一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法
【专利摘要】本发明公开了一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，方法步骤如下，a.通过压榨法对榆叶梅种子进行压榨；b.将溶有KOH催化剂的甲醇与榆叶梅种子油脂进行酯交换反应；c.反应完毕后将反应后的混合物进行分离；d.然后进行干燥；e.过滤后得到浅黄色、澄清透明的生物柴油产品。与现有技术相比，本发明以榆叶梅种子油脂为原料制备生物柴油可使榆叶梅种子得以大规模的应用，并提供了一种新型木本生物质资源，可以缓解生物柴油生产的原料瓶颈问题，同时优化了其工艺，使其成本最低化，生产工艺简单、成本低、产品纯度高，并使榆叶梅油脂转化为生物柴油最大化。
【专利说明】一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物柴油的制备方法，尤其涉及一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法。
【背景技术】
[0002]长期以来，以化石能源为主的能源供给给人类社会的可持续发展带来了巨大的挑战:一方面，不断增加的世界人口和日渐枯竭的化石能源导致全球能源供需矛盾日益突出，引发大量国家或地区间的武装冲突及经济纠纷；同时，大规模使用化石能源引起二氧化碳等温室气体过度排放，导致海平面上升和气候变化等一些列重大环境问题，严重威胁人类社会和其它地球生命的生存空间。因此，能源供给的多元化、可再生化和清洁化已成为人类社会可持续发展的必然选择，开发生物柴油等生物质能源是解决全球能源危机的方向之一。生物柴油，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过酯交换反应，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料，它具有优良的环保性、低温起动性、润滑性及可再生性，是理想的石化柴油补充燃料，对缓解当前巨大的能源和环境压力具有很大作用。尽管目前国际上利用蓖麻、油菜籽和大豆等粮食作物为原料来制备生产生物柴油，取得了一定进展，但存在生物柴油制备成本高(80%左右为原料成本)，已成为其产业化的瓶颈，而且这势必加剧粮食和工业原料生产间的耕地竞争问题，危及世界粮食安全。林木生物质能源具有生物量大、能量密度高、种类丰富、一次栽种多年受益、不与人争粮等优点，是实现大规模能源化的理想生物质资源，因此，挖掘适宜非耕地种植的林木生物质能源资源，丰富可再生生物柴油原料供应链，具有十分重要的现实意义。近年来一些发达国家通过研究已陆续将生物柴油原料的生产转移至产油高、适合非耕地种植的新型的木本油料植物，如新近挖掘的大果巴豆，桑橙、桐棉、牛油果、美洲无患子等，目前大多已处于研究或示范推广阶段。与国外相比，我国存在更为严峻的人均耕地面积少、粮油短缺等问题，据此，针对我国非耕地(山地、丘陵、沙地等)面积广阔、且木本油料植物资源丰富等情况，通过深入研究并挖掘适宜我国非耕地种植的新型木本油料植物，发展生态能源林，显得尤其迫切和重要，这不仅符合“不与粮争地、不与人争粮”的根本原则，而且可有效促进生态保护及增加农民收入，更是实现能源可持续发展的重要途径，以保证我国在未来的国际能源产业竞争中的优势地位。
[0003]榆叶梅，属蔷薇科李亚科桃属木本植物，通常为落叶灌木，主要产于中国北方的山地和丘陵地区，其根系发达、萌蘖能力强、容易繁殖、生长快，具抗寒、耐旱、耐瘠薄和病虫害少等特性，是我国北方固沙保土、涵养水源和改善生态环境的优良乡土园林观花树种。栽培类型常见于全国各地公园、街道、路边。其种仁含油率高达50%左右，具有较高的经济和药用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于为解决生物柴油生产的原料选择问题，而提供了一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，方法步骤如下，
[0006]a.通过压榨法对榆叶梅种子进行压榨，获取榆叶梅种子油脂；
[0007]b.将溶有KOH催化剂的甲醇与榆叶梅种子油脂进行酯交换反应，反应温度控制在50-70°C，并快速搅拌；
