CZ2007267A3 - Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje - Google Patents

Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje Download PDF

Info

Publication number
CZ2007267A3
CZ2007267A3 CZ20070267A CZ2007267A CZ2007267A3 CZ 2007267 A3 CZ2007267 A3 CZ 2007267A3 CZ 20070267 A CZ20070267 A CZ 20070267A CZ 2007267 A CZ2007267 A CZ 2007267A CZ 2007267 A3 CZ2007267 A3 CZ 2007267A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reaction mixture
water
final reaction
phase
biodiesel
Prior art date
Application number
CZ20070267A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ301958B6 (cs
Inventor
Skopal@František
Komers@Karel
Machek@Jaroslav
Hájek@Martin
Koropecký@Igor
Original Assignee
Univerzita Pardubice
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 Univerzita Pardubice filed Critical Univerzita Pardubice
Priority to CZ20070267A priority Critical patent/CZ301958B6/cs
Publication of CZ2007267A3 publication Critical patent/CZ2007267A3/cs
Publication of CZ301958B6 publication Critical patent/CZ301958B6/cs

Links

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

Popisuje se zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje, zahrnující krokyreesterifikace rostlinného oleje jednosytným nízkomolekulárním alkoholem v prítomnosti katalyzátoru, jímž je hydroxid alkalického kovu, následné odstranení katalyzátoru, odstranení nezreagovaného prebytku jednosytného nízkomolekulárního alkoholu a poté rozdelení vzniklé finální reakcní smesi na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi, pricemž se do finální reakcní smesi pridá voda až do maximální propustnosti reakcní smesi pro viditelné svetlo a vzniklá smes se nechá samovolne rozdelit na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi.

