CZ2010534A3 - Optimalizovaný zpusob predúpravy kyselých odpadních tuku a oleju - Google Patents

Optimalizovaný zpusob predúpravy kyselých odpadních tuku a oleju Download PDF

Info

Publication number
CZ2010534A3
CZ2010534A3 CZ20100534A CZ2010534A CZ2010534A3 CZ 2010534 A3 CZ2010534 A3 CZ 2010534A3 CZ 20100534 A CZ20100534 A CZ 20100534A CZ 2010534 A CZ2010534 A CZ 2010534A CZ 2010534 A3 CZ2010534 A3 CZ 2010534A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
optimized process
process according
quaternary ammonium
oils
volatile organic
Prior art date
Application number
CZ20100534A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ305933B6 (cs
Inventor
Kolomazník@Karel
Pecha@Jirí
Vašek@Vladimír
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne
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 Tomáše Bati ve Zlíne filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne
Priority to CZ2010-534A priority Critical patent/CZ305933B6/cs
Publication of CZ2010534A3 publication Critical patent/CZ2010534A3/cs
Publication of CZ305933B6 publication Critical patent/CZ305933B6/cs

Links

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

Optimalizovaný zpusob spocívá v extrakci mastných kyselin alkoholickými alkalickými roztoky, pri cemž jako alkálie se použije alespon jedna látka ze skupiny zahrnující tekavé organické báze, kvarterní amoniové zásady a bezvodý amoniak. Jako tekavá organická báze muže být s výhodou použit alespon jeden alkylamin s teplotou varu neprevyšující 200 .degree.C, jako kvarterní amoniová zásada pak alespon jeden tetraalkylammonium hydroxid, zejména tetramethylammonium hydroxid. Z hlediska prubehu procesu predúpravy je výhodný postup, pri nemž se po oddestilování prebytecného alkoholu z extraktu amoniová sul odvodní pri teplote v rozmezí 180 až 220 .degree.C a vzniklý amid se premení na požadovaný ester mastné kyseliny, nejcasteji methyl-, ethyl- ci butylalkoholem v prítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforecné.

