[發明專利]以蛋殼和地溝油為原料制備脂肪酸鈣和生物柴油的方法

無效

• 申請號: 201210313292.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102796621A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 許春麗;楊軍;張棟
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02;C07C51/41
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于地溝油工業應用技術領域，特別涉及一種以廢蛋殼和地溝油為原料制備脂肪酸鈣和生物柴油的方法。

背景技術

在中國，每年大約有450萬噸的地溝油產生，這在一定程度上對環境造成了嚴重的污染，因此我們急需找到一種正確而合理的方式來處理數量巨大的地溝油。地溝油因其成本較低，而常作為一種比較經濟的原料用來生產生物柴油。但地溝油中游離脂肪酸含量較高，它們一般會和酯交換反應中所使用的堿性催化劑（如NaOH，KOH）反應生成肥皂，肥皂的生成阻止反應過程中甘油的有效分離，從而大大降低了生物柴油的產率。

為了克服上述缺點，在酯交換法制備生物柴油前對地溝油應該進行必要的預處理，使得其中游離脂肪酸的含量必須小于1%。目前報道了一些物理方法，比如像精餾和膜分離技術，和化學方法，一般采用強酸預酯化，用于地溝油的預處理。但是物理方法對能源消耗量大，而化學方法中使用強酸會產生大量廢水，導致設備腐蝕嚴重和對環境造成污染，而且反應溫度較高，這些復雜的預處理會增加生物柴油的生產成本。因此必須尋求一種低能耗并且盡量避免使用均相酸堿的替代方法來去除地溝油中的游離脂肪酸，提高生物柴油的產率。

發明內容

為了解決現有技術中以地溝油為原料制備生物柴油的過程中所存在的不足，本發明提供了一種以蛋殼和地溝油為原料，能夠變廢為利，生產成本低、環境污染小的制備脂肪酸鈣和生物柴油的方法。

本發明解決技術問題的技術方案包括以下步驟：

（1）蛋殼處理

將蛋殼用去離子水洗干凈，100℃下24小時烘干，研磨，過100目篩，置于馬弗爐內900～1100℃焙燒1.8～2.1小時，升溫速率為10℃/分鐘，自然冷卻至室溫，得到CaO；

（2）分離脂肪酸鈣

將除渣除水處理后的地溝油中加入CaO，地溝油與CaO的質量比為1：0.01～0.03，在室溫下攪拌30～40分鐘，攪拌速率為700～800轉/分鐘，加熱至75～80℃，保持3～4分鐘，脂肪酸鈣結塊，與油脂分離，將結塊的脂肪酸鈣取出完全溶解于四氫呋喃中，抽濾，除去剩余的CaO，60～70℃蒸發14～16分鐘，得到凈化的脂肪酸鈣，分離的油脂用無水MgSO₄除水，室溫攪拌25～35分鐘，離心除去MgSO₄，得到凈化油脂；

（3）制備生物柴油

在凈化油脂中加入無水甲醇和CaO，凈化油脂與無水甲醇、CaO的質量比為1：0.33～0.6：0.03～0.06，攪拌混勻，65～70℃回流3～4小時，離心分離，將上清液在42～46℃、-0.1MPa下減壓蒸餾，得到生物柴油。

上述步驟（2）中地溝油與CaO的較佳的質量比為1：0.015～0.025。

上述步驟（3）中在凈化油脂中加入無水甲醇和CaO，凈化油脂與無水甲醇、CaO較佳的質量比為1：0.35～0.45：0.035～0.045。

本發明以蛋殼和地溝油為原料生產生物柴油，利用蛋殼制備的CaO與地溝油中的游離脂肪酸反應生成脂肪酸鈣，使脂肪酸鈣凝結后與地溝油中的油脂分離，得到脂肪酸鈣，進而用分離的油脂與無水甲醇在處理后的蛋殼的催化下進行酯交換反應轉化成生物柴油，本發明有效利用了生活垃圾中的地溝油和廢蛋殼，變廢為利，工藝條件溫和，生產周期短，生產成本低，而且在制備過程中對環境污染小，原料利用率高，生物柴油的產率高。

附圖說明

圖1為實施例1中分離出來的脂肪酸鈣的X射線衍射圖譜。

圖2為標準樣的脂肪酸鈣的X射線衍射圖譜。

圖3為對實施例1中制備的生物柴油的核磁共振氫譜。

具體實施方式

現結合附圖對本發明進行進一步說明，但是本發明不僅限于下述的實施例。

實施例1

取100g除渣除水后的地溝油，利用蛋殼和地溝油為原料制備脂肪酸鈣和生物柴油的方法包括以下步驟：

（1）蛋殼處理

將6.5g蛋殼用去離子水洗干凈，100℃下24小時烘干，研磨成粉末，過100目篩侯置于馬弗爐內1000℃焙燒2小時，升溫速率為10℃/分鐘，自然冷卻至室溫，得到CaO；

（2）分離脂肪酸鈣