CN101338234B

CN101338234B - 一种固体燃料乙醇及其制备方法

Info

Publication number: CN101338234B
Application number: CN2008100320216A
Authority: CN
Inventors: 谭兴和; 李清明; 熊兴耀; 苏小军; 张喻; 周红丽
Original assignee: Hunan Agricultural University
Current assignee: Hunan Agricultural University
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: CN101338234A

Abstract

一种固体燃料乙醇及其制备方法，该固体燃料乙醇组分及重量百分组成为：乙醇75％-85％，硬脂酸钠3％-5％，果胶0.1％-1.0％，石蜡0-3％，余为水。其制备方法包括以下步骤：(1)将氢氧化钠水溶液与工业乙醇混合液预热：将氢氧化钠水溶液加入到盛有部分工业乙醇的容器中，水浴预热到65℃-75℃；(2)硬脂酸乙醇溶液制备：将硬脂酸加入到盛有剩余工业乙醇的容器中加热，使硬脂酸溶解；(3)固化反应：将硬脂酸乙醇溶液温度升至65℃-75℃后，一边搅拌，一边将预热到65℃-75℃的氢氧化钠乙醇溶液和果胶溶液加入到硬脂酸乙醇溶液中，反应3-6分钟；(4)冷却、凝固、包装。该固体燃料乙醇固化性能稳定，燃烧火焰旺，温度均匀，携带方便，运输和使用安全，燃烧过程稳定，不自行熄灭，可反复熄灭和点燃，直至燃料燃完，适合宾馆和餐饮行业使用。

Description

一种固体燃料乙醇及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种固体燃料乙醇及其制备方法，尤其是涉及一种含有固化剂果胶的固体燃料乙醇及其制备方法。

背景技术

目前，市场上的固体燃料乙醇，存在以下缺点：熔点低，燃烧热值偏低，难以点燃，燃烧时异味重，铜离子污染。

为解决上述问题，已有一些以液体乙醇为基本原料的固体乙醇或半固体乙醇燃料陆续问世。

如中国专利CN87102065公开了一种固体醇燃料，其组分和重量百分配比为：工业酒精50-90.7％，胶凝剂硬脂酸等脂肪酸2-15％，稳定剂氢氧化钾或氢氧化钠等0.3％-2.25％，消烟剂5％-24.75％，水2％-8％。

中国专利申请CN200610114233.X公开了一种固体醇燃料，其组分和重量百分配比为：工业酒精90.73％，硬脂酸4.76％，NaOH 0.62％，石蜡1.30％，蒸馏水2.59％按，在70℃的恒温条件下分两步制备而成。

中国专利CN94113385.0公开了一种固体醇燃料，其组分和重量百分配比方为：乙醇47-97％，凝固剂(硬脂酸钠)2％-20％，水0-50％，还可以加入发色剂0-20％，指示剂微量，采用一步法生产。

中国专利00130837.8公开了一种固体醇燃料，其组分和重量百分配比为：硬脂酸钠2％-10％、95％乙醇85％～96％、水0.5％～8％、改性添加剂0.5％～4％和颜色添加剂0.5％～2％。

所有这些固体醇燃料，异味仍然存在；在夏天高温天气易软化分离；燃烧残渣较多，生产成本较高。

我国是柑橘种植大国，每年柑橘产量超过1000万吨，其中35％左右被用来加工，而柑橘皮是柑橘加工的主要副产品，资源丰富。因此，提高柑橘皮的综合利用价值对柑橘的加工和种植均具有重大意义。果胶是柑橘皮中的主要可利用成分之一，目前尚未被充分利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有容易点燃，燃烧热值高，无黑烟，具有果香味，燃烧残渣少，在高温天气也不会软化分离的固体燃料乙醇及其制备方法。

本发明之固体燃料乙醇的组分及重量百分比为：

乙醇75％-85％；

硬脂酸钠3％-5％；

果胶0.1％-1.0％(优选0.2％-0.5％)；

石蜡0-3％(优选0.5％-2.0％)；

余为水；

所述果胶为粗果胶提取液。

所述之果胶种类不限，如桔皮果胶、苹果果胶、菠萝果胶等均可，因为它们的理化性质极为接近。

从降低成本角度考虑，本发明之固体燃料乙醇宜选用以下原料及重量百分配比进行制备：浓度90％(v/v)≥的工业乙醇80％-95％，硬脂酸3％-5％，20％氢氧化钠水溶液1.5％-4.0％，粗果胶提取液5％-15％。

