CN109321369A - 一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于清洁能源技术领域，涉及一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法。本发明包括以下步骤：a、将蚕蛹油、正己烷、甲醇、催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下搅拌反应；b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；c、加入甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶，在40℃温度下搅拌反应；d、过滤回收催化剂，在‑0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在‑0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。本发明的工艺简单，所采用的催化剂回收套用，对环境友好，经济且环保，所得生物柴油的产品纯度高、转化率高，生产成本低，是未来生物柴油生产的重要补充形式。

Description

一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法
技术领域
本发明属于清洁能源技术领域，涉及一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法。
背景技术
蚕蛹是现代缫丝工业的主要副产品。据统计，我国每年可副产干蛹20万吨左右。一直以来，除了较少部分已开发成相应的食品、饲料及材料 等产品外，绝大部分却被当作废料，蚕蛹资源并没有得到很好的利用。蚕蛹具有非常可观的利用价值，它含有丰富的蛹油、蛋白质及壳聚糖等化学成分，在食品、医药、化工等行业有着广泛的潜在用途。以蚕蛹油为例，干蚕蛹中油脂含量为25%-30%。蚕蛹油中游离脂肪酸占8%-10%,人体必需的油酸、亚麻酸和亚油酸等不饱和脂肪酸占游离酸的75%以上。因此，蚕蛹油一直是蚕蛹资源开发利用的主要目标之一。
目前，蚕蛹油的代表性开发过程主要包括三个方面：一是从蚕蛹原料出发， 通过提取技术制备蚕蛹油，如中国专利ZL200510095805.X、CN101100627和 CN1807566公开了以蚕蛹为原料采用超临界CO2萃取技术制备不饱和脂肪酸含 量高的蛹油产品工艺，ZL200410016073.6公开了压榨法制备蚕蛹油的方法，CN 1153213公开了酶法从湿蚕蛹制取蛹油、复合氨基酸和甲壳质的工艺；二是以蚕 蛹粗油为原料出发，采用分离技术从粗蛹油中富集不饱和脂肪酸组分，如中国专利CN101278743公开了采用微波萃取技术与尿素包和相结合的方法从蚕蛹油中制备不饱和脂肪酸的工艺，ZL 200610022226.7和CN101121654公开了运用超临 界CO2萃取技术和薄膜蒸发等物理方法离解油脂而富集α-亚麻酸的工艺；三是以 蚕蛹粗油为原料出发，通过简单的酯化反应制备食用级酯型产品，如中国专利CN101396051公开了蚕蛹毛油生产食用级乙酯型蚕蛹油的工艺，CN101396052 公开了蚕蛹毛油生产食用级甘油脂型蚕蛹油的工艺。综上，目前蚕蛹油的开发还停留在单一产品的初级阶段，例如仅仅开发成蚕蛹粗油，富集蛹油中的不饱和脂 肪酸，或制备食品级酯化蛹油。这种初级利用方法和工艺对于蚕蛹油这一特色生物油脂资源的开发来说，存在极大的资源浪费。
进入21世纪，人类面临着前所未有的生存与发展危机，资源、能源和环境危机已经成为人类社会可持续发展的瓶颈问题。以可再生资源取代化石资源，大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等，是解决人类目前面临的资源、能源和环境危机的有效手段。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，作为化石柴油的替代品，主要是利用动植物油脂为原料所制得的一种清洁型环保燃料。目前，世界各国大多以植物油为原料来生产生物柴油，其来源和成本都受到限制； 还有采用地沟油或废弃动植物油脂为原料，但数量有限，且过于分散，杂质过多，其运输、提炼的成本也收到限制。
中国专利CN101691519B公开了以蚕蛹油为原料，利用NaOH、HCl、尿素等先将其中的不饱和脂肪酸提炼出来，然后利用碱催化合成生物柴油。由于相对于蚕蛹油中的不饱和脂肪酸含量不高，提炼出来的不饱和脂肪酸成本高，得不偿失；且制备过程中大量用到酸、碱，产生的废水较多，污染化境。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
a、将蚕蛹油、正己烷、甲醇、催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下搅拌反应；
b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
c、加入甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶，在40℃温度下搅拌反应；
d、过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
进一步的，所述步骤a中的蚕蛹油、正己烷、甲醇、催化剂Novozyme435固定化脂肪酶的质量之比为1：3：0.4:0.01；
进一步的，所述步骤c中加入甲醇的质量为步骤a中蚕蛹油质量的4-6倍；
优选地，所述步骤c中加入甲醇的质量为步骤a中蚕蛹油质量的5倍；
进一步的，所述步骤c中加入催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶的质量为步骤a中蚕蛹油质量的4%；
进一步的，所述步骤a和步骤b中的搅拌反应时间为3-5h；
优选的，所述步骤a和步骤b中的搅拌反应时间为4h；
进一步的，所述步骤a和步骤b中的搅拌转速为70转/分钟。
本发明具有以下有益效果：