Description

Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů
Oblast techniky
Vynález se týká optimalizovaného způsobu předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů, zejména pak předpravy kyselých odpadních tuků a olejů pro alkoholytickou výrobu bionafty.
Dosavadní stav techniky
V současné době jsou hlavní surovinou pro výrobu bionafty rostlinné oleje. Při tom současná vysoká cena bionafty (více než dvojnásobek ceny klasické nafty) je dána právě vysokou cenou vstupní suroviny. Uvádí se , že více než 70% celkové ceny bionafty tvoří cena vstupní suroviny tzn. rostlinného oleje.
Bionaftu lze však vyrobit i z jiných, mnohem levnějších surovin jako jsou odpadní jatečně loje, odpadní vepřové sádlo, přepůlené oleje ze stravovacích zařízení a v neposlední řadě i z odpadních koželužských tuků. Uvedené odpadní tuky a oleje jsou nepříjemnými vedlejšími produkty a zejména tukové odpady z koželužen jsou likvidovány spalováním, které je zatíženo likvidačními poplatky, což činí tuto surovinu po ekonomické stránce vysoce zajímavou pro výrobu bionafty. Odpadní tuky z koželužen vznikají při mízdření a obsahují volnou vodu, dusíkaté sloučeniny (bílkoviny), popel a volné mastné kyseliny. Uvedené složení vylučuje jejich přímé použití pro zpracování na bionaftu běžnou technologií zásaditě katalyzované transesterifikace. Důvodem je vyšší obsah volných mastných kyselin, které reagují s alkalickým reesterifikačním katalyzátorem za tvorby alkalických mýdel a vody, což snižuje výtěžnost reesterifikačního procesu. Rovněž alkalická mýdla komplikují nebo znemožňují separaci metylesterové vrstvy od glycerinové vrstvy. Také obsah dusíkatých látek v konečném produktu bionafty je nepřípustný.
Před samotnou transe steří fikací je tedy nutné surový tuk rafinovat. V první fázi se mechanicky lisováním (případně odstředěním) odstraní volná voda. Pro další rafinaci se jeví jako vhodné tepelně řízené programové tavení, které odstraní zbytkovou volnou vodu, dusíkaté látky (bílkoviny), podstatně sníží obsah popela a nezvýší obsah volných mastných kyselin - tento způsob předpravy je uveden v PV 2008-18, resp. přihlášce PCT WO/2009/089802.
K dosažení vysoké čistoty metylesterů mastných kyselin požadované mezinárodními normami je ale třeba, aby obsah volných mastných kyselin ve výchozí surovině, ·· ···· ·· · ··· ·♦ reprezentovaný číslem kyselosti byl menší než l mg KOH/g. Ve velké většině odpadních tuků a olejů (i rafinovaných) je reálná hodnota čísla kyselosti značně vyšší a je nutno ji snížit na požadovanou hodnotu pod 1 mg KOH/g. V technické praxi se používá k odstranění volných mastných kyselin destilace vodní parou za vakua, kdy se oddestilují těkavé volné kyseliny.
Z PV 2008-411, resp. přihlášky PCT WO/2009/089802 je znám způsob předúpravy odpadních olejů a tuků s obsahem volných mastných kyselin, zejména překračuje-li obsah volných mastných kyselin limitní hodnotu čísla kyselosti, spočívající v tom, že se provede esterifikace volných mastných kyselin za použití organické báze nebo směsi organických bází.
Z přihlášky PCT WO2009110854 je známa také extrakce volných mastných kyselin z vysoce kyselých rostlinných olejů pro výrobu bionafty čistým metylalkoholem.
Problémem všech výše uvedených způsobů předúpravy tuků a olejů je skutečnost, že potřebného efektu snížení čísla kyselosti se dosahuje jen za cenu technologicky a tedy i ekonomicky náročnějšího procesu.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedeného nedostatku přispívá do značné míry optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů podle vynálezu spočívající v extrakci alkoholickými alkalickými roztoky. Podstata vynálezu je v tom, že jako alkálie se použije alespoň jedna látka ze skupiny zahrnující těkavé organické báze, kvartemí amoniové zásady a bezvodý amoniak.
Jako těkavá organická báze může být s výhodou použit alespoň jeden alkylamin s teplotou varu nepřevyšující 200 °C, jako kvartemí amoniová zásada pak alespoň jeden tetraalkylammonium hydroxid, zejména tetramethylammonium hydroxid.
Z hlediska průběhu procesu předúpravy je výhodný postup, při němž se po oddestilování přebytečného alkoholu z extraktu amoniová sůl odvodní při teplotě v rozmezí 180 až 220 °C a vzniklý amid se přemění na požadovaný ester mastné kyseliny, nejčastěji methyl-, ethyl- či butylalkoholem v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforečné.
Při použití tetraalkylammonium hydroxidu, zejména pak tetramethylammonium hydroxidu dochází k přímé esterifikaci extrahovaných solí vyšších mastných kyselin na příslušné alkylestery, zejména pak methylestery. Jako vedlejší produkty esterifikace vznikají amoniové soli, zejména pak N-alkylamoniové soli aplikovatelné jako biostimulátory k ochraně a výživě zemědělských rostlin.
