TWM620876U - 環保燃料塊 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種環保燃料塊，係利用廢食用油經過純化、皂化及透過酸處理產生蠟質、並將純化過之廢食用油混合醇類、蠟質，成型為具優異熱值的環保燃料塊，此外，將環保燃料塊表面包覆有由廢食用油製成之蠟質，係可有效封住環保燃料塊中易揮發之成分，使本創作之環保燃料塊具優異的可攜性及耐用性，另，燃燒後之餘燼更可混合動物毛髮製成之胺基酸形成有機肥料，以達成幾乎零汙染的再生回收效果。

Description

環保燃料塊

本創作涉及一種環保燃料塊，尤指是一種利用廢食用油製成之固態環保燃料塊。

廢食用油的回收處理及再製，無論是環保、或食安都很重視的議題，而常見的再利用手段係將廢食用油過濾純化後，再製成生質柴油，如，美國專利公開號第US20140318631A1號「Methods and systems for converting food waste oil into biodiesel fuel」，已揭示一種可以將移動反應器運輸到新鮮食用油的供應商或精煉廠，以將廢油或不合格的食用油轉化為生物柴油燃料之技術手段，係使用醇以便於進行酯交換反應，並以一種或多種酸或鹼進行催化，以製成生質柴油；另，亦有中國專利公告號第CN103265993B號「以餐飲廢油為原料製備固體酒精的方法」，已揭示通過將廢食用油預處理，再透過鹽析取得皂化物，並混以乙醇，獲得價格低廉的固體酒精燃料，同時能有效回收利用餐飲廢油，防止其再次流入餐桌和造成二次污染。

雖然前述美國及中國專利案皆提出了廢食用油的再利用方案，然而，美國案及中國案各自面臨了液體攜帶不便，以及乙醇在長時間存放情況下，係要面臨揮發，導致固體燃料失效的問題，據此，如何有效地將廢食用油再製為便於攜帶的固態環保燃料塊，並且兼顧良好保存的特性，此乃待須解決之問題。

有鑒於上述的問題，本創作人係依據多年來從事相關行業的經驗，針對廢食用油再利用進行改進；緣此，本創作之主要目的在於提供一種環保燃料塊。

為達上述的目的，本創作係先將廢食用油進行純化，得到一純化油，再將純化油進行皂化反應得到一皂化產物，並將皂化產物與強酸溶液反應製成一蠟質，利用皂化產物、醇類、一賦形劑製成導火混合物，及利用純化油、醇類、蠟質製成燃燒混合物，再進一步成型為具導火層及燃燒層之環保燃料塊，並將導火層及燃燒層之表面包覆有蠟質，使環保燃料塊內易揮發成分不易洩露，使其具有優異可攜性及保存特性，另外，本創作之環保材料燃燒後之餘燼，係可混合由動物毛髮製成之毛髮胺基酸，進一步形成環保肥料達到使廢食用油百分之百完全利用的功效。

