一種用陰香樹籽油制備生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明主要為一種用陰香樹籽油制備生物柴油的方法，其特征是以野生木本油料植物陰香樹籽油為原料，通過(guò)甲醇萃取脫酸后，催化酯交換反應(yīng)制備生物柴油。陰香油生物柴油的各項(xiàng)指標(biāo)與我國(guó)0#柴油、國(guó)際GB/T20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油》的主要性能指標(biāo)相接近，而且閃點(diǎn)高、安全性好;十六烷值(CN)高，燃燒性好。陰香樹籽油是一種野生木本油料樹種，如經(jīng)過(guò)定向培育繁殖后，獲得優(yōu)良的樹種，大面積的種植后可以對(duì)大幅度的降低生物柴油原料的成本，并且陰香樹的抗逆性很強(qiáng)，可以有效的利用荒山、荒地和沙漠等，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境的改善和保護(hù)有重大的意義。
【專利說(shuō)明】一種用陰香樹籽油制備生物柴油的方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及用一種野生木本油料植物陰香樹籽油制備生物柴油的方法。
技術(shù)背景
[0002]21世紀(jì)將面臨能源問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)利用可再生能源是事關(guān)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、國(guó)家安全和社會(huì)進(jìn)步的重大課題。生物柴油是由植物油或動(dòng)物脂肪經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)制成的脂肪酸單酯，由于其可再生性以及優(yōu)良環(huán)保性能，已經(jīng)成為替代石化燃料油的一種理想的燃料。目前，如菜籽油、大豆油、棉籽油等多種油料作物已被歐美各國(guó)廣泛用作生產(chǎn)生物柴油的原料。我國(guó)目前還屬于植物油短缺的階段，雖然油料作物的油脂年產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)噸，但是仍然不能滿足食用油的需求量，而且食用油脂的進(jìn)口量還在逐年上升，同時(shí)我國(guó)耕地短缺也進(jìn)一步限制了油料作物的發(fā)展。如果仿效歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家大力種植油料作物油菜、大豆等的方式發(fā)展生物柴油工業(yè)并不符合我國(guó)國(guó)情。木本油料植物由于其產(chǎn)油高，不占用耕地，而被廣泛關(guān)注，已經(jīng)被一些發(fā)展中國(guó)家大力開(kāi)發(fā)作為生物柴油的原料來(lái)源。 [0003]我國(guó)擁有豐富的油料植物資源，其中木本油料樹種有400多種，含油量在15% —60%的有200多種，含油量在50% —60%的有50多種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)尚有不適宜農(nóng)耕的宜林荒山荒地沙荒地8.2億畝，如果利用其中的20%來(lái)種植高產(chǎn)木本能源植物，每年可生產(chǎn)的生物質(zhì)原料2億噸，相當(dāng)千I億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，為大力發(fā)展生物柴油展示了廣闊的前景。
[0004]然而，擺在我們面前的一個(gè)重大課題，即如何從這些種類多樣的能源油料植物資源中，選擇產(chǎn)油量高、適合于本土種植的生物柴油原料樹種。
