的問題。經(jīng)分析測定，草魚內(nèi)臟中脂肪含量尚達32%?52%，蛋白質(zhì)含量尚達6%?12%.可以看出草魚內(nèi)臟中脂肪和蛋白質(zhì)含量比較高，是較為理想的魚油生產(chǎn)原料。因此，開展草魚內(nèi)臟油脂的提取研究是十分必要的。
[0004]化石能源一直以來是人類消費的主要能源，雖其含有苯環(huán)類化合物及重金屬離子等有毒物質(zhì)，會增加致癌率以及空氣毒性，盡管如此，化石能源仍為不可再生能源，其儲量和使用壽命是有限的。隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源的消耗急劇增長，導(dǎo)致化石能源日益枯竭，據(jù)統(tǒng)計，按照目前的開發(fā)利用速度，煤和石油等化石能源儲量分別只能夠維持200年和40年左右，天然氣的儲采比約為60年。隨著化石能源的使用，全世界正面臨著日益嚴峻的能源危機和環(huán)境污染問題，直接影響著社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人與自然的和諧共處。因此，開發(fā)可再生、環(huán)境友好和經(jīng)濟科學(xué)的燃料替代傳統(tǒng)化石能源已經(jīng)迫在眉睫。生物柴油作為一種環(huán)境友好型可再生能源應(yīng)運而生，目前倍受各國關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前化石能源不可再生，其儲量和使用壽命有限，所以目前開發(fā)生物柴油來替代傳統(tǒng)化石能迫在眉睫，但是傳統(tǒng)生物柴油往往是由菜籽油、豬油等動物油脂以及廢棄餐飲油脂為原材料，很少利用淡水魚油脂進行制備的現(xiàn)狀，提供了一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備生物柴油的方法，該方法以新鮮的草魚內(nèi)臟為原料，通過組織粉碎、萃取、蒸餾等工藝制得魚油，加入甲醇和固體堿催化劑，并通過超聲振蕩反應(yīng)，蒸餾脫除多余甲醇后，過濾掉雜質(zhì)，得到粗生物柴油，之后用自制的堿性脫色劑對其脫色，得到一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備的生物柴油。不僅含氧量比較高，燃燒性能比較好，可達到12%以上，而且制得的生物柴油安全性能好，環(huán)保性能優(yōu)良。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(I)稱取50?10g洗凈的草魚內(nèi)臟放入陶瓷罐中，加入300?400mL蒸餾水，放置在磁力攪拌機上，攪拌10?15min，攪拌轉(zhuǎn)速為2000?3000r/min，之后用質(zhì)量濃度為10%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3?4，制成內(nèi)臟混合液； (2)向上述內(nèi)臟混合液中加入2.5?5g蛋白酶，放在恒溫搖床內(nèi)，控制溫度在28?38°C，振蕩酶解I?2h，完成后移入烘箱中，80?90°C下滅酶5?lOmin，之后向酶解液中加入90?10mL石油醚，放入恒溫水浴鍋，在32?35°C的條件下萃取2?3h后，分離得到上清液；
(3 )將上清液放入蒸餾燒瓶中，移入水浴鍋，保持水浴溫度為60?65 °C，旋轉(zhuǎn)蒸餾回收石油醚，分離制得粗魚油；
(4)將粗魚油和等質(zhì)量的90?95°C的熱水混合并不斷攪拌，之后靜置沉淀形成分液層，過濾去除下層雜質(zhì)混合物，之后移入蒸餾裝置，75?85°C下蒸餾去除原料中的水分，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油；
(5)按質(zhì)量比例為標(biāo)準(zhǔn)原料油:甲醇:固體堿催化劑=100:70:3稱取原料，一起加入反應(yīng)器，混合均勻后移入超聲波振蕩儀，超聲振蕩反應(yīng)I?2h，超聲頻率為25?30kHz ；
