[发明专利]一种用于制备生物柴油的微藻油预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备生物柴油的微藻油预处理方法，特别涉及一种用于碱催化酯交换制备生物柴油的微藻油降酸和降粘方法。

背景技术

生物柴油，又称单烷基脂肪酸酯，是以油脂为原料与醇类经转酯作用获得的单烷基脂肪酸酯，与传统化石柴油相比，生物柴油与其点火性能、热值和动力等特性相近，且具有可再生、可生物降解及尾气排放性能优良的特点，是理想的传统化石柴油替代燃料。

生物柴油的传统制备方法是在酸或碱作为催化剂的条件下，油脂和甲醇等低碳醇发生酯交换反应。相比于酸催化酯交换，碱催化酯交换具有反应速度快、成本低、酯交换效率高和对环境造成的污染小等优点，但碱催化酯交换反应时，油脂中的游离脂肪酸过高容易引起脂肪酸甲酯的皂化，因此，碱催化酯交换反应对原料油的酸值要求较高（酸值<1.0mgKOH/g）。

微藻（microalgae）为单细胞、群体或丝状藻类，有2万多种，广泛的分布于我国沿海和内地水域，相对于高等植物，它们能更有效地利用太阳能，将水和CO₂等无机物质合成为有机物质。微藻因具有含油量高、不消耗淡水、倍增周期短、单位面积产量大等优点，并且可以在盐碱地、粘土地、滩涂、浅海以及湖泊养殖，成为新一代生物柴油原料。

微藻油提取主要采用食用油或有机溶剂萃取微藻的方法，但微藻细胞中含有丰富的叶绿素、类胡萝卜素、蜡和有机酸等非脂肪的脂溶性成分，在萃取时会溶入到萃取溶剂中，从而导致有机溶剂萃取出的微藻油颜色较深，酸度较高，流动性很差，微藻油品质得不到保证，不能用作碱催化酯交换制备生物柴油的原料油。

CN101200675A公开了一种制备生物柴油高酸值动植物油脂的预处理方法，采用过量甲醇和浓硫酸混合对原料油酯化，酯化物可达到碱催化酯交换原料油要求。但由于微藻油粘度较大，此方法应用在微藻油上效果较差，经多次酯化脱酸后的微藻油，用来制备的生物柴油粘度仍达不到国标要求。

CN101691521A公开了一种采用活性白土与膨润土混合物吸附，再进行双氧水氧化的深色生物柴油脱色方法。该方法对微藻油脱色效果很差，微藻油有色物质主要为叶绿素等色素成分，用过氧化氢对微藻油的脱色效果不好。

CN101580857公开了一种微藻一步法制备生物能源的方法，该方法提供了一种以微藻粉或微藻块为原料，油脂萃取和酸催化酯交换同时进行的微藻生物柴油的制备方法，该方法无需脱色步骤，并且低碳醇可以经干燥后重复利用，藻泥也可以发酵后用作生物燃气。但由于该方法采用了酸催化酯交换的生物柴油制备方法，催化反应所需温度较高，所需时间也较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于制备生物柴油的微藻油预处理方法，该方法可制备低酸值、低粘度和颜色合格的微藻油，以满足碱催化酯交换制备生物柴油的需要。

本发明的技术解决方案是：

一种用于制备生物柴油的微藻油预处理方法，其具体步骤是：

1）按质量份数计，将1份微藻粉置于10份～20份有机溶剂中，所述的有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯、正己烷、石油醚中的一种，在20℃～30℃下搅拌萃取1h～3h，抽滤，得滤液Ⅰ，将滤液Ⅰ减压蒸馏去除有机溶剂，得到微藻油；

2）向微藻油中加入甲醇溶解得醇油混合溶液，所述微藻油与甲醇的质量比为1:10～1:30，加入占醇油混合溶液质量1.5%～3.0%的吸附剂，所述吸附剂为活性炭，在室温状态下搅拌吸附0.5h～2.0h，过滤，得滤液Ⅱ；

3）将滤液Ⅱ缓慢加热至55℃～70℃，再加入占微藻油质量0.5%～1.2%的浓硫酸，搅拌，进行酯化反应，反应时间为60min～100min；

4）反应结束后，减压蒸馏去除甲醇，水洗除去残留的硫酸；

5）在60℃～70℃下，真空干燥至恒重，得到降酸降粘的微藻油。

所述微藻粉为螺旋藻粉、盐藻粉或小球藻粉。

所述活性炭为颗粒状，使用前在120℃～140℃的条件下活化1h～3h。

所述微藻油与甲醇的质量比为1:15～1:25。

所述活性炭加入量占醇油混合溶液质量的2.0%～2.5%。 

吸附时，吸附时间为1.0h～1.5h。

所述酯化反应温度为60℃～65℃，时间为80min～90min。

所述浓硫酸加入量占微藻油质量的0.8%～1.0%。

所述有机溶剂为正己烷或乙酸乙酯。

所述浓硫酸的质量百分浓度为98%。

本发明的有益效果是：