Description

(57) Anotace:
Popisuje se způsob \ vruby bionalty z rostlinný ch olejů, zejména z řepkového oleje, zahrnující kroky rcestcrifikace rostlinného oleje jednosvlným ní/komolekuliirnítn alkohúlem v přítomnosti katalyzátoru. jimž je hydroxid alkalického kos u, následné odstraněni katalyzátoru, odstraněni nez.ieagovaného přebytku tednosyiného nízkomolekulárníhoalkoholu a poté rozděleni vzniklé linálni reakční směsi na homí fázi bionalty a spodní surovou glycerolovou lázi. přičemž se do linálni reakční směsi přidá vodu uzdo maximální propustnosti reakční směsi pro viditelné světlo a vzniklá směs se nechá samovolně rozdělil na horní fázi bionalty a spodní surovou glycerolovou lázi.
• · · * ·»
9 9 ·
9· · ···· • · · ; ♦· ·
Způsob výroby bionafty z rostlinných olejů, zejména z řepkového oleje
Oblast techniky
Vynález se týká zlepšení způsobu výroby bionafty z rostlinných olejů, zejména z řepkového oleje.
Dosavadní stav techniky
Zásaditě katalyzovaná reesterifíkace (alkoholýza, především methanolýza) rostlinných olejů se provádí zejména za účelem výroby tzv. bionafty. tj. směsi alkylesterů. především methylesterů, mastných kyselin příslušného oleje.
Různé postupy výroby bionafty jsou předmětem celé řady patentů, např. DE 3149170. DE 3150988, DE 3122453, US 2360844, US 2383632, US 2383633, ER 2492402, CZ 278110, CZ 278914 a CZ 289417. Obecně zahrnuje postup výroby bionafty následující kroky: reesterilikaei rostlinného oleje jednosytným nízkomolekuiárním alkoholem v přítomnosti katalyzátoru, jímž je hydroxid alkalického kovu, odstranění katalyzátoru, odstranění nezreagovaného přebytku jednosytného nízkomolekulárního alkoholu, rozdělení vzniklé íinální reakční směsi (ERS) na horní fázi bionafty (EAME, MERO) a spodní surovou glycerolovou fázi (SGF). Dosud známé postupy výroby bionafty se od sebe liší reakční teplotou, druhem oleje, druhem alkoholu, druhem katalyzátoru, poměrem výchozích komponent, provedením metanolýzy či alkoholýzy, provedením separace bionafty od glycerinové fáze, čištěním bionafty od zbytku katalyzátorů, alkoholu, glyccrolu a dalších látek a zpracováním glyeerolové táze.
Pro reesterilikaei rostlinného oleje jednosytným nízkomolekuiárním alkoholem se jako suroviny používají hlavně olej řepkový, slunečnicový, sojový a palmový, v Evropě pak především řepkový a upotřebené fritovací oleje a tuky,jednosytné nízkomolekulární alkoholy, především mcthanol a ethanol, a jako katalyzátory hydroxidy alkalických kovů, zejména hydroxid draselný a hydroxid sodný.
Odstranění katalyzátoru je možno provést několika způsoby, například s pomocí přídavku kyseliny fosforečné (CZ 278914) nebo vhánění oxidu uhličitého (CZ 289417).
• « · ··· • · · • · · • · · ·« *
Odstranění nczreagovaného přebytku jednosytného nízkomolekulárního alkoholu je také možno provést různými způsoby, například evakuací směsi či desorpci plynem, nejčastěji vzduchem.
Rozdělení finální reakční směsi na horní kapalnou bionaftu a spodní kapalnou surovou glycerolovou fázi je možné provádět buď na odstředivce, což vyžaduje náročnější technické vybavení, nebo jc možno ponechat směs samovolně (gravitačně) rozdělit, což ovšem trvá několik hodin (cca 1 až 5 hodin), takže sc tento krok stává limitujícím faktorem trvání celého postupu. Postup podle patentu CZ 278914, využívající přídavku kyseliny fosforečné, vede k rozdělení finální reakční směsi velmi rychle a účinně (desítky minut a 100 % výtěžnost), ale číslo kyselosti vzniklé bionafty, způsobené přítomností volných mastných kyselin použitého (řepkového) oleje, překračuje příslušnou evropskou normu EN 14214.
Problém pomalosti samovolného dělení finální reakční směsi řeší předkládaný vynález.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob výroby bionalty z rostlinných olejů, zejména / řepkového oleje, zahrnující kroky reesterifikace rostlinného oleje jednosytným nízkomolekulárním alkoholem v přítomnosti katalyzátoru, jímž je hydroxid alkalického kovu, následného odstranění katalyzátoru, odstranění nezreagovaného přebytku jednosytného nízkomolekulárního alkoholu a poté rozdělení vzniklé finální reakční směsi na horní fázi bionalty a spodní surovou glycerolovou fázi, jehož podstata spočívá v tom, že do finální reakční směsi se přidá voda až do maximální propustnosti reakční směsi pro viditelné světlo a vzniklá směs se nechá samovolně rozdělit na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi.
Význakem vynálezu je, že se voda přidá za teploty 25 až 35 °C. Dalším význakem vynálezu je, že se voda přidá za míchání. S výhodou se použije demineralizovaná voda.
Význakem vynálezu dále je. že maximální propustnost reakční směsi pro viditelné světlo je maximální propustnost reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm.
·· » * ··· • · · • · · ··» · · • · * • » · · · • ·
J
Přidáním vody až do maximální propustnosti reakční směsi pro viditelné světlo se emulze finální reakční směsí vyčeří, ačkoliv i nadále obsahuje dvě kapalné fáze - bionaftovou a glycerolovou. které mají za těchto podmínek stejné indexy lomu. Takovýto přídavek vody způsobí rychlé a úplné samovolné (gravitační) rozdělení emulze na horní bionaftovou a spodní surovou glycerolovou fázi v čase do 30 minut. Optimální množství vody lze zjistit dvěma způsoby:
Význakem prvního způsobuje, že před přidáním vody do finální reakční směsi se heterogenní vzorek finální reakční směsi o známém objemu ký. titruje vodou v kývete spektrometru za míchání a sleduje se závislost intenzity prošlého světla o vlnové délce 570 nm na objemu přidané vody, odečte se objem vody v, při němž je propustnost reakční směsi pro viditelné světlo maximální, načež se objem vody fy, pro přidání do finální reakční směsi vypočte podle vzorce Jfy = v . O / fy kde O je objem zbylé finální reakční směsi, a vypočtený objem vody se poté přidá do zbylé finální reakční směsi. Po každém přídavku je nutné vyčkat dostatečně dlouho (řádově minuty) na ustavení hodnoty propustnosti. Při dosažení maximální propustnosti se vzorek vyčeří. Není-li skutečný objem přidané vody V = Vopt ± 5 % obj., jc separace pomalejší (2 hodiny a více) a neúplná.
Význakem druhého způsobu je, že celá finální reakční směs se titruje vodou za míchání, přičemž propustnost reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm se měří kontinuálně a v okamžiku dosažení maximální propustnosti reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm se přidávání vody zastaví. Propustnost reakční směsi lze měřit kontinuálně buď v průtočné kývete spektrometru mimo reaktor, do které je proud finální reakční směsi veden oblokem, nebo přímo ve finální reakční směsi pomocí zavedeného světlovodu z optických vláken připojeného na vnější spektrometr. Uspořádání měření propustnosti reakční směsi pomocí zavedeného světlovodu z optických vláken může vypadat například následovně: Svčtlovod jc na vhodném místě uvnitř finální směsi ve vhodné délce, např. v délce 2 cm. přerušen, takže záření o vlnové délce 570 nm prochází vrstvou finální reakční směsi o uvedené tloušťce.
Ve výhodném provedení vynálezu se po 5 až 10 minutách po přidání vody do finální reakční směsi zastaví míchání a vzniklá směs se v průběhu 30 minut nechá samovolně rozdělit na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi.
Vynález je dále objasněn na následujícím příkladu provedení, aniž je jím jakkoliv omezen.
•« *
Příklad provedení vynálezu
Do skleněného vsádkového reaktoru o objemu 1000 ml, opatřeného míchadlem. bylo předloženo 500 ml surového filtrovaného řepkového oleje, s číslem kyselosti 1,12 mg KOH .g'1 oleje. Za intenzivního míchání byl přidán najednou roztok katalyzátoru, a to 6,07 g hydroxidu draselného KOH o čistotě 90 %, rozpuštěného ve 125 ml metanolu. Tato reakční směs byla míchána 10 minut intenzivně, a bylo zjištěno, ž.e během této doby dochází k nej závažnějším reakcím. Dochází ke zreagování až 85 % hmotn. použitého řepkového oleje. Poté bylo mícháno ještě mírně kolem 120 minut pro dokončení reakce. Pak bylo do znovu intenzivně míchané reakční směsi po alkoholýze zahájeno vhánění plynného CO?. vzniklého sublimací pevného CO2. Oxid uhličitý CO2 byl ve směsi rozptylován pomocí soustavy trysek nebo skleněné frity. Současně s vháněním CO? bylo zahájeno měření pH reakční směsi pomocí elektrochemického článku složeného ze skleněné a nasycené argentchloridovč elektrody. Neutralizace trvala asi 10 minut, až. klesla hodnota pH z původní hodnoty pH 11 na hodnotu pH 8,5. Tato hodnota se již dále neměnila, takže vhánění C’O? bylo zastaveno. Poté byl reaktor napojen na vodní vývěvu a reakční směs byla za intenzivního mícháni 2 až 3 hodiny cvakuována za tlaku asi 4000 Pa při pokojové teplotě, případně při mírně zvýšené teplotě kolem 30 °C. Těkající metanol byl jímán v kondenzátorů, Popsaným postupem byla připravena finální reakční směs o objemu 525 ml. Z dobře rozmíchané finální reakční směsi byl odebrán vzorek o objemu 25 ml do skleněné kyvety s optickou drahou 2 cm. Za intenzivního míchání byl vzorek finální reakční směsi v kyvetě titrován z 1 ml byrely demineralizovanou vodou přídavky po 0,05 ml při teplotě asi 30 °C. Po každém přídavku byla měřena propustnost (transmitance) při 570 nm proti čisté bionaftě jako standardu. Maximální hodnota propustnosti byla dosažena při objemu vody v = 0,55 ml; při vyšším objemu její hodnota opět klesala. Optimální objem vody Vúp, pro zbytek finální reakční směsi jc dán vztahem Ifa, = v . O / VY. = (0,55 . 500 / 25) ml = 11 ml, kde O je objem zbylé finální reakční směsi, tj. 500 ml. a Vv: je objem odebraného heterogenního vzorku, tj. 25 ml. Vypočtených 11 ml vody bylo za intenzivního míchání přidáno do 500 ml finální reakční směsi a výsledná směs byla ještě 5 10 minut mírně míchána. Poté bylo míchání zastaveno a směs se v průběhu 30 minut úplně rozdělila na čirou horní bionaftovou (440 ml) a čirou spodní glycerolovou fázi (70 ml). Bionaftová fáze měla složení splňující evropskou normu
EN 14214 pro FAME, glycerolová fáze obsahovala 55 hm.% glycerolu. Výtěžek: 95 hm. %, vztaženo na řepkový olej.
* * »
......
Uvedený příklad provedení neomezuje další možné varianty tohoto způsobu výroby bionaíty v rámci rozsahu patentových nároků tohoto vynálezu, Optimální objem vody je pro opakované reesterifikace stejného oleje stejným alkoholem za stejných podmínek stejný, tj. není třeba jeho stanovení pro každou alkoholýzu opakovat.
Průmyslová využitelnost
Postup podle tohoto vynálezu vede k rychlé a dokonalé samovolné gravitační separaci bionaíty od glycerolové fáze (podstatně rychlejší než je tomu např. při postupu dle patentu CZ 289417). Přitom jsou získány dva využitelné produkty: kvalitní bionafta typu FAMF, splňující normu EN 14214 a glyccrolová fáze s vysokým obsahem glycerolu, a to s vysokým výtěžkem.