本发明之固体燃料乙醇制备方法包括以下步骤：(1)将氢氧化钠水溶液与乙醇混合液预热：将氢氧化钠水溶液加入到盛有部分乙醇的容器中，水浴预热到65℃-75℃；(2)硬脂酸乙醇溶液制备：将硬脂酸加入到盛有剩余乙醇的容器中加热，使硬脂酸溶解；(3)固化反应：将硬脂酸乙醇溶液温度升至65℃-75℃后，一边搅拌，一边将预热到65℃-75℃的氢氧化钠乙醇溶液和粗果胶提取液加入到硬脂酸乙醇溶液中，反应3-6分钟；(4)冷却、凝固、包装：将反应完毕的反应液倒入模具中，冷却、凝固、包装，即成。

果胶，宜现提取现使用，以下以桔皮果胶提取为例，将提取方法介绍如下：

(1)将桔皮破碎后用蒸馏水快速漂洗干净，加热至80-100℃(优选85-95℃，更优选90℃)保持5-10min，使酶失活；(2)加入相当于干桔皮重量4-10倍的水匀浆，调节pH至2.0-2.5(可用稀盐酸调节)，在温度80-100℃(优选85-95℃，更优选90℃)下，酸水解30-60min；(3)离心分离或过滤，即得到粗果胶提取液。可以直接使用，不必干燥(有利于节能)、不必提纯脱色(这既有利于改善固体燃料乙醇的颜色，又有利于降低生产成本)。

本发明之固体燃料乙醇固化剂由硬脂酸钠、果胶共同组成，即乙醇在硬脂酸钠和果胶两者共同作用下固化。其原理是，利用硬脂酸钠盐受热时软化冷却后又重新凝固的性质，将乙醇牢牢地包裹在硬脂酸钠盐和果胶形成的网状骨架中。由于硬脂酸钠盐的价格昂贵，且市场上不易买到，为降低生产成本，本发明方法采用在一定温度下，将硬脂酸和氢氧化钠溶液混合反应形成硬脂酸钠，而果胶，则使用柑橘皮等废弃物提取的粗果胶溶液，从而大大降低了固体燃料乙醇的成本；并且，加入果胶，改变了凝胶的微观结构，增加了固体燃料的物理强度，提高了固体燃料乙醇的稳定性；由于果胶也是一种碳氢化合物，对固体燃料乙醇的燃烧特性不仅没有负面影响，而且能使燃烧时间延长，并能够释放出更多的热能，燃烧热值高。

本发明之固体燃料乙醇，色泽好，具有果香味。

由于橘皮果胶与硬脂酸具有良好协同固化作用，本发明之固体燃料乙醇质构均匀，在夏天高温天气，也不易软化分离；易点燃；无黑烟，无异味，对环境无污染；燃烧后残渣少；携带方便，运输和使用安全，燃烧过程稳定，不自行熄灭，可反复熄灭和点燃，直至燃料燃完，适合宾馆和餐饮行业使用。

本发明之固体燃料乙醇，生产工艺简单、原料易得，成本低廉，便于工业化生产，生产过程安全可靠。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

原料配方：浓度90％(v/v)工业乙醇100ml(83g)；柑橘粗果胶提取液10ml(含果胶0.27g)；硬脂酸4g；20％氢氧化钠溶液3.5ml(含氢氧化钠0.7g)；石蜡1g。

制备方法：(1)取50ml乙醇加入到四口瓶烧中，添加硬脂酸4g和1.5g石蜡，在70℃水浴中加热，充分搅拌使之溶解，预热至70℃；(2)另取50ml乙醇，添加20％氢氧化钠溶液3.5ml，并水浴预热到反应温度70℃备用；(3)一边搅拌，一边向四口烧瓶中加入预热至70℃的氢氧化钠乙醇溶液，并加入预热至70℃的10ml粗果胶提取液，反应5分钟；(4)将该溶液从四口烧瓶中倒入模具中，冷却、凝固、包装。