[0005]通過(guò)查找資料和普查得知，Wi香QCannamomum burmannii )別稱廣東桂皮、香膠葉，是樟科的一種常綠喬木，產(chǎn)于亞洲南部，在中國(guó)境內(nèi)主要分布在南部地區(qū)，如江西、兩廣、福建、浙江、海南、湖南等地均有分布，陰香喜陽(yáng)、暖濕潤(rùn)性氣候，抗逆性強(qiáng)。陰香樹樹籽的結(jié)果率高、產(chǎn)量大，果實(shí)大小約6-9mm*8.5-12.5 mm,果實(shí)呈卵形，成熟時(shí)果皮呈紫黑色，種子呈暗褐色。陰香樹籽含有豐富的油脂，據(jù)測(cè)定其種籽含油率約為59%，籽仁含油率68%以上。油脂中含有多種脂肪酸，其脂肪酸的主要成分有葵酸(10.38%)、月桂酸(84.21%)、十四碳酸(1.38%)、棕櫚酸(0.47%)、油酸(1.48%)、亞油酸(0.91%)、亞麻酸(0.39%)等。同時(shí)，陰香樹的抗逆性很強(qiáng)，可以有效促進(jìn)我國(guó)沙漠、荒地等的開(kāi)發(fā)利用，將陰香樹籽油作為制備生物柴油的原料，對(duì)改善和保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種野生木本油料植物陰香樹籽油制備生物柴油的方法。
[0007]本發(fā)明主要用一種野生木本油料植物陰香樹籽油制備生物柴油的方法，方法為經(jīng)分選、干燥、粉碎后的陰香樹籽在溫度30--80°C、提取時(shí)間為10-60min，提取料液比為1—15，超聲功率為20—150W的情況下，超聲提取種籽油脂，然后，將陰香樹籽油脂脫酸預(yù)處理，以油脂:甲醇質(zhì)量體積比1:10(m:V)加入甲醇，在10-60°C的條件下萃取1—60 min,分離上層甲醇；如上萃取1-10次，每次l-60min ;將萃取得到的陰香樹油先常壓蒸餾，在減壓蒸餾去除多余的雜質(zhì)甲醇，得到純凈的脫酸陰香樹油備用；稱取經(jīng)脫酸處理后的陰香樹油于PPV — 4060有機(jī)合成反應(yīng)裝置中，以1:10的油:醇摩爾比加入無(wú)水甲醇，以陰香樹油質(zhì)量0-10%的比例的加入催化劑，在20—100°C的反應(yīng)溫度、1.0—10.0 h的反應(yīng)時(shí)間，在PPV — 4060有機(jī)合成裝置中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜止分層，上層為生物柴油，下層為甘油，分離下層甘油，得到生物柴油。
本發(fā)明主要用一種野生木本油料植物陰香樹籽油制備生物柴油的方法。其特征在于直接利用陰香植物的種籽生產(chǎn)生物柴油，所述的制備步驟具體如下:
(I)、陰香樹籽處理
將分選好陰香樹籽洗凈放于烘箱中30--80°C烘干，去除水分，取適量放于粉碎機(jī)中粉碎，用一定目篩篩好放于干燥器中備用。
[0008]泛人超聲提取陰香油 脂
取適量陰香籽粉放于三角瓶中，按I一 15料液比加入石油醚，超聲功率為20—150W的情況下，在30--80°C的溫度條件下，超聲提取10-60min，抽濾得淺黃色濾液，將濾液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中。先常壓蒸餾，再減壓蒸餾去除石油醚。將得到的陰香籽油放入烘箱中烘干，得到亮黃色陰香樹籽油。
[0009](3)、陰香樹籽油脫酸預(yù)處理
按GB /T 5530—1998測(cè)定陰香樹籽油脂的酸值為24.52 mgKOH/g，酸值較高，在進(jìn)行堿催化的過(guò)程中要消耗大量的堿催化劑，并且轉(zhuǎn)化率很低，所以需要對(duì)油脂進(jìn)行預(yù)處理，減低其酸值。具體方法如下:
取適量陰香樹油放于圓底燒瓶中，以油脂:甲醇質(zhì)量體積比1: (1-10) (m:V)加入甲醇，在10--60°C的條件下萃取I一60 min,分離上層甲醇。如上萃取1_10次，每次l—60min。然后將萃取得到的陰香樹油先常壓蒸餾，在減壓蒸餾去除多余的雜質(zhì)甲醇，得到純凈的脫酸陰香樹油備用。測(cè)定經(jīng)過(guò)甲醇多次萃取后，陰香樹油酸值降為L(zhǎng)500mgK0H/g以下，符合制備生物柴油的條件，即酸值小于1.5mgK0H/go
[0010](4)、陰香生物柴油的制備
稱取一定量經(jīng)脫酸處理后的陰香樹油于PPV — 4060有機(jī)合成反應(yīng)裝置中，以1:10的油:醇摩爾比加入無(wú)水甲醇，以陰香樹油脂質(zhì)量0-10%的比例的加入催化劑，在20—100°C的反應(yīng)溫度、1.0—10.0 h的反應(yīng)時(shí)間，在PPV—4060有機(jī)合成裝置中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜止分層，上層為生物柴油，下層為甘油，分離下層甘油，得到生物柴油。用溫水洗滌生物柴油多次至中性，靜置直到水層為清亮透明為止，把水放出，將上層生物柴油轉(zhuǎn)移圓底燒瓶中，先常壓蒸餾，再減壓蒸餾去除水分、甲醇、甘油單酸酯、甘油二酸酯、三酰甘油等雜質(zhì)后放入烘箱烘干，得到生物柴油。
