[发明专利]用动物油脂和鲜薯类制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明用动物油脂和鲜薯类制备生物柴油的方法，属于新能源技术领域。

背景技术

众所周知，化石燃料是有限的资源。生态能源产业将逐步成为国民经济赖以生存的支柱 型产业。生物柴油是清洁的可再生能源，它是以油料作物、油料林木果实以及动物油脂、废 餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品，是典型的“绿色能源”。大力发 展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要 的战略意义。柴油分子是由15个左右碳原子的链组成，动植物油脂分子则一般由14-18个碳 原子的链组成，与柴油分子中碳原子数相近。按化学方法或生物技术将动植物油脂转化为动 植物脂肪酸甲酯或乙酯，作为生物柴油燃料，不仅具有良好的燃料性能和安全性能，而且具 有优良的环保特性和可再生性能。此外，生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降 低油耗、提高动力性和降低尾气污染。

传统生物柴油制备方法主要是用动植物油脂与甲醇或乙醇在酸或者碱性催化剂和高温 (230-250℃)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。 上述方法合成生物柴油有以下缺点：工艺复杂，酯化产物难于回收，生产过程有废碱液排放； 能耗高，成本高。为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂 和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具 有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。但目前主要问题有：对甲醇及乙醇的转化率低， 一般仅为40％-60％。由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效，而对短链脂肪醇(如 甲醇或乙醇等)转化率低，而且短链醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难 于回收，不但对产物形成有抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。

近年来，由于人们大量食用动物脂肪，致使许多中老年人患有高血脂、肥胖症。羊油脂 和猪油脂属于动物脂肪，大量食用羊油脂和猪油脂必将对人体健康带来不利因素。随着我国 畜牧业的发展，肥羊和肥猪数量也在迅速增长。每只肥羊可分割羊油脂约3公斤；每只肥猪 可分割猪油脂约5公斤。除了少数直接食用外，绝大数羊油脂或猪油脂成为废弃物，造成了 极大的资源浪费。马铃薯和红薯在我国各地均有种植，属高产作物。亩产可达2-4吨，块茎 含淀粉20％-30％。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用动物油脂和鲜薯类制备物柴油的方法，实现 酯化产物易于回收，生产过程没有废碱液排放，能耗较低，产率较高，离子液体可循环使用， 对环境友好，便于操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：用动物油脂和鲜薯类制备生物柴油的 方法，按下述步骤方法：

第一步：将动物油脂在硫酸催化下进行水解成动物脂肪酸，方法步骤如下(按重量份配 制)：

a、将动物油脂100份搅碎成泥状，加入15-25份的纯净水、加入重量百分比为10％的 硫酸溶液25-35份；然后，加热至90-100℃，并搅拌1-2小时；

b、将上述的热态混合物趁热过滤，分别得到滤液和油渣；

c、油渣经适量开水冲洗直接作为蛋白饲料，冲洗液并入滤液中；

d、将上述滤液静置8小时后在分液漏斗中分液，分液漏斗中的上层为动物脂肪酸，分液 漏斗中的下层为硫酸-甘油溶液；

e、在上述硫酸-甘油溶液中加入1-2份Ba(OH)₂，生成BaSO₄沉淀和甘油溶液；

f、将上述甘油溶液倾出后蒸馏，温度控制在90-100℃，馏出物为水分，剩下甘油，作 为本发明副产品；

第二步：将鲜薯类在a-淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、尿素、活化酵母液作用下发酵为乙 醇，方法步骤如下(按重量份配制)：

a、将100份鲜薯类磨碎成糊状；

b、在上述糊状物中加水30-50份，边搅拌边升温至70-80℃，加入5000u/kg鲜薯类的 a-淀粉酶，温度保持在70-80℃，液化30min，冷至30-35℃；

c、在上述冷至30-35℃的液体中同时加入6000u/kg鲜薯类的糖化酶、4000u/kg鲜薯类 的纤维素酶、1.0g/kg鲜薯类的尿素、30ml/kg鲜薯类的活化酵母液，温度保持在30-35℃， 发酵6d；