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby bionafty z rostlinných olejů, zejména z řepkového oleje, zahrnující kroky reesterifikace rostlinného oleje jednosytným nízkomolekulámím alkoholem v přítomnosti katalyzátoru, jímž je hydroxid alkalického kovu, následného odstranění katalyzátoru, odstranění nezreagovančho přebytku jednosytného nízkomolckulárního alkoholu a poté rozdělení vzniklé finální reakční směsi na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi. vyznačený tím, žc do finální reakční směsi se přidává voda až do maximální propustnosti reakční směsi pro viditelné světlo a vzniklá směs se nechá samovolně rozdělit na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi.
  2. 2. Způsob podle nároku 1. vyznačený tím, že se voda přidává za teploty 25 až 35 °C.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že se voda přidává za míchání.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že sc použije demineralizovaná voda.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4. vyznačený lim, žc maximální propustnost reakční směsi pro viditelné světlo je maximální propustnost reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm.
  6. 6, Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že před přidáním vody do finální reakční směsi se heterogenní vzorek finální reakční směsi o známém objemu titruje vodou v kyvelč spektrometru za míchání a sleduje se závislost intenzity prošlého světla o vlnové délce 570 nm na objemu přidané vody. odečte se objem vody v, při němž je propustnost reakční směsi pro viditelné světlo maximální, načež se objem vody Vopl pro přidání do finální reakční směsi vypočte podle vzorce = v . O / Vv:, kde O je objem zbylé finální reakční směsi, a vypočtený objem vody se poté přidá do zbylé finální reakční směsi.
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačený lim, že finální reakční smčs se titruje vodou za míchání, přičemž propustnost reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm se měří kontinuálně a v okamžiku dosažení maximální propustnosti reakční směsi pro světlo o vlnové délce 570 nm se přidávání vody zastaví.
    »4«
  8. 8. Způsob podle nároku 7. vyznačený tím, že propustnost se měří kontinuálně v průtočné kyvetě spektrometru mimo reaktor, do které je proud finální reakční směsi veden obtokem.
  9. 9. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím. že propustnost se měří kontinuálně ve finální reakční směsi pomocí zavedeného světlovodu /.optických vláken připojeného na vnější spektrometr.
  10. 10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 9, vyznačený tím, že po 5 až 10 minutách po přidání vody do finální reakční směsi se zaslaví míchání a vzniklá směs se v průběhu 30 minut nechá samovolné rozdělit na horní fázi bionafty a spodní surovou glycerolovou fázi.
CZ20070267A 2007-04-16 2007-04-16 Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje CZ301958B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20070267A CZ301958B6 (cs) 2007-04-16 2007-04-16 Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20070267A CZ301958B6 (cs) 2007-04-16 2007-04-16 Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2007267A3 true CZ2007267A3 (cs) 2008-10-29
CZ301958B6 CZ301958B6 (cs) 2010-08-11