為使 貴審查委員得以清楚了解本創作之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

1:環保燃料塊

11:燃燒層

12:外殼

13:導火層

2:餘燼

3:毛髮胺基酸

4:肥料

S1:純化步驟

S2:皂化步驟

S21:鹽析步驟

S3:蠟質生成步驟

S4:燃燒層生成步驟

S5:外殼生成步驟

S6:導火層生成步驟

S7:餘燼再製步驟

第1圖，為本創作之方法流程圖(一)。

第2圖，為本創作之方法流程圖(二)。

第3圖，為本創作之方法流程圖(三)。

第4圖，為本創作之方法流程圖(四)。

第5圖，為本創作之結構示意圖(一)。

第6圖，為本創作之剖面結構示意圖(一)。

第7圖，為本創作之結構示意圖(二)。

第8圖，為本創作之剖面結構示意圖(二)。

第9圖，為本創作之實施示意圖(一)。

第10圖，為本創作之實施示意圖(二)。

第11圖，為本創作之方法流程圖(五)。

第12圖，為本創作之實施示意圖(三)。

請參閱「第1圖」，為本創作之方法流程圖(一)，如圖所示，本創作環保燃料塊之製程係包含有一純化步驟S1、一皂化步驟S2、一蠟質生成步驟S3、一燃燒層生成步驟S4、及一外殼生成步驟S5，以下詳述各步驟： (1)純化步驟S1：將回收之一廢食用油利用一活性白土將廢食用油進行脫色脫臭，再進行過濾，以去除雜質及廢渣，較佳的，更依照廢食用油酸價加入適量的一強鹼溶液，如氫氧化鈉水溶液，將廢食用油之酸價調整至pH值為6~8接近中性，以及將廢食用油加熱至高於所處環境狀態下之沸點，使廢食用油中之水分被去除，以利後續反應製程步驟，廢食用油經純化步驟S1後係生成一純化油；(2)一皂化步驟S2：將純化油與一強鹼溶液進行皂化反應，以生成一皂化產物，皂化產物包含有一脂肪酸鹽及一甘油，其中，強鹼溶液係可為氫氧化鉀、氫氧化鈉、濃氨水的水溶液之其中一種或其組合，凡能與純化油進行皂化反應者皆可實施，但不以此為限，另外，請參閱「第2圖」，為本創作之方法流程圖(二)，如圖所示，可選的皂化反應更可包含有一鹽析步驟S21，係利用飽合鹽水將皂化產物之脂肪酸鹽及甘油分離，可將皂化產物中之甘油及未反應的強鹼溶液去除；(3)一蠟質生成步驟S3：將皂化產物製成水溶液形成一皂化產物水溶液，並將皂化產物水溶液與一強酸溶液進行反應，生成一蠟質，其中，強酸溶液係可為鹽酸溶液、有機酸溶液等，凡能與皂化產物進行反應而生成蠟質者皆可實施，但不以此為限，再將蠟質過濾與水分離，較佳的，將蠟質加熱至高於所處環境狀態下之沸點，使蠟質中的水分被去除； (4)一燃燒層生成步驟S4：將純化油、一醇類、及蠟質加熱融熔混合，生成一燃燒混合物，其中，醇類可包含為碳鏈C1~C9的醇類及其異構物，較佳的，醇類為甲醇及乙醇之其中一種或其組合；較佳的，更可將純化油、醇類、蠟質、及一強鹼加熱融熔混合，生成一燃燒混合物；較佳的，在混合完成後更可進行過濾將甘油去除；(5)一外殼生成步驟S5：將燃燒混合物浸入熔融狀態的蠟質中，使燃燒混合物被蠟質形成的一外殼完全包覆，得到本創作之環保燃料塊。

請參閱「第3圖」及「第4圖」，為本創作之方法流程圖(三)及(四)，如圖所示，本創作環保燃料塊之製程係可在外殼生成步驟S5前，另包含有一導火層生成步驟S6：將皂化產物與醇類混合，生成一導火混合物，較佳的，更可添加有一賦形劑，如聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone)、PVP k30、PVP k90，但不以此為限，賦形劑有助於導火混合物進一步成型；另，接續於導火層生成步驟S6之外殼生成步驟S5，其將導火混合物及燃燒混合物堆疊，並浸入蠟質，使導火混合物及燃燒混合物被由蠟質形成的外殼完全包覆，其中，導火混合物所使用之皂化產物係可為不經鹽析步驟S21處理之皂化產物，亦可使用經鹽析步驟S21處理，使皂化產物僅剩脂肪酸鹽進行混合。

