CN103396895B - 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法 - Google Patents

一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103396895B
CN103396895B CN201310347767.7A CN201310347767A CN103396895B CN 103396895 B CN103396895 B CN 103396895B CN 201310347767 A CN201310347767 A CN 201310347767A CN 103396895 B CN103396895 B CN 103396895B
Authority
CN
China
Prior art keywords
algae
ester exchange
ultrasonic wave
micro
algae powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310347767.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103396895A (zh
Inventor
康永锋
史华进
赵子琦
胡文振
周志刚
李太行
于晓霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Maritime University
Shanghai Ocean University
Original Assignee
Shanghai Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Maritime University filed Critical Shanghai Maritime University
Priority to CN201310347767.7A priority Critical patent/CN103396895B/zh
Publication of CN103396895A publication Critical patent/CN103396895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103396895B publication Critical patent/CN103396895B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Abstract

本发明公开了一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其原理在于利用海洋微藻为原料,通过超声波产生的空化作用及其高效的混合作用,加快反应的进行,在碱催化条件下,与甲醇通过酯交换反应直接制备生物柴油。本发明的方法不仅工艺过程简单、清洁环保,而且缩短了反应的时间、有效降低生产成本。

Description

一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及生物能源领域,具体地涉及超声波辅助以栅藻为原料制备生物柴油的 方法。
背景技术
[0002] 随着现代工业的发展和人口的急剧增加,全世界对能源的需求量越来越大,也加 大了对地球资源的开采和利用。能源危机一词已经越来越频繁的被各国的专家提到。据相 关的评估报告,按照目前的速度,世界传统石油资源将在40年后用尽。随着石油资源的日 益枯竭,未来世界各国对石油能源的争夺将更为激烈。为了解决石油的不可再生问题,各国 开始寻找可替代的能源。
[0003] 生物柴油经内燃机使用后,排放出的有害气体少。对于人类和大自然有积极的保 护意义。大力发展生物柴油,对推进能源替代、摆脱对矿物能源的依赖、减少C0 2排放,控制 因汽车尾气引起的城市大气污染和实现经济可持续发展都具有极其重要的意义。
[0004] 藻类作为一种重要的可再生资源,具有分布广、生物量大、光合效率高、环境适应 能力强、生长周期短、油脂含量高和环境友好等突出特点。藻类尤其是微型藻类将会成为提 供新能源和新资源的"明星",微藻的能源化利用有望成为"后石油时代"破解能源危机的一 把金钥匙。在最近两年,不管是国内外有关利用微藻生产生物燃料的基础研究,还是应用开 发报道都呈现大幅增长的态势。
[0005] 超声波对酯交换反应的作用机理是基于气穴现象。在超声波辐射下,液体流动而 产生数以万计的微小气泡,微小气泡(空化核)在声场作用下振动,当声压达到一定值时, 气泡迅速增长,然后内爆破灭,气泡破灭时产生冲击波,使其周围产生上千大气压力。辐射 波输入的能量被转换成摩擦、紊流、波浪和气穴,负压的气穴气泡破灭可产生激烈的局部高 温(约5000K)和高压(约lOOMPa),并伴随巨大的冷却速率(大于109K/S)及液体喷射流 (约400km/h),造成的压差和搅动可克服液体的黏附力和粘合力,使反应体系在很短的时 间里达到较好的混合。
[0006] 目前利用栅藻超声波辅助制备生物柴油的研究多采用超声波清洗器作为超声波 发生装置,集中于低功率,一般在200W左右。以栅藻为原料,通过超声波辅助直接制备生物 柴油的专利尚无报道。本发明使用的超声波合成萃取仪功率范围为0-1500W,直接将超声波 探头浸入盛放物料的容器中,并对物料进行测温控温,可更全面地考察超声波对于微藻制 备生物柴油的辅助作用及影响。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术方案的不足,从而提供一种微藻超声波辅助直接 酯交换制备生物柴油的方法。
[0008] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
[0009] -种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其特征在于,具体包括如 下步骤:
[0010] (1)酯交换反应:
