[發(fā)明專利]一種用橡子酒糟生產(chǎn)生物柴油和飼料的方法

有效

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• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104531366B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳楨芬;蘇有勇;趙逸群
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C10L1/02;A23K10/38
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用橡子酒糟生產(chǎn)生物柴油和飼料的方法，屬于生物能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近來，隨著能源危機的出現(xiàn)，國家能源戰(zhàn)略定位于加快替代能源，特別是可再生能源的開發(fā)，減少對石油的依賴，以國家立法的形式鼓勵包括燃料乙醇在內(nèi)的生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展，發(fā)展燃料乙醇有助于保證我國能源安全，改善生態(tài)環(huán)境。

生產(chǎn)燃料乙醇的原料很多，包括淀粉類 、糖類和木質(zhì)纖維素類，我國以非糧作物及農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)能源開發(fā)被放在資金重點扶持的首位，在野生植物原料中，橡子可謂是一種優(yōu)良的生物資源，其種子淀粉含量達50.4%，脂肪油約5%，產(chǎn)于江蘇西南部的含油量達15～20%，橡子是櫟樹的果實，形似蠶繭，故又稱栗繭。橡子外表硬殼，棕紅色，內(nèi)仁如花生仁，含有豐富的淀粉，可食用。橡子樹大多是根深葉茂的落葉喬木，適應性強，全國30個省、市、自治區(qū)除了青海和新疆外，均有自然分布，我國櫟屬品種最多，多產(chǎn)于山區(qū)，分布極廣，我國是橡子資源主要產(chǎn)地，也是世界的分布中心。橡子作為食品除用作食用橡子面、橡子淀粉外還可作豆腐用于釀制。但由于其自身缺陷，如淀粉支鏈度高難以消化吸收，且含有較多的單寧不易除凈，因而其加工品仍有澀味和對中樞神經(jīng)有毒害作用，使其在食品、飲料工業(yè)上的利用走入了死胡同。

因此，橡子作為生產(chǎn)燃料乙醇的原料得到了發(fā)展，近年也有很多學者對此進行研究，如一項公開號為CN101684484A的專利“一種以橡子為原料生產(chǎn)燃料乙醇的方法”提出了一種新的生產(chǎn)方法。但是，現(xiàn)階段，無論使用哪一種生產(chǎn)燃料乙醇的方法，其副產(chǎn)物酒糟的利用價值一直被關(guān)注，酒糟是發(fā)酵成熟醪蒸餾后的廢液，含水量較大，在90—98％左右，干物質(zhì)含量2—10％左右，酒糟的干物質(zhì)成分主要是蛋白質(zhì)，酒糟的干物質(zhì)中，除了蛋白質(zhì)外，還含有纖維素、聚戊搪、灰分、脂肪、焦糖、黑色素等物質(zhì)。酒糟作為飼料營養(yǎng)價值較高，還在于酒糟中含有豐富的B族維生素和生長素等。目前，酒糟的合理利用主要是用作家畜飼料。然而，這種飼料在工業(yè)化或市場化上均存在眾多問題，第一，這種飼料在營養(yǎng)價值和價格上與傳統(tǒng)的大豆飼料沒有競爭力；第二，由于橡子酒糟飼料中還含有一定油脂，致使它的儲存時間短，很難市場化；第三，大多數(shù)酒糟干燥工藝都是用熱空氣去烘干酒糟，排放出帶有臭味的氣體造成了空氣污染。

生物柴油是一種良好的石化柴油替代品，具有優(yōu)良的環(huán)保性、良好的燃料性能及可再生等特點。生物柴油制備成本中75%是原料成本，價格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障礙，降低生物柴油制備成本是實現(xiàn)生物柴油規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。若能利用橡子酒糟中的油脂轉(zhuǎn)化成生物柴油將是非常有前景的市場。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種橡子酒糟高效利用的方法，利用橡子生產(chǎn)燃料乙醇的副產(chǎn)物酒糟來生產(chǎn)生物柴油和營養(yǎng)飼料，生產(chǎn)出的生物柴油可以作為替代燃料出售，生產(chǎn)出的營養(yǎng)飼料可以以比傳統(tǒng)酒糟飼料高的價格出售，因為酒糟中的油脂已經(jīng)完全析出并轉(zhuǎn)化成生物柴油，剩下的飼料產(chǎn)品富含蛋白質(zhì)和碳水化合物，更易于儲存和加工。

本發(fā)明的生物柴油的提純方法按以下步驟完成：

（1）原液分離：原液進入分離器Ⅰ進行離心分離，分離成酒糟和稀液兩部分，稀液進入蒸發(fā)器Ⅰ中進行蒸發(fā)，蒸發(fā)水后留下糖漿；

（2）提取過程：酒糟與乙醇蒸汽一起進入提取器，在溫度為75℃-90℃下，提取6-7小時后，得到提取物和粗飼料，粗飼料經(jīng)過蒸發(fā)器Ⅱ蒸發(fā)后得到營養(yǎng)飼料，蒸發(fā)出的乙醇回收利用；

（3）去油過程：從提取器出來的提取物進入蒸發(fā)器Ⅲ中進行蒸發(fā)，蒸發(fā)出來的乙醇送入乙醇蒸汽管道回收利用，蒸發(fā)后得到濃縮液，隨后濃縮液進入分離器Ⅱ進行分離，得到油脂和糖漿廢液；

（4）酯交換反應：油脂、乙醇蒸汽以及酸催化劑或堿催化劑進入反應器進行酯交換反應，在溫度為150℃-170℃下，提取7-8小時后，產(chǎn)物進入分離器Ⅲ，下層得到甘油溶液，上層得到粗生物柴油，粗生物柴油進入精餾器進行精餾，蒸出的乙醇回收后得到生物柴油成品。

本發(fā)明所述原液為橡子生產(chǎn)燃料乙醇過程中蒸餾后留下的殘液；糖漿為燃料乙醇過程蒸發(fā)后稀液中的殘留物，其中含有28%～34%固體成分，可以與酒糟混合或者直接用于動物飼料；提取物為是酒糟和乙醇中的可溶物；濃縮液為無乙醇的提取液；

本發(fā)明步驟（4）中催化劑為油脂質(zhì)量的0.5%-1%，酸催化劑為強酸（如氫氧化鈉、氫氧化鉀等）或堿催化劑為強堿（如硫酸、磷酸、鹽酸等）。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果：