[发明专利]一种菊芋醇热解浒苔可再生能源生物油的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种菊芋醇热解浒苔可再生能源生物油的制备方法，属于再生能源技术领域。

背景技术

浒苔俗称苔条、青海苔等，为绿藻门石莼目石莼科浒苔属的藻类植物，在我国广泛分布于东海，属于东海海域优势种。浒苔的爆发具有产生量及持续时间不确定性等特点。大规模爆发的浒苔，在沿岸及港湾聚集，会严重地影响景观环境，如不及时清运处理，浒苔腐烂后会更加严重地污染海域环境，然而短时间内产生量大，大量堆积的浒苔无法得到及时的利用，造成了资源的浪费。

乙醇制备方法一般是发酵法，是由糖质原料（如糖蜜、亚硫酸等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）发酵而成。发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料一般是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；这些粮食经一定的预处理后，经水解、发酵，即可制得乙醇，在这些制作过程中使用的粮食成本比较高。菊芋是一种高产稳定、用途广泛的农作物，适合在我国的大部分地区种植，除部分茎被直接食用或加工成小食品外，其它资源一直未被有效利用，除了少量用作饲料，大部分都是作为废弃物抛弃，造成资源浪费和环境污染，如果能够将菊芋开发新的原料，对保护自然生态环境，降低环境污染，发挥着重要的作用。

化石能源一直以来是人类消费的主要能源，虽其含有苯环类化合物及重金属离子等有毒物质，会增加致癌率以及空气毒性，尽管如此，化石能源仍为不可再生能源，其储量和使用寿命是有限的。随着全球经济的高速发展，能源的消耗急剧增长，导致化石能源日益枯竭，据统计，按照目前的开发利用速度，煤和石油等化石能源储量分别只能够维持200年和40年左右，天然气的储采比约为60年。随着化石能源的使用，全世界正面临着日益严峻的能源危机和环境污染问题，直接影响着社会经济的可持续发展和人与自然的和谐共处。然而传统的生物油往往是由动物油脂或者餐饮废弃油为原材料，污染性大，因此，开发可再生、环境友好和经济科学的燃料替代传统化石能源已经迫在眉睫。生物油作为一种环境友好型可再生能源应运而生，目前倍受各国关注。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前化石能源储量和使用寿命有限，能源不可再生，且在使用过程中会增加致癌率以及空气毒性，所以开发生物能源来替代传统的化石能源非常重要，但是传统的醇类燃料多是以粮食发酵制得，造成资源浪费，使用非食用性生物制备燃料并不常见，提供了一种菊芋醇热解浒苔可再生能源生物油的制备方法。该方法以菊芋为原料，经菊粉酶溶液水解后，酵母发酵得发酵液，发酵液经冷凝回收得菊芋醇，以制得的菊芋醇和浒苔混合后放入高压反应釜，程序升温至热解温度进行高温热解，热解液经抽滤后用氯化铵溶液洗涤，蒸馏去除溶剂后即得一种菊芋醇热解浒苔可再生能源生物油。本发明制得的生物油不仅燃烧性能好，而且不会有致癌物以及空气毒性，环保，卫生。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取1～2kg菊芋用蒸馏水洗净后，去皮用刀切成1～2mm的薄片，均匀放置使其自然风干，将风干后的菊芋片放进研钵中进行研磨，再过100目标准筛，得菊芋粉，备用；

（2）取20～50g干酵母粉，按固液比为1:10～1:20添加进质量浓度为50%的葡萄糖溶液中，水浴加热升温至36～38℃，保温15～20min后，降温到30～32℃活化1h，得到活化酵母液；

（3）将500～600g上述制得的菊芋粉倒入2～3L蒸馏水中，放置在磁力搅拌机上以300～400r/min的转速搅拌20～30min得到菊芋粉悬浊液，向其中加入10～20mL菊粉酶溶液，用灭菌后的玻璃棒搅拌均匀后，静置水解6～9h，得菊芋粉水解液；

（4）将上述水解液用红外线高温瞬时杀菌5～10s，之后将活化酵母液按体积比为1:20加入到灭菌后的水解液中，用玻璃棒搅拌均匀后倒入发酵罐，用保鲜膜密封罐口，将其放入恒温箱，在38～48℃下厌氧发酵7～10天后过滤发酵物得发酵液，并将发酵液倒入冷凝回流装置，回流得到菊芋醇，备用；

（5）称取500～600g新鲜浒苔和1～2L上述制得的菊芋醇一起装入高压反应釜，向反应釜中以5mL/min的速率通入氮气，直至将反应釜内的空气排尽，开启搅拌装置，以300～400r/min的转速进行搅拌；

（6）边搅拌边给反应釜以4℃/min的速率程序升温600℃，保温热解3～4h后，关闭加热开关，待其自然冷却后打开反应釜排尽气体产物，将反应釜内的混合液转入布氏漏斗，用质量浓度为30%的氯化铵溶液进行清洗抽滤，分离得到抽滤液；