[0011]本發(fā)明一種用陰香樹籽油制備生物柴油的方法，先將陰香樹籽提取油脂，再將油脂經(jīng)過(guò)脫酸預(yù)處理，最后將油脂用催化酯交換反應(yīng)制備生物柴油，將本發(fā)明生物柴油的各項(xiàng)指標(biāo)與我國(guó)0#、國(guó)際GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油》的主要性能指標(biāo)進(jìn)行比較。本發(fā)明陰香油生物柴油與我國(guó)0#柴油、國(guó)際GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油》主要性能指標(biāo)相接近，而且閃點(diǎn)高、安全性好；十六烷值(CN)高，燃燒性好。
【具體實(shí)施方式】[0012]實(shí)施例一:
1、陰香樹籽處理
將陰香樹籽洗凈放于烘箱中50°c烘干2.0 h，去除水分，取適量放于粉碎機(jī)中粉碎，用40目篩篩好放于干燥器中備用。
[0013]2、超聲提取陰香油脂
取適量陰香籽粉放于三角瓶中，按料液比1:10加入石油醚，提取溫度60 °C，超聲功率105 W提取20 min,抽濾得淺黃色濾液，將濾液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中。先常壓蒸餾，再減壓蒸餾去除石油醚。將得到的陰香籽油放入烘箱中100°C ±5°C烘干30min，得到亮黃色陰香樹籽油。
[0014]3、陰香樹籽油脫酸預(yù)處理
稱取適量陰香樹油放于圓底燒瓶中，以油脂:甲醇質(zhì)量體積比1:2 (m:V)加入甲醇，在32°C的條件下萃取lOmin，分離上層甲醇。如上萃取5次，每次lOmin。將萃取得到的陰香樹油先常壓蒸餾，在減壓蒸餾去除多余的雜質(zhì)甲醇，得到純凈的脫酸陰香樹油備用。
[0015]4、陰香生物柴油的制備
稱取處理陰香油50.45 g，甲醇12.65 g，KOH催化劑0.405 g，放于反應(yīng)容器中，將反應(yīng)容器放于有機(jī)合成裝置上，打開(kāi)電源，在溫度升到60 °C后計(jì)時(shí)，反應(yīng)2 h，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗，用適量溫水洗滌3-4次左右，分離水層，將得到的生物柴油減壓蒸餾，去除雜質(zhì)，得到生物柴油48.40 g。
[0016]將陰香油生物柴油的各項(xiàng)指標(biāo)與我國(guó)0#柴油、國(guó)際GB/T 20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油》的主要性能指標(biāo)進(jìn)行分析比較，結(jié)果見(jiàn)表1。
[0017]表1陰香生物柴油與0#柴油、GB /T 20828— 2007指標(biāo)比較
【權(quán)利要求】
1.一種用陰香樹籽油制備生物柴油的方法，其特征在于:經(jīng)分選、干燥、粉碎后的陰香樹籽在溫度30--80°C、提取時(shí)間為10—60min，提取料液比為1—15，超聲功率為20—150W的情況下，超聲提取種籽油脂，然后，將陰香樹籽油脂脫酸預(yù)處理，以油脂:甲醇質(zhì)量體積比1:10 (m:V)加入甲醇，在10—60°C的條件下萃取I一60 min，分離上層甲醇；如上萃取1_10次，每次l-60min ;將萃取得到的陰香樹油先常壓蒸餾，在減壓蒸餾去除多余的雜質(zhì)甲醇，得到純凈的脫酸陰香樹油備用；稱取經(jīng)脫酸處理后的陰香樹油于PPV — 4060有機(jī)合成反應(yīng)裝置中，以1:10的油:醇摩爾比加入無(wú)水甲醇，以陰香樹油質(zhì)量0-10%的比例的加入催化劑，在20—100°C的反應(yīng)溫度、1.0—10.0 h的反應(yīng)時(shí)間，在PPV — 4060有機(jī)合成裝置中進(jìn)行酯交換反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜止分層，上層為生物柴油，下層為甘油，分離下層甘油，得 到生物柴油。
【文檔編號(hào)】C10L1/02GK104017657SQ201410104505
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】劉光斌, 董振浩, 趙曉霞 申請(qǐng)人:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)