[0011] 将干燥的藻粉与无水甲醇溶液按料液质量比为1:2-1:6与质量为藻粉3%-11%的 催化剂Κ0Η进行混合,在温度为60-100°C,超声波功率为400W条件下反应10-50分钟;
[0012] (2)分离纯化:
[0013] 将步骤(1)反应完的溶液取出,于室温下静置冷却1-1. 5小时,过滤藻粉,滤液用 石油醚萃取,加入饱和NaCl溶液,静置分层后,收集上层石油醚相,反复萃取3-4次,合并有 机相,减压蒸馏,即得到生物柴油粗产品。
[0014] 步骤(1)中料液质量比优选1:3-1:4,催化剂1(0!1优选其质量为藻粉的7%-9%;所 述藻粉优选栅藻藻粉。
[0015] 步骤(2)中石油醚与饱和NaCl溶液以及滤液体积比为2:2:3-4。
[0016] 本发明提供的利用超声波进行甲醇酯交换制备生物柴油的方法,其原理在于利用 海洋微藻为原料,通过超声波产生的空化作用及其高效的混合作用,加快反应的进行,在碱 催化条件下,与甲醇通过酯交换反应直接制备生物柴油。本发明的方法不仅工艺过程简单、 清洁环保,而且缩短了反应的时间、有效降低生产成本。
附图说明
[0017] 图1为通过气相色谱一质谱联用仪对实施例3制备的生物柴油样品进样测定所得 质谱图。
具体实施方式
[0018] 下面结合具体实施例,对本发明做进一步的说明:
[0019] 实施例1
[0020] 称取干燥栅藻粉10g于100mL三口烧瓶中,称取0. 9gK0H,用30g甲醇溶解后,加入 三口烧瓶。设定反应温度为70°C,超声波功率为100W,将三口烧瓶固定于超声波合成萃取 仪上,通入冷凝水,水浴反应30min后,取出三口烧瓶,于室温下静置冷却1小时,过滤藻粉, 转移至分液漏斗,加入20mL石油醚萃取,加入20mL的饱和NaCl溶液,静置分层后,收集上 层石油醚相,反复萃取3次,合并有机相,减压蒸馏,称得生物柴油粗产品0. 254g。
[0021] 实施例2
[0022] 称取干燥栅藻粉10g于100mL三口烧瓶中,称取0· 9gK0H,用40g甲醇溶解后,力口 入三口烧瓶。设定反应温度为80°C,超声波功率为0,将三口烧瓶固定于超声波合成萃取仪 上,通入冷凝水,水浴反应30min后,取出三口烧瓶,于室温下静置冷却1小时,过滤藻粉,转 移至分液漏斗,加入20mL石油醚萃取,加入20mL的饱和NaCl溶液,静置分层后,收集上层 石油醚相,反复萃取4次,合并有机相,减压蒸馏,称得生物柴油粗产品0. 312g。
[0023] 实施例3
[0024] 称取干燥栅藻粉10g于100mL三口烧瓶中,称取0. 7gK0H,用40g甲醇溶解后,加入 三口烧瓶。设定反应温度为70°C,超声波功率为200W,将三口烧瓶固定于超声波合成萃取 仪上,通入冷凝水,水浴反应30min后,取出三口烧瓶,于室温下静置冷却1. 5小时,过滤藻 粉,转移至分液漏斗,加入20mL石油醚萃取,加入20mL的饱和NaCl溶液,静置分层后,收集 上层石油醚相,反复萃取3次,合并有机相,减压蒸馏,称得生物柴油粗产品0. 394g。
[0025] 图1为通过气相色谱一质谱联用仪本实施例制备的生物柴油样品进样测定所得 质谱图。本发明利用峰面积归一化法测定了脂肪酸甲酯的含量(表1),并用气质联用仪总离 子流色谱检测,所得的质谱图经计算机质谱图数据库检索,并结合文献解析出峰相应的质 谱图。
[0026] 表 1
[0027]
Figure CN103396895BD00051
[0028] 以上所述为本发明的较佳实施例而已,但本发明不应该局限于该实施例所公开的 内容。所以凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改,都落入本发明保护的范 围。

Claims (4)

1. 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其特征在于,具体包括如下 步骤: (1) 酯交换反应: 将干燥的藻粉与无水甲醇溶液按料液质量比为1:2-1:6与质量为藻粉3%-11%的催化 剂KOH进行混合,在温度为60-100°C,超声波功率为400W条件下反应10-50分钟; (2) 分离纯化: 将步骤(1)反应完的溶液取出,于室温下静置冷却1-1. 5小时,过滤藻粉,滤液用石油 醚萃取,加入饱和NaCl溶液,静置分层后,收集上层石油醚相,反复萃取3-4次,合并有机 相,减压蒸馏,即得到生物柴油粗产品。
2. 根据权利要求1所述的微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其特征在 于,步骤(1)中料液质量比为1:3-1:4,催化剂KOH其质量为藻粉的7%-9%。
3. 根据权利要求1所述的微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其特征在 于,所述藻粉为栅藻藻粉。
4. 根据权利要求1所述的微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法,其特征在 于,步骤(2)中石油醚与饱和NaCl溶液以及滤液体积比为2:2:3-4。
CN201310347767.7A 2013-08-09 2013-08-09 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法 Expired - Fee Related CN103396895B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347767.7A CN103396895B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347767.7A CN103396895B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103396895A CN103396895A (zh) 2013-11-20
CN103396895B true CN103396895B (zh) 2014-12-10