[0008]c.反应完毕后将反应后的混合物进行分离，取上层甲酯溶液，用温水进行洗涤至中性；
[0009]d.然后加入无水Na2SO4进行干燥；
[0010]e.过滤后得到浅黄色、澄清透明的生物柴油产品；
[0011]作为优选，步骤a中，获取的榆叶梅种子油脂为长链脂肪酸甘油三酯TG ；
[0012]作为优选，步骤b中，溶有KOH催化剂的甲醇与榆叶梅种子油脂先预热后进行酯交换反应，预热温度为42-48°C ；
[0013]作为优选，步骤c中，将反应混合物倒入分液漏斗中进行分离；
[0014]作为优选， 所述榆叶梅种子油脂、甲醇、KOH催化剂的质量百分比如下，榆叶梅种子油脂 1000g、KOH 催化剂 8g-12g、甲醇 180g-250g。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0016](I)本发明所采用的制备生物柴油的原料是新型资源木本生物质资源，即目前以榆叶梅种子油脂为原料制备生物柴油的研究尚未见有报道。以榆叶梅种子油脂为原料制备生物柴油，可使榆叶梅种子得以大规模的应用，并提供了一种新型木本生物质资源，可以缓解生物柴油生产的原料瓶颈问题。
[0017](2)本发明采用碱催化醋交换法制备生物柴油，同时优化了其工艺，使其成本最低化，并使榆叶梅油脂转化为生物柴油最大化。
[0018](3)由于榆叶梅种子油脂其酸值比较低(l.0SmgKOH-g—1)，无需酸处理。因此采用榆叶梅种子油脂为原料，具有生产工艺简单、成本低等优点。
【具体实施方式】
[0019]下面将对本发明作进一步说明。
[0020]一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，是在常压条件下，在装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，加入榆叶梅种子油脂(化学组成为长链脂肪酸甘油三酯TG)和溶有KOH催化剂的甲醇，进行酯交换反应(温度控制在50-70°C，快速搅拌)，三步进行，最后得到生物柴油(脂肪酸甲酯简称FAME)和甘油。反应完毕后，将反应混合物倒入分液漏斗中进行分离，取上层甲酯溶液，用适量的温水进行洗涤至中性，然后加入无水Na2SO4进行干燥，过滤后得到浅黄色、澄清透明的生物柴油产品。其酯交换反应的反应方程式为:
[0021]
【权利要求】
1.一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，其特征在于:方法步骤如下， a.通过压榨法对榆叶梅种子进行压榨，获取榆叶梅种子油脂； b.将溶有KOH催化剂的甲醇与榆叶梅种子油脂进行酯交换反应，反应温度控制在50-70°C，并快速搅拌； c.反应完毕后将反应后的混合物进行分离，取上层甲酯溶液，用温水进行洗涤至中性； d.然后加入无水Na2SO4进行干燥； e.过滤后得到浅黄色、澄清透明的生物柴油产品。
2.根据权利要求1所述的一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，其特征在于:步骤a中，获取的榆叶梅种子油脂为长链脂肪酸甘油三酯TG。
3.根据权利要求1所述的一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，其特征在于:步骤b中，溶有KOH催化剂的甲醇与榆叶梅种子油脂先预热后进行酯交换反应，预热温度为42-48℃。
4.根据权利要求1所述的一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，其特征在于:步骤c中，将反应混合物倒入分液漏斗中进行分离。
5.根据权利要求1所述的一种榆叶梅种子制备生物柴油的方法，其特征在于:所述榆叶梅种子油脂、甲醇、KOH催化剂的质量百分比如下，榆叶梅种子油脂1000g、KOH催化剂8g_12g、甲醇 180g_250g。
【文档编号】C11C3/10GK104046517SQ201410197078
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】王利兵, 于海燕, 秦兆宝, 林善枝, 钮俊 申请人:中国林业科学研究院林业研究所