[发明专利]一种基于废弃咖啡渣提取生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物与化工技术领域，涉及一种从咖啡废渣中提取生物柴油以及剩余 油渣再利用的方法。

背景技术

生物柴油一般提炼自动植物油，在拖拉机、卡车、船舶机械设备中应用比较广泛。 它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以 及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再 生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成 不同。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大 的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：酯、醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。复合型生 物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备 和特殊工艺合成。

随着国家对新能源的支持，生物质能、太阳能、地热能、风能、海洋能和核聚变能等 一系列新能源涌现出来走向我们的生活。而其中生物质能表现出来良好的发展态势。生物 质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它 直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不 尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源，我们可以看到生物质 能的宝贵性。

发明内容

为了解决废弃咖啡渣的回收再利用问题，本发明提供了一种基于废弃咖啡渣提取 生物柴油的方法，利用该方法可以简单、高效的提取生物柴油。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于废弃咖啡渣提取生物柴油的方法，包括以下步骤：

一、咖啡油的提取：

（1）准确称量咖啡渣，按照料液比为80~120：1（g/L）的比例将咖啡渣和沸水放于咖啡壶 中煮3~8分钟左右，过滤掉液体，将剩下的咖啡渣置于烘干箱中，在65~70℃的温度下烘干20 ~24小时；

（2）将正庚烷溶剂加入咖啡渣中，控制液料比为1:50~150（kg/g），在室温下搅拌2~3小 时后把咖啡渣过滤出来，再次用新鲜的正庚烷溶剂溶解咖啡渣，控制液料比为1:50~150 （kg/g），第二次提取咖啡油，萃取2~3小时；

（3）合并提取液，将提取液蒸馏回收正庚烷溶剂，并经干燥，即得咖啡油。

二、咖啡油的精炼：

（1）在咖啡油中加入水，加水量约为油脂的25~30wt%，采用中温水化（温度40~75℃，时 间6~8小时），搅拌速度为60~70r/min；

（2）将水化后的咖啡油加热到35~45℃，加入适量碱液（用量根据油的酸价而定），搅拌 中徐徐升温到65~75℃，分离出油和皂脚，然后水洗，沉降，分离，干燥。

三、生物柴油的制备：

（1）向精炼后的咖啡油中加入过量甲醇，再加入NaOH溶液作为碱性催化剂，咖啡油与甲 醇在60~70℃、常压下进行酯交换反应30~50分钟，其中：醇油摩尔比为4~8:1，NaOH溶液占咖 啡油与甲醇混合物体积浓度的1~2%左右；

（2）反应结束后，进行常压蒸馏，回收过量的甲醇；

（3）用布氏漏斗过滤回收催化剂，滤液放入梨形分液漏斗中静置分层，下层为甘油，上 层为脂肪酸甲酯，即生物柴油。

四、咖啡渣煤的制备：

（1）收集抽提后剩余的咖啡渣；

（2）将咖啡渣通过压制法用压块机压成棒状颗粒固体燃料。

本发明利用酯化反应从咖啡渣中提取生物柴油，具有如下优点：

1、对于剩余的废渣，可制成燃料可用于替代煤等传统燃料；

2、对咖啡渣的进一步利用真正实现100%的转换；

3、燃烧产生的煤灰也可以制成肥料进一步加以利用；

4、碱炼后生成的脂肪酸钠可用来制肥皂。

附图说明

图1为基于废弃咖啡渣提取生物柴油的工艺流程图；

图2为咖啡渣原料；

图3为精炼后的咖啡油；

图4为制得的生物柴油。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本 发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的保护范围中。