請參閱「第5圖」及「第6圖」，為本創作之結構示意圖(一)及剖面結構示意圖(一)，如圖所示，環保燃料塊1包含有一燃燒層11，及包覆燃燒層11之外殼12；較佳的，請參閱「第7圖」及「第8圖」，為本創作之結構示意圖(二)及剖面結構示意圖(二)，環保燃料塊1更可包含有一導火層13，係堆疊於燃燒層11之上端，且外殼12將導火層13及燃燒層11完全包覆；環保燃料塊1、燃燒層11、外殼12、及導火層13可成型為各式形狀，本圖僅以圓柱體作為示例，並不以此為限，以下逐一說明各部位之組成及示例：(1)燃燒層11：燃燒層11由燃燒混合物經加熱融熔後，倒入模具塑型，冷卻成型而成，燃燒層11係具有優異的燃燒效果；(2)外殼12：請搭配參閱「第9圖」，為本創作之實施示意圖(一)，外殼12係為將燃燒層11，或導火層13及燃燒層11堆疊後浸入融熔的蠟質中，使導火層13及燃燒層11包覆有蠟質再冷卻成型為外殼12，外殼12將燃燒層11及導火層13完整包覆，不僅使環保燃料塊1具更佳的物性，更避免燃燒層11及導火層13中的成分揮發，使環保燃料塊1有優異的可攜性及保存特性；(3)導火層13：導火層13由導火混合物經加熱融熔後，倒入已成型完成之燃燒層11的模具塑型，並冷卻成型而成，使導火層13成型於燃燒層11之上端，導火層13相較於燃燒層11具易燃性質，使環保燃料塊1易於起火燃燒。

請參閱「第10圖」，為本創作之實施示意圖(二)，本創作之環保燃料塊1經測試燃燒熱值係可大於4500千卡/公斤，不僅相較煤炭燃燒熱值4200千卡/公斤高，且燃燒時及燃燒後產生之生成物不含有如二氧化硫、硫化物等有害物質，而在燃燒完畢後，係僅剩餘燃燒前重量2%的一餘燼2，此餘燼2為對環境無汙染之生物長鏈碳化物，故相較傳統火力發電煤炭具有相當高的環保特點。

請參閱「第11圖」及「第12圖」，為本創作之方法流程圖(五)及實施示意圖(三)，如圖所示，本發明包含有一餘燼再製步驟S7，本創作環保燃料塊1，可將餘燼2與由廢棄動物毛髮水解製成之一毛髮胺基酸3進行混合，得到可助於植物生長的一肥料4，其中，毛髮胺基酸3係由廢棄動物毛髮加入強鹼溶液進行水解反應，再經過過濾、酸鹼中和、脫色、除水等步驟製成毛髮胺基酸3，使肥料4之所有原料皆由廢棄物所組成，將本創作之環保燃料塊1做完全的再生利用。