粗果胶提取液制备：称取147.6g干桔皮原料破碎后用水快速漂洗干净，水煮加热至90℃保持5min，使酶失活；加相当于干桔皮5倍重量的水匀浆，用稀盐酸调节pH至2.0，在温度90℃，酸水解60min，过滤，得到粗果胶提取液，定容至1000ml；经测定，每100ml粗果胶提取液中含有2.71g果胶，100g干桔皮可提取果胶18.4g。

本实施例之固体燃料乙醇质构均匀，在夏天40℃的高温天气，也未软化分离；易点燃；燃烧热值为15380kJ/kg；燃烧时无黑烟，无异味，燃烧后残渣5.2g/100g，燃烧时间42.1s/g。

实施例2

原料配方：浓度95％(v/v)工业乙醇100ml(约81g)；柑橘果胶溶液20ml(含0.55g果胶)；硬脂酸3g；20％氢氧化钠2.5ml(含氢氧化钠0.5g)；石蜡1.5g。

合反应形成硬脂酸钠，而果胶，则使用柑橘皮等废弃物提取的粗果胶溶液，从而大大降低了固体燃料乙醇的成本；并且，加入果胶，改变了凝胶的微观结构，增加了固体燃料的物理强度，提高了固体燃料乙醇的稳定性；由于果胶也是一种碳氢化合物，对固体燃料乙醇的燃烧特性不仅没有负面影响，而且能使燃烧时间延长，并能够释放出更多的热能，燃烧热值高。

本发明之固体燃料乙醇，色泽好，具有果香味。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

实施例2

制备方法：(2)取50ml乙醇加入到四口瓶中，添加硬脂酸3g和1.5g石蜡，在75℃水浴中加热，充分搅拌使之溶解，预热至反应；(3)另取50ml乙醇，添加20％氢氧化钠溶液2.5ml，并水浴预热到75℃备用；(4)在搅拌情况下，向四口烧瓶中加入预热到75℃的氢氧化钠乙醇溶液，并加入的经预热的20ml粗果胶提取液，反应3分钟；(5)把该溶液从四口烧瓶中倒入模具中，冷却、凝固、包装。

所述粗果胶提取液制备：(1)称取85.9g鲜桔皮原料破碎后用水快速漂洗数次，水煮加热至95℃保持5min，使酶失活。加相当于鲜桔皮1.8倍重量的水匀浆，用盐酸调节pH至2.0，在温度95℃，酸水解30min，离心，得到粗果胶提取液，定容至100ml；经测定，每100g新鲜桔皮可提取果胶3.2g，每100ml果胶溶液中含果胶2.75g

本实施例之固体燃料乙醇质构均匀，在夏天40℃的高温天气，也未软化分离；易点燃；燃烧热值为16120kJ/kg；燃烧时无黑烟，无异味，燃烧后残渣5.4g/100g，燃烧时间44.5s/g。

实施例3

原料配方：浓度85％(v/v)乙醇100ml(约84.5g)；柑橘粗果胶提取液5ml(含果胶0.14g)；硬脂酸4g；20％氢氧化钠3ml(含氢氧化钠0.6g)。

制备方法：(1)取50ml乙醇加入到四口瓶中，添加硬脂酸4g，在65℃水浴中加热，充分搅拌使之溶解，预热至反应；(2)另取50ml乙醇，添加20％氢氧化钠溶液3.5ml，并水浴预热到反应温度65℃备用；(3)在搅拌情况下，向四口烧瓶中加入经预热的氢氧化钠乙醇溶液，并加入的经预热的5ml粗果胶提取液，反应4分钟；(4)把该溶液从四口烧瓶中倒入模具中，冷却、凝固、包装。

所述粗果胶提取液制备：称取86g鲜桔皮原料破碎后用水快速漂洗干净，水煮加热至85℃保持10min，使酶失活。加相当于鲜桔皮1.5倍重量的水匀浆，用稀盐酸调节pH至2.0，在温度85℃，酸水解60min，离心，得到粗果胶提取液，定容至100ml；经测定，每100g鲜桔皮可提取果胶3.2g，每100ml果胶溶液中含果胶2.75g。