Při optimalizovaném způsobu předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů podle vynálezu se podobně jako u již známých procesů používá rovněž extrakční metodu. Na rozdíl od nich se ale místo čistého metanolu extrahuje alkoholickým (např. methanolickým, ethanolickým apod.) alkalickým roztokem obsahujícím bczvodý amoniak, těkavé aíkylaminy, případně tetraalkylammonium hydroxidy. Uvedené látky neutralizují volné mastné kyseliny za vzniku příslušných amoniových solí, případně N-alkylamoniových solí, tj. vzniknou organická mýdla, která jsou v tucích prakticky nerozpustná a jsou extrahována do alkoholové vrstvy. Uvedeným způsobem tak dochází k úplnému odkyselení výchozích tuků a olejů a výsledné číslo kyselosti je menší než 1 mg KOH/g. Z metanolového roztoku se destilací odstraní metylalkohol a organická mýdla se za teploty kolem 200 °C dehydratují za vzniku amidů, které jsou převedeny na alkyl-estery mastných kyselin alkoholem (např. methanolem, ethanolem, butanolem apod.) v přítomnosti koncentrovaných silných anorganický i organických kyselin (např. kyselina sírová, fosforečná, p-toluensulfonová). Konverze na příslušné alkylestery je prakticky stoprocentní, neboť tato esterifikační reakce je na rozdíl od klasického postupu prakticky nevratná a probíhá velmi rychle. Řídicím faktorem je jen odvod tepla výpamým teplem nadbytečného alkoholu. Získaná směs alkyl-esterů se snadno separuje od metanolového roztoku amonných solí (N-alkyl-amonných solí, tetraalkylamoniových solí apod.), které se po oddestilování alkoholu mohou použít jako dusíkaté hnojivo nebo jako biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
5000 g odpadního tuku o čísle kyselosti 18 mg KOH/g se extrahovalo 4000 g 4 % methanolického roztoku tetramethylammonium hydroxidu. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil přebytečný methylalkohol a výsledný produkt se při teplotě 200 °C rozložil na methylester daných mastných kyselin a trimethylamin. který při této teplotě z reakční směsi unikl. Trimethylamin byl absorbován do vodného roztoku zředěné kyseliny fosforečné s tím, že výsledný produkt lze použít jako biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.
Příklad 2
5000 g odpadního tuku o čísle kyselosti 25 mg KOII/g se extrahovalo nasyceným ethanolickým roztokem amoniaku o hmotnosti 4000 g. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil přebytečný ethylalkohol a výsledný produkt při teplotě 200 °C dehydratoval na příslušné amidy vyšších mastných kyselin, které se převedly na methylestery působením methylalkoholu v trojnásobném ekvimolárním přebytku a ekvimolámího množství koncentrované kyseliny sírové. Po ochlazení reakční směsi se horní vrstva methylesterů oddělila od spodního roztoku síranu ammoného v methanolu.
Příklad 3
200 g odpadního tuku o čísle kyselosti 10 mg KOH/g se extrahovalo 2,5% ethanolickým roztokem n-butylaminu o hmotnosti 120 g. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil přebytečný ethylalkohol a výsledný produkt při teplotě 200 °C dehydratoval na příslušné N-butylamidy vyšších mastných kyselin, které se převedly na methylestery působením methylalkoholu v trojnásobném ekvimolárním přebytku a ekvimolámího množství koncentrované kyseliny fosforečné. Po ochlazení reakční směsi se horní vrstva methylesterů oddělila od spodního roztoku N-butylamonium fosfátu v methanolu. N-butylamonium fosfát lze opět použije jako biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů, zejména přcdůpravy kyselých odpadních tuků a olejů pro výrobu bionafty, spočívající v extrakci alkoholickými alkalickými roztoky, vyznačující se tím, že jako alkálie se použije alespoň jedna látka ze skupiny zahrnující těkavé organické báze, kvarterní amoniové zásady a bezvodý amoniak.
  2. 2. Optimalizovaný způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako těkavá organická báze se použije alespoň jeden alkylamin s teplotou varu nepřevyšující 200 °C.
  3. 3. Optimalizovaný způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako kvarterní amoniová zásada se použije alespoň jeden tetraalkylammonium hydroxid.
  4. 4. Optimalizovaný způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že jako kvarterní amoniová zásada se použije tetramethylammonium hydroxid.
  5. 5. Optimalizovaný způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že po oddestilování přebytečného alkoholu z extraktu se amoniová sůl odvodní při teplotě v rozmezí 180 až 220 °C a vzniklý amid se přemění na požadovaný ester mastné kyseliny, nej častěji methyl-, ethyl- či butylalkoholem v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforečné.
  6. 6. Optimalizovaný způsob podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že při použití tetraalkylammonium hydroxidu, zejména pak tetramethylammonium hydroxidu dochází k přímé esterifikaci extrahovaných solí vyšších mastných kyselin na příslušné alkylestery, zejména pak methylestery.
  7. 7. Optimalizovaný způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že jako vedlejší produkty esterifíkace vznikají amoniové soli, zejména pak N-alkylamoniové soli aplikovatelné jako biostimulátory k ochraně a výživě zemědělských rostlin.
CZ2010-534A 2010-07-02 2010-07-02 Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů CZ305933B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) 2010-07-02 2010-07-02 Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) 2010-07-02 2010-07-02 Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2010534A3 true CZ2010534A3 (cs) 2012-01-18
CZ305933B6 CZ305933B6 (cs) 2016-05-11