Family

ID=49560620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310347767.7A Expired - Fee Related CN103396895B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103396895B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104560409B (zh) * 2014-12-19 2017-05-24 中国科学院广州能源研究所 一种微藻超声波辅助离子液体组合物直接制备生物柴油的方法
CN110713852A (zh) * 2019-10-23 2020-01-21 郑权 一种制备生物柴油的装置及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690720A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 广西大学 用微波技术由微藻直接制备生物柴油的方法
CN103113932A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 哈尔滨工业大学深圳研究生院 利用城市生活污水培养微藻生产生物柴油的方法及系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690720A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 广西大学 用微波技术由微藻直接制备生物柴油的方法
CN103113932A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 哈尔滨工业大学深圳研究生院 利用城市生活污水培养微藻生产生物柴油的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103396895A (zh) 2013-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101649332A (zh) 一种生物柴油的生产方法
Ma et al. Transesterification of waste cooking oil using FeCl3-modified resin catalyst and the research of catalytic mechanism
CN102191126A (zh) 酶法制备微藻油脂生物柴油的方法
CN101397504B (zh) 一种生物柴油的生产方法及装置
CN103396895B (zh) 一种微藻超声波辅助直接酯交换制备生物柴油的方法
CN102732385A (zh) 一种超声波辅助离子液体催化微藻油脂生产生物柴油的方法
CN101974372A (zh) 氨基酸离子液体催化酯交换制备生物柴油
CN101423770A (zh) 一种高酸值原料油脂制备生物柴油的方法
CN104560409B (zh) 一种微藻超声波辅助离子液体组合物直接制备生物柴油的方法
CN102154064B (zh) 生物柴油的制备方法
CN103819447A (zh) 一种由甘油制备甘油缩酮酯的方法
CN105038997A (zh) 一种离子液体催化油脂同步制备生物柴油和碳酸甘油酯的方法
CN102492559A (zh) 一种在新型碱性离子液体中制备生物柴油的方法
CN102492558A (zh) 一种在离子液体中制备生物柴油的方法
CN101892128A (zh) 一种树脂催化生产支化生物柴油的方法
CN202610209U (zh) 一种高酸值油脂制备生物柴油的装置
CN103773595A (zh) 一种海洋微藻合成生物柴油的方法
CN102206553A (zh) 脂肪酸甲酯的制备方法
CN104357213A (zh) 一种超声波辅助贝壳煅烧石灰的湿微藻生物柴油制取方法
CN104046516A (zh) 超声辅助豆油脱臭馏出物酯化反应制备生物柴油的方法
Guo et al. Ionic liquids-catalyzed transesterification of soybean oil under ultrasound irradiation
CN201280541Y (zh) 生物柴油连续生产装置
CN103756793B (zh) 一种生物柴油的生产方法
CN103497842B (zh) 利用甲乙醇作为酯交换剂制备生物柴油的新方法
CN103184064B (zh) 一种以粗硫酸盐皂为原料制备生物柴油的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Kang Yongfeng

Inventor after: Shi Huajin

Inventor after: Zhao Ziqi

Inventor after: Hu Wenzhen

Inventor after: Zhou Zhigang

Inventor after: Li Taixing

Inventor after: Yu Xiaoxia

Inventor before: Kang Yongfeng

Inventor before: Shi Huajin

Inventor before: Zhao Ziqi

Inventor before: Hu Wenzhen

Inventor before: Zhou Zhigang

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: KANG YONGFENG SHI HUAJIN ZHAO ZIQI HU WENZHEN ZHOU ZHIGANG TO: KANG YONGFENG SHI HUAJIN ZHAO ZIQI HU WENZHEN ZHOU ZHIGANG LI TAIHANG YU XIAOXIA

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141210

Termination date: 20150809

EXPY Termination of patent right or utility model