本創作之具體實施例如下：(1)純化步驟：將廢食用油加入重量比為100：1~50：1的活性白土，並過濾除去廢渣，依照廢食用油的酸價加入氫氧化鈉，將廢食用油的pH值調整到6~8，並在常壓下加 熱到攝氏105~120度去除廢食用油中的水分，得到純化油；(2)皂化步驟：取水與氫氧化鈉重量比為10：4~10：5製作氫氧化鈉水溶液，並將前述純化油加熱至攝氏75~85度再與氫氧化鈉水溶液以重量比為10：5~10：6攪拌進行皂化反應，得到皂化產物，可選的，將皂化產物加入飽和鹽水進行鹽析，以分離皂化產物中的脂肪酸鹽及甘油，去除甘油及未反應的氫氧化鈉水溶液得到脂肪酸鹽作為皂化產物，本創作之環保燃料塊係可使用未經鹽析的皂化產物，亦可使用經鹽析過後去除甘油僅剩脂肪酸鹽之皂化產物；(3)蠟質生成步驟：先取皂化產物加入等重量的水攪拌至溶解成皂化產物水溶液，再加入與皂化產物重量比為10：1~10：2的37%濃鹽酸並持續攪拌至蠟質析出，進行過濾將蠟質與水分離，在常壓下加熱到攝氏105~120度去除蠟質中的水分，得到蠟質；(4)燃燒層生成步驟：先取甲醇與氫氧化鈉重量比為100：1~100：3配製成甲醇溶液，再將純化油加熱至攝氏50~65度，並以純化油及甲醇溶液重量比為10：2~10：3比例相混合形成半成品，可選的，可先進行過濾步驟將多餘的甘油去除，亦可直接將比例為3：1~4：1的半成品與蠟質混合形成燃燒混合物，並將燃燒混合物入模具塑型冷卻成型為燃燒層； (5)導火層生成步驟：將皂化產物與95%乙醇以1：3~1：4的比例混合，可選的加入前述皂化產物與乙醇混合物重量之3%~5%的賦形劑，如：聚乙烯基吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone)，形成導火混合物，將導火混合物入模具塑型冷卻成型為導火層，較佳的係直接於燃燒層上端成型為導火層，其中，導火層與燃燒層之重量比為1：7~1：10；(6)外殼生成步驟：將成型完成的燃燒層，或成型完成的導火層與燃燒層堆疊組合，浸入融熔的蠟質中並取出，使其表面沾附有蠟質，並待其冷卻成型為外殼，使燃燒層或導火層與燃燒層堆疊組合被外殼完全包覆；(7)餘燼再製步驟：收集環保燃料塊燃燒後殘餘之餘燼，並將廢棄動物毛髮加入pH值為11的氫氧化鈉溶液，經過攪拌過濾取出溶液，再加入pH值為4.5的鹽酸溶液進行酸鹼中和，可選的，加入活性碳升溫脫色，並過濾沉澱物取出溶液後乾燥除水得到毛髮胺基酸；再將餘燼及毛髮胺基酸以任意比例混合調製成肥料。

綜上可知，本創作環保燃料塊，係利用廢食用油透過純化、皂化、酸處理制蠟，並搭配醇類混合，製成易於起火燃燒的導火層，及具優異燃燒熱值的燃燒層，在表面更包覆有蠟質製成的外殼，而燃燒後的餘燼更可在製成肥料，使本創作之環保燃料塊不僅相較傳統煤炭等燃料有更佳的燃燒效果，更由於蠟質外殼使其具備良好的保存及可攜性，並 且整體材料大量使用回收廢油，據此，係可達到有效地將廢食用油再製為便於攜帶的固態環保燃料塊，並且兼顧良好保存的特性之目的及功效。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳之實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作範圍內。

綜上所述，本創作係具有「產業利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起新型專利之申請。

1:環保燃料塊

11:燃燒層

12:外殼

Claims (7)

1. 一種環保燃料塊，由利用一廢食用油經一活性白土進行脫色脫臭而成的一純化油做為原料所製成，包含：一燃燒層，由一燃燒混合物經加熱融熔塑型後冷卻成型而成，該燃燒混合物由該純化油、一蠟質、及一醇類混合成的，且該蠟質由該純化油與一強鹼溶液反應生成的一皂化產物與一強酸溶液反應而成；以及一外殼，包覆於該燃燒層，由該蠟質成型而成。
2. 如請求項1所述之環保燃料塊，其中，該燃燒層上端堆疊形成有一導火層，且該導火層及該燃燒層被該外殼完全包覆。
3. 如請求項2所述之環保燃料塊，其中，該導火層由該醇類、一脂肪酸鹽、及一賦形劑混合而成。
4. 如請求項2所述之環保燃料塊，其中，該導火層由該醇類、該皂化產物、及一賦形劑混合而成。
5. 如請求項1所述之環保燃料塊，其中，該強鹼溶液為氫氧化鈉及氫氧化鉀之其中一種或其組合。
6. 如請求項1所述之環保燃料塊，其中，該強酸溶液為鹽酸。
7. 如請求項1所述之環保燃料塊，其中，該醇類為碳鏈C1~C9的醇類及其異構物之其中一種或其組合。

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