本发明以蚕蛹油为原料，混合正己烷、甲醇，利用 Novozyme435固定化脂肪酶作为催化剂将蚕蛹油中的游离酸甲酯化（包括部分酯交换反应），再加入甲醇，采用Lipozyme TL IM固定化脂肪酶进行酯交换反应，最后减压蒸馏得到生物柴油。
本发明的工艺简单，所采用的催化剂回收套用，对环境友好，经济且环保，所得生物柴油的产品纯度高、转化率高，生产成本低，是未来生物柴油生产的重要补充形式。
具体实施方式
实施例1
一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
a、将50g蚕蛹油、150g正己烷、2g甲醇、0.5g催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下，转速在70转/分钟搅拌反应3h；
b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
c、加入200g甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶2g，在40℃温度下、转速在70转/分钟搅拌反应6h；
d、过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
所得生物柴油的含量和产率见表1。
。
实施例2
一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
a、将50g蚕蛹油、150g正己烷、2g甲醇、0.5g催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下，转速在70转/分钟搅拌反应4h；
b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
c、加入250g甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶2g，在40℃温度下、转速在70转/分钟搅拌反应7h；
d、过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
所得生物柴油的含量和产率见表2。
。
实施例3
一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
a、将50g蚕蛹油、150g正己烷、2g甲醇、0.5g催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下，转速在70转/分钟搅拌反应5h；
b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
c、加入300g甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶2g，在40℃温度下、转速在70转/分钟搅拌反应8h；
d、过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
所得生物柴油的含量和产率见表3。
。
实施例4
一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
a、将50g蚕蛹油、150g正己烷、2g甲醇、0.5g催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下，转速在70转/分钟搅拌反应4h；
b、测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
c、加入250g甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶2g，在40℃温度下、转速在70转/分钟搅拌反应7h；
d、过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
所得生物柴油的含量和产率见表4。
。

Claims (8)

1.一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将蚕蛹油、正己烷、甲醇、催化剂Novozyme435固定化脂肪酶加入三口瓶中，在35℃温度下搅拌反应；
测定酸值≤0.5后，过滤回收催化剂，静置分层除去少量的水；
加入甲醇、催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶，在40℃温度下搅拌反应；
过滤回收催化剂，在-0.09MP下减压蒸馏回收正己烷及甲醇，在-0.01MP下减压蒸馏，得生物柴油。
2.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤a中的蚕蛹油、正己烷、甲醇、催化剂Novozyme435固定化脂肪酶的质量之比为1：3：0.4:0.01。
3.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤c中加入甲醇的质量为步骤a中蚕蛹油质量的4-6倍。
4.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤c中加入甲醇的质量为步骤a中蚕蛹油质量的5倍。
5.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤c中加入催化剂Lipozyme TL IM固定化脂肪酶的质量为步骤a中蚕蛹油质量的4%。
6.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b中的搅拌反应时间为3-5h。
7.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b中的搅拌反应时间为4h。
8.如权利要求1所述一种以蚕蛹油制备生物柴油的方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b中的搅拌转速为70转/分钟。
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