利用人工养殖的基料制备绿色生物柴油的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用人工养殖的基料制备绿色生物柴油的方案，该方法是以生长因子，营养要素，培养基为原料，经人工养殖培养出制备绿色柴油的基料，以酸为催化剂在反应器中进行酯交换反应，酯交换反应对基料无特殊要求和严格限制，过程简单且提高了生产效率，使绿色生物柴油技术成本大大降低于其它各种生物柴油及原料油的生产成本，克服了制备生物柴油原料受限于人类争夺食品用油和油料种籽来换取能源的缺点，在生物柴油领域大胆突破创新，研制出可持续发展的制备生物柴油新基料，极大地减少了投资，为传统的生物柴油产业洞开了一个新的生机盎然的绚丽前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于在生物柴油化工领域，用人工养殖的基料为原料，在反应器中制备绿色生物柴油的方法。
技术介绍
当前在世界范围内，生物柴油的生产与加工主要选用动植物油，包括含植物种籽，直接制备生物柴油的技术，还有利用厨房废油和地沟油制备生物柴油，以上方法均属原料有限，由其植物油和其种籽(即为人类争夺食用油换取能源)又兼备价格昂贵，原料来源短缺的制约，尽管国内外诸多专利申请，如中国专利：CN102703135B,CN103865658B,CN101531913A,CN102041108A,还有法国CN101809133，巴西CN1826403A与US7112229，印度CN101702916A，均围绕所利用含油的植物种籽制备生物柴油，即无创新，又不具备先进性。
技术实现思路
制备绿色生物柴油的原料是通过生长因子、培养基、营养要素人工养殖出的一种富含油脂蛆虫体，所采用的是生物学原理在通过物理、化学的手段，使其蛆虫体内细胞破裂，将油脂从细胞中析出，用化学方法即用能溶解油脂的有机溶剂渗透到细胞中，发生溶胀同时油脂与相性的醇混合溶剂在强烈的搅拌和反应温度下，在催化剂的作用下进行了酯交换反应，效果近乎均相反应，因此，酯交换反应快速进行，本专利技术正是基于这种理论并经过反复试验后提出一种利用人工养殖的基料制备绿色生物柴油的方法，该方法是将煤炭为生长因子，污水为营养要素，山梨醇酐单硬脂酸酯为培养基，经人工养殖得到一种含油脂的蛆虫体为原料，通过加热及混合溶剂、催化剂和搅拌作用下，使油脂析出进行了酯交换反应，过程简单，绿色生物柴油收率高，成本低，通过人工养殖得到富含油脂的蝇蛆作为制备生物柴油原料到目前为止，在世界范围内还没有报道过此类方法。本专利技术制备的绿色生物柴油的方法，以含油脂的蛆虫体为原料，以石油醚和甲醇为混合溶剂，浓硫酸为催化剂，包括如下步骤：将蛆虫、混合溶剂和催化剂在反应器中混合，在搅拌回流下反应40-65分钟，反应结束后，经分离，蒸馏得到绿色生物柴油。所述的蝇蛆虫体为脂肪28.1-40.3％，蛋白质24.7-38.6％，水分4.7％，其余为矿物质等杂质。具体地说：本专利技术提供一种利用人工养殖基料提取绿色生物柴油的制备方法，包括如下步骤：以含油脂的蛆虫体为原料，混合溶剂和催化剂在反应器中搅拌回流反应40-65分钟，温度为110-160℃，搅拌转数为360-720转/分，反应结束后，经分离，蒸馏得到绿色生物柴油。本专利技术无需单独提取蛆虫体内的油脂，而是通过回流反应搅拌使蛆虫体内的油脂浸出与酯交换反应同时进行，直接制备生物柴油，简化到一道工序来完成的、提高了生产效率。其中混合溶剂为石油醚和甲醇，生长因子煤炭应事先粉碎，粒度为200目，优选含C量78％以上，营养要素为含有苍蝇卵或人工接种苍蝇卵的湖水、河水或污水中的一种或二种以上，优选污水；污水为污水沟水、污水溏水、污水池水或居民生活污水中的一种或二种以上。优选的是分离上层蒸出混合溶剂得到绿色生物柴油，下层催化剂分出后可循环使用二次，滤渣压干，干燥后用作畜牧养殖的蛋白饲料或做为植物肥料。混合溶剂中石油醚和甲醇的重量百分比优选为6：4到4：6。混合溶剂的用量与蛆虫体重量比为6-7：4-3，优选为6.8-7:3.2-3。本专利技术所述的反应结束后，优选采用真空抽滤的方法，除去渣子，将得到的滤液静置分层，分出上层油相和下层酸催化剂，上层油相经真空蒸馏出溶剂得到的是绿色生物柴油，混合溶剂可循环使用，滤渣可压干，干燥后用作畜牧养殖的蛋白饲料或做为植物肥料。所述的生长因子煤炭C含量为78％以上，含N含量为1.19％-1.86％，粉碎粒度为200目，培养基山梨醇酐单硬脂酸酯，营养要素为含蝇卵的河水、污水或湖水，将三种原基料混合搅拌均匀后，在养殖罐中，恒温27-32℃，优选29-30℃，时间为240-340小时，优选280小时。以利养殖成优质的蛆虫体。