本实施例之固体燃料乙醇质构均匀，在夏天40℃的高温天气，也未软化分离；易点燃；燃烧热值为15364kJ/kg；燃烧时无黑烟，无异味，燃烧后残渣4.9g/100g，燃烧时间41.5s/g。

实施例4

原料配方：浓度90％(v/v)工业乙醇100L(约83Kg)；柑橘粗果胶提取液1000ml(含果胶27g)；硬脂酸400g；20％氢氧化钠350ml；石蜡100g。

制备方法：(1)取50L乙醇加入到加热容器中，添加硬脂酸400g和100g石蜡，加热至70℃，充分搅拌使之溶解，预热至反应；(2)另取50L乙醇，添加20％氢氧化钠溶液350ml，并水浴预热到反应温度70℃备用；(3)在搅拌情况下，向四口烧瓶中加入经预热的氢氧化钠乙醇溶液，并加入经预热的1000ml粗果胶提取液，反应5分钟；(4)把该溶液倒入模具中，冷却、凝固、包装。

所述粗果胶提取液制备：称取300g干桔皮原料粉碎后用水快速漂洗干净，水煮加热至90℃保持8min，使酶失活；加相当于干桔皮6倍重量的水匀浆，调节pH至2.0，在温度90℃，酸水解60min，离心或过滤，得到粗果胶提取液，加水定容至2000ml，经测定，每100ml果胶提取溶液中含有2.70g果胶，

本实施例之固体燃料乙醇质构均匀，在夏天40℃的高温天气，也未软化分离；易点燃；燃烧热值为15410kJ/kg；燃烧时无黑烟，无异味，燃烧后残渣5.1g/100g，燃烧时间42s/g。

Claims

1.一种固体燃料乙醇，其特征在于，组分及重量百分组成为：

乙醇75％-85％；

硬脂酸钠3％-5％；

果胶0.1％-1.0％；

石蜡0-3％；

余为水；

所述果胶为粗果胶提取液。

2.根据权利要求1所述的固体燃料乙醇，其特征在于，所述果胶的重量百分比为0.2％-0.5％。

3.根据权利要求1或2所述的固体燃料乙醇，其特征在于，所述石蜡的重量百分比为0.5％-2.0％。

4.一种如权利要求1所述固体燃料乙醇的制备方法，其特征在于，用以下原料及重量百分配比制成：浓度90％(v/v)的工业乙醇80％-95％，硬脂酸3％-5％，20％氢氧化钠水溶液1.5％-4.0％，粗果胶提取液5％-15％；制备方法包括以下步骤：(1)将氢氧化钠水溶液与乙醇混合液预热：将氢氧化钠水溶液加入到盛有部分工业乙醇的容器中，水浴预热到65℃-75℃；(2)硬脂酸乙醇溶液制备：将硬脂酸加入到盛有剩余工业乙醇的容器中加热，使硬脂酸溶解；(3)固化反应：将硬脂酸乙醇溶液温度升至65℃-75℃后，一边搅拌，一边将预热到65℃-75℃的氢氧化钠乙醇溶液和粗果胶提取液加入到硬脂酸乙醇溶液中，反应3-6分钟；(4)冷却、凝固、包装。

5.根据权利要求4所述固体燃料乙醇的制备方法，其特征在于，所述粗果胶提取液的提取方法如下：(1)将桔皮破碎后用蒸馏水快速漂洗干净，加热至80-100℃保持5-10min，使酶失活；(2)加入相当于干桔皮重量4-10倍的水匀浆，调节pH至2.0-2.5，加热至80-100℃，酸水解30-60min；(3)离心分离或过滤，即得到粗果胶提取液。

6.根据权利要求5所述固体燃料乙醇的制备方法，其特征在于，所述第(1)步使酶失活温度和第(2)步酸水解温度均为85-95℃。

7.根据权利要求6所述固体燃料乙醇的制备方法，其特征在于，所述第(1)步使酶失活温度和第(2)步酸水解温度均为90℃。