Family

ID=45464936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) 2010-07-02 2010-07-02 Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305933B6 (cs)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10245806A1 (de) * 2002-10-01 2004-04-15 Siegfried Prof. Dr. Peter Verfahren zur Herstellung von Fettsäureestern einwertiger Alkohole mittels Alkoholyse unter Verwendung spezieller basischer Katalysatoren
JP4122433B2 (ja) * 2003-08-18 2008-07-23 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 副産物を生成しないバイオディーゼル燃料の無触媒製造法
JP3934630B2 (ja) * 2004-06-14 2007-06-20 株式会社シー・ディー・エムコンサルティング 酸性油脂類および劣化油脂類からのバイオディーゼル燃料製造方法
GB2436836A (en) * 2006-03-31 2007-10-10 Greenergy Biofuels Ltd Removal of free fatty acids from used cooking oil prior to biodiesel production
CZ303071B6 (cs) * 2008-06-30 2012-03-21 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne Zpusob predúpravy odpadních oleju a tuku s obsahem volných mastných kyselin pro alkoholytickou výrobu bionafty

Also Published As

Publication number Publication date
CZ305933B6 (cs) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. Roles of Co-solvents in hydrothermal liquefaction of low-lipid, high-protein algae
US6642399B2 (en) Single-phase process for production of fatty acid methyl esters from mixtures of triglycerides and fatty acids
US7612221B2 (en) Production of fatty acid alkyl esters
FI116847B (fi) Menetelmä rasvahappoalkyyliestereiden valmistamiseksi
US20050020842A1 (en) Production of fatty acid alkyl esthers
Kasim et al. Influence of various parameters on reactive extraction of Jatropha curcas L. for biodiesel production
ES2769232T3 (es) Proceso para la producción de biodiésel y productos relacionados
US8957231B2 (en) Concentrate of omega 3
Prommuak et al. Simultaneous production of biodiesel and free lutein from Chlorella vulgaris
EP3026096B1 (en) Method for preparing fatty acid alkyl ester using fat
Yong et al. Characterization of glycerol residue from a palm kernel oil methyl ester plant
Hidawati et al. Treatment of glycerin pitch from biodiesel production
Kamari et al. Optimisation and characterisation studies of biodiesel production from black soldier fly larvae fed by soya residue
Pandiangan et al. The effect of calcination temperatures on the activity of CaO and CaO/SiO2 heterogeneous catalyst for transesterification of rubber seed oil in the presence of coconut oil as a co-reactant
CZ2010534A3 (cs) Optimalizovaný zpusob predúpravy kyselých odpadních tuku a oleju
KR20210072030A (ko) 바이오디젤 제조 방법
CN107586253B (zh) 一种制备亚油酸的方法
RU2404230C1 (ru) Способ получения биодизельного топлива
US20110054201A1 (en) Process for Producing Fatty Acid Esters and Fuels Comprising Fatty Acid Esters
US20150197469A1 (en) Process of Crude Glycerin Purification Originated From Transesterifications With Alkaline Catalysis Without Using Acidification and Distillation Producing Purified Glycerin 96% and 99% Purity
JP7417270B2 (ja) 硫酸カリウムの製造方法および製造システム
WO2007068137A1 (fr) Procede pour la preparation de biodiesel
WO2024123205A1 (ru) Способ получения сложных эфиров карбоновых кислот
CZ2010365A3 (cs) Biopalivo z živocišných tuku a zpusob jeho výroby
CZ2011422A3 (cs) Zpusob deproteinizace odpadních tuku a oleju

Legal Events

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

Effective date: 20200702