本专利技术特点，一、是突破了过去养殖蛆虫主要用途是为鲜活饵料和替代鱼粉作为蛋白质饲料来源，拓展了蛆虫资源的利用途径和层次，根据蛆虫的食性特点和对环境的适应性能力，选择了含有高C含量和低N含量的煤炭为生长因子，以含有蝇卵的污水或湖水为营养要素，以山梨醇酐单硬脂酸酯为培养基，经过多年的反复试验，在本专利技术规定时间内养殖出富含脂肪的乳白色蛆虫体，二、是以人工养殖的蛆虫体为原料，以酸为催化剂，以石油醚和甲醇为混合溶剂。通过加热搅拌回流使蛆虫体油脂浸出同时进行了酯交换反应，直接制备出绿色生物柴油，三、是原料是通过人工养殖而得到的一种富含脂肪的蛆虫体，无需干燥和粉碎，原料里的水分在高温和高速搅拌下溢出原料，使原料内部由此产生的空间更利于溶剂的深度渗透，四、是蛆虫体的油脂从细胞中浸出就立即发生酯交换反应，也就是发生了直接浸出和酯交换反应，分出的油相即无需精炼，只需蒸出混合溶剂即可，正因为这些特点，使得在生物柴油领域原料来源的困惑和昂贵的价格，复杂的后期制作以及由此造成的至今都不能扩大产量和规模的问题迎刃而解。更为重要的是制备生物柴油的原材料是通过人工养殖的，这是一个大胆的突破和创新，也是制备生物柴油材料科学的一大进步，是解决目前生物柴油生产的一个可行有效的新方法、新途径。具体实施方式所述的蛆虫为脂肪32.1-44.3％，蛋白质28.7-40.2％，水分4.7％，其余为矿物质等杂质。所述蝇蛆于人工养殖罐中养殖，人工养殖罐为圆筒形塑料容器，容器高4米、直径3米，罐体的底部设有带阀门的排料口,罐体的上端设有人孔，人孔上设有压盖，且于人工养殖罐上端设有直径100mm的通气孔，通气孔内设有防止蝇蛆逃逸的8目筛网。所述的反应器采用微波热敏反应器。实施例1将煤炭粉碎200目(含C量为78％，含N量为1.86％)、同山梨醇酐单硬脂酸酯、含有蝇卵的河水按重量百分比60：0.6：39.4置于人工养殖罐中(原料的装料量70％)混合搅拌均匀后(共750kg原料、其中含有蝇卵数为2.5亿左右的卵)，停止搅拌，恒温27℃，时间为240小时，每间隔24小时打开人工养殖罐的压盖向人工养殖罐内换气一次，换气时间为5分钟，换气过程避免阳光直接照射养殖罐内部,养殖罐内相对湿度控制在65-70％，收集富含脂肪的蝇蛆748kg(按重量计，蝇蛆虫体中：脂肪44.3％，蛋白质28.7％，水分4.7％，其余为矿物等杂质)置于反应器中，向反应器中加入混合溶剂(其中石油醚和质量浓度98％的甲醇的重本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用人工养殖的基料制备绿色生物柴油的方法，其特征在于：以煤炭为生长因子、水为营养要素、山梨醇酐单硬脂酸酯为培养基，它们混合均匀后作为培育基料于人工养殖罐中进行蝇蛆的养殖，获得富含油脂的蝇蛆，通过酯交换得到绿色生物柴油。

【技术特征摘要】
1.利用人工养殖的基料制备绿色生物柴油的方法，其特征在于：
以煤炭为生长因子、水为营养要素、山梨醇酐单硬脂酸酯为培养基，它
们混合均匀后作为培育基料于人工养殖罐中进行蝇蛆的养殖，获得富含油
脂的蝇蛆，通过酯交换得到绿色生物柴油。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
通过酯交换得到绿色生物柴油的过程为：石油醚和甲醇为混合溶剂，
酸为催化剂，在反应器中蝇蛆与混合溶剂和催化剂按配方比投入并在
110-160℃下搅拌回流反应40-65分钟，反应后降温到90℃至小于110℃之
间，经过抽滤，液相静置分层，上层油相真空蒸馏出混合溶剂得到绿色生
物柴油，下层为酸催化剂；
所述的混合溶剂中石油醚和甲醇的重量为60-40:40-60；酸催化剂加入
量为蝇蛆重量的1.5-4％，混合溶剂与蝇蛆重量比的60-70：40-30。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的反应搅拌转数为
360-720转/分；经过抽滤，压干滤渣干燥后用作饲料或肥料；
所述的过滤出来的液相静置分层，分出上层油相和下层酸催化剂，上
层油相经真空蒸馏出溶剂得到的是绿色生物柴油，混合溶剂可循环使用，
酸催化剂可循环再次使用一次或两次；
甲醇为质量浓度98％以上的甲醇溶液；所述的酸催化剂为浓硫酸，质量
浓度为98％以上。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水为含有苍蝇卵
或人工接种苍蝇卵的湖水、河水、污水沟水、污水溏水、污水池水或居民
生活污水；
其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：任春山，
申请(专利权)人：任春山，
类型：发明
国别省市：辽宁;21