(6)將上述反應(yīng)物移入蒸餾罐中，升溫至70?80°C，蒸餾去除甲醇，之后通過濾網(wǎng)過濾掉固體堿催化劑，得到分層反應(yīng)物，通過分液漏斗分離得到上層液體，即為粗生物柴油；
(7)將上述制得的粗生物柴油放入500mL的燒杯中，之后放入高速攪拌機，邊攪拌邊升溫至60?70°C，再加入5?1g堿性脫色劑，繼續(xù)梯度升溫，保證25?35min內(nèi)升溫至95?105°C，脫色30?60min，過濾后即得一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備的生物柴油。
[0007]所述的固體堿催化劑為A1203。
[0008]所述的堿性脫色劑由凹凸棒土和其質(zhì)量10?15 %的濃度為70?80%的碳酸鈉溶液充分混合后，在105?110°C下烘干，研磨成100?200目的粉末制得。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)利用草魚內(nèi)臟為材料，不僅提取率比較高，使得廢棄物得到了充分利用，節(jié)約了資源，而且基本無“三廢”排放，保護了環(huán)境；
(2)制得的生物柴油安全性能好，環(huán)保性能優(yōu)良；
(3)不僅含氧量高，燃燒性能好，而且運輸、儲存也非常安全。
【具體實施方式】
[0010]首先稱取50?10g洗凈的草魚內(nèi)臟放入陶瓷罐中，加入300?400mL蒸餾水，放置在磁力攪拌機上，攪拌10?15min，攪拌轉(zhuǎn)速為2000?3000r/min，之后用質(zhì)量濃度為10%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3?4，制成內(nèi)臟混合液；然后向上述內(nèi)臟混合液中加入2.5?5g蛋白酶，放在恒溫搖床內(nèi)，控制溫度在28?38°C，振蕩酶解I?2h，完成后移入烘箱中，80?90°C下滅酶5?lOmin，之后向酶解液中加入90?10mL石油醚，放入恒溫水浴鍋，在32?35°C的條件下萃取2?3h后，分離得到上清液；接下來將上清液放入蒸餾燒瓶中，移入水浴鍋，保持水浴溫度為60?65°C，旋轉(zhuǎn)蒸餾回收石油醚，分離制得粗魚油；隨后將粗魚油和等質(zhì)量的90?95°C的熱水混合并不斷攪拌，之后靜置沉淀形成分液層，過濾去除下層雜質(zhì)混合物，之后移入蒸餾裝置，75?85°C下蒸餾去除原料中的水分，得到標(biāo)準(zhǔn)原料油；之后按質(zhì)量比例為標(biāo)準(zhǔn)原料油:甲醇:固體堿催化劑=100:70:3稱取原料，一起加入反應(yīng)器，混合均勻后移入超聲波振蕩儀，超聲振蕩反應(yīng)I?2h，超聲頻率為25?30kHz ;然后將上述反應(yīng)物移入蒸餾罐中，升溫至70?80°C，蒸餾去除甲醇，之后通過濾網(wǎng)過濾掉固體堿催化劑，得到分層反應(yīng)物，通過分液漏斗分離得到上層液體，即為粗生物柴油；最后將上述制得的粗生物柴油放入500mL的燒杯中，之后放入高速攪拌機，邊攪拌邊升溫至60?70°C，再加入5?1g堿性脫色劑，繼續(xù)梯度升溫，保證25?35min內(nèi)升溫至95?105°C，脫色30?60min，過濾后即得一種利用草魚內(nèi)臟油脂制備的生物柴油。
[0011]所述的固體堿催化劑為A1203。
[0012]所述的堿性脫色劑由凹凸棒土和其質(zhì)量10?15 %的濃度為70?80%的碳酸鈉溶液充分混合后，在105?110°C下烘干，研磨成100?200目的粉末制得。
[0013]實例I
首先稱取50g洗凈的草魚內(nèi)臟放入陶瓷罐中，加入300mL蒸餾水，放置在磁力攪拌機上，攪拌lOmin，攪拌轉(zhuǎn)速為2000r/min，之后用質(zhì)量濃度為10%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3，制成內(nèi)臟混合液；然后向上述內(nèi)臟混合液中加入2.5g蛋白酶，放在恒溫搖床內(nèi)，控制溫度在280C，振蕩酶解lh，完成后移入烘箱中，80 °C下滅酶5min，之后向酶解液中加入90mL石油醚，放入恒溫水浴鍋，在32°C的條件下萃取2h后，分離得到上清液；接下來將上清液放入蒸餾燒瓶中，移入水浴鍋，保持水浴溫度為60°