Family

ID=39873753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20070267A CZ301958B6 (cs) 2007-04-16 2007-04-16 Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ301958B6 (cs)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT394374B (de) * 1990-06-29 1992-03-25 Wimmer Theodor Verfahren zur herstellung von fettsaeureestern niederer alkohole
JP4392529B2 (ja) * 2003-04-04 2010-01-06 日立造船株式会社 廃油脂からのディーゼル燃料油の製造方法
CA2552371A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Council Of Scientific And Industrial Research Improved process for preparing fatty acid alkylesters using as biodiesel
US20060162245A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Imperial Petroleum Recovery Corp. Microwave-enhanced process to maximize biodiesel production capacity
US8062391B2 (en) * 2005-02-21 2011-11-22 Kagoshima University Method for purifying biodiesel fuel

Also Published As

Publication number Publication date
CZ301958B6 (cs) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alves et al. Biodiesel purification using micro and ultrafiltration membranes
AU2011330507B2 (en) Method for producing regenerated clay, regenerated clay, and method for producing purified fats and oils
CA2634819A1 (en) Process for the preparation of biodiesel
JP6098019B2 (ja) 再生白土の製造方法、再生白土、及び精製油脂の製造方法
CZ20014388A3 (cs) Způsob výroby esterů mastných kyselin a jednomocných alkylalkoholů a jejich pouľití
MX2008003424A (es) Metodo mejorado para hacer esteres de etilo a partir de grasas naturales.
Pillai et al. Optimization of transesterification of biodiesel using green catalyst derived from Albizia Lebbeck Pods by mixture design
Zieba et al. Transesterification of triglycerides with methanol catalyzed by heterogeneous zinc hydroxy nitrate catalyst. Evaluation of variables affecting the activity and stability of catalyst.
US8692008B2 (en) Use of methanesulfonic acid for preparing fatty acid esters
CN103709078A (zh) 一种琥珀酸二异辛酯磺酸钠的制备方法
De Carvalho et al. Heterogeneous catalysis afford biodiesel of babassu, castor oil and blends
FR2953831A1 (fr) Procede de production d'esters alkyliques a partir d'huile vegetale ou animale et d'un monoalcool aliphatique avec purification a chaud en lit fixe.
US8624073B1 (en) Homogeneous catalysts for biodiesel production
CZ2007267A3 (cs) Zpusob výroby bionafty z rostlinných oleju, zejména z repkového oleje
EP1990398A1 (en) Process for preparing fatty acid esters from pre-treated glyceride oils
Suwarno et al. The making processes of natural ester from palm oil through transesterification reaction for transformer application
JP2011026394A (ja) バイオディーゼル燃料の製造方法、およびバイオディーゼル燃料の製造装置
EP2454225A2 (en) Systems and methods for removing catalyst and recovering free carboxylic acids from transesterification reaction
CZ305086B6 (cs) Způsob výroby bionafty z rostlinných olejů, zejména z řepkového oleje
KR20250127065A (ko) 낮은 co2 풋프린트의 천연 또는 산업 폐유로부터의 비용 및 에너지 효율적인 바이오디젤 생산
Kongyai et al. Improvement of the oxidative stability of used-oil biodiesel by epoxidation reaction
US20150094489A1 (en) Method for reacting glycerin to form organic salts
JP2024541728A (ja) カーボネートの製造方法
Miyazaki et al. Continuous production of biodiesel from waste cooking oil by a two-step process with microtube reactors
WO2014082143A1 (pt) Processo de hidroesterificação para a produção de biodiesel a partir de biomassa úmida de microalgas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150416