Способ получения биотоплива из жиросодержащих отходов гидробионтов


 


Владельцы патента RU 2467056:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГОУ ВПО АГТУ) (RU)
Мукатова Марфуга Дюсембаевна (RU)

Изобретение относится к рыбной отрасли, к способам производства биотоплива из отходов гидробионтов. Способ получения биотоплива из жиросодержащих отходов гидробионтов заключается в получении рыбьего жира с кислотным числом 2,1-4,6 мг KOH/г. Проводят нейтрализацию рыбьего жира, добавляя щелочь до значения кислотного числа жира 0,7 мг KOH/г. Нейтрализованный жир, содержащий мыла и остатки щелочи, промывают один раз 10%-ным солевым раствором и 2 раза водой с температурой 90-95°С в течение 90 минут. Осуществляют процесс переэтерификации рыбьего жира с добавлением 25% этанола и 0,75% сухого NaOH от массы взятого жира. Технический результат - усовершенствование способа и повышение выхода биотоплива. 1 пр.

 

Изобретение относится к рыбной отрасли, в частности к способам производства биотоплива из отходов гидробионтов. Биотопливо может быть использовано во всех типах дизельных двигателей как самостоятельно, так и в смеси с обычным дизтопливом.

Известна технология получения биотоплива на основе рапсового масла для использования в автотракторных двигателях (см. Аблаев А.Р. Производство и применение биодизеля: справочное пособие / А.Р Аблаев и др. - М:. АПК и ППРО, 2006. - 31 с.), в котором используется метанол при переэтерификации. Недостатком данного способа является использование метанола, который является сильным ядом, взрыво- и пожароопасным веществом, вследствие чего происходит усложнение конструкции перерабатывающего оборудования.

Известен способ производства биотоплива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей, включающий нейтрализацию жирных кислот рапсового масла, отделение выпавшего осадка, смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом. Однако топливо, получаемое в результате применения известного способа, не обладает качественными параметрами, характерными для биодизельного топлива (см. патент РФ №2393209, 2010 г.).

Наиболее близким из известных к предлагаемому способу является способ получения биотоплива из растительных масел, включающий реакцию переэтерификации: к растительному маслу добавляют метанол или этанол, или изопропиловый спирт, незначительное количество катализатора (щелочи или кислоту) при температуре 60°С и при нормальном давлении (см. Ю.М.Щекочихина. Биодизельное топливо из водорослей / под ред. д-ра хим. наук, проф. Ю.М.Щекочихина. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. - 252 с.). Однако использование растительных масел - дорогостоящий процесс, который увеличивает себестоимость продукта.

Техническая задача - разработка способа производства биотоплива из жиросодержащих отходов гидробионтов.

Технический результат - усовершенствование способа и повышение выхода биотоплива.

Он достигается тем, что в качестве сырья используют жиросодержащие отходы переработки гидробионтов; рыбий жир подвергают нейтрализации щелочью до переэтерификации; процесс переэтерификации рыбьего жира осуществляют с добавлением 25% этанола и 0,75% NaOH сухого от массы взятого жира.

Способ осуществляется следующим образом.

При производстве биотоплива сначала получают жир из жиросодержащих отходов гидробионтов. Для этого заготовленное сырье: внутренние органы прудовых рыб подвергают мойке, отеканию воды, измельчению на мясорубке с диаметром отверстий решетки (2-3 мм) до однородной массы, извлекают рыбий жир, после чего направляют на нейтрализацию и переэтерификацию.

Для извлечения жира способом вытапливания к измельченным внутренним органам рыб добавляют воду в соотношении субстрат:вода, равном 2:1, и полученную смесь нагревают при щадящем режиме (температуре) 75-80°С, настаивают в течение 40 мин. Отделение жира от водно-белковой части осуществляют центрифугированием при частоте вращения ротора 3000 об/мин и продолжительности 20 мин. Жир, выделенный из внутренних органов рыб, подвергают нейтрализации. После нейтрализации жир, содержащий мыла и остатки щелочи, направляют на промывку 10%-ным раствором хлорида натрия (поваренной соли) и водой с соблюдением соотношений жира:раствора, жира:воды 1:1 соответственно. При этом промывку 10%-ным раствором хлорида натрия осуществляют один раз, водой 2 раза с температурой 90-95°С, общей продолжительностью 90 минут. Промывные растворы от жира отделяют методом отстаивания или сепарирования. Выход жира составляет 76% от уровня содержащегося во внутренних органа толстолобика и 73-72% - карпа и амура.

Очищенный жир, освобожденный от содержания свободных жирных кислот и примесей, направляют на переэтерификацию с добавлением этанола и катализатора - NaOH. На данном этапе исследований подбирают оптимальные параметры проведения переэтерификации (концентрацию этанола 25%, дозу катализатора NaOH (сухой) 0,75% и температуру процесса 55-60°С, при продолжительности 60 мин). После завершения реакции остаток спирта отделяет от продуктов переэтерификации методом отгонки при температуре 68-72°С. Отделенная смесь от спирта содержит две жидкие фазы: верхняя фаза - этиловой эфир, нижняя - глицерин. Этиловые эфиры от остатков глицерина освобождают промывкой водой с температурой 20°С, через 3 часа отстаивания смесь разделяется на две фазы за счет перехода глицерина в нижнюю водную часть смеси, которая отделяется от этиловых эфиров методом слива нижней части. Выход этиловых эфиров, т.е. биотоплива, составляет 87% от исходной массы направленного жира.

Пример 1 осуществления способа

С целью использования жиросодержащих отходов гидробионтов были выбраны внутренние органы прудовых рыб (толстолобика, карпа, амура).

Из 300 г внутренних органов рыб вытапливали жир посредством добавления к измельченным внутренним органам рыб воды в соотношении субстрат:вода, равном 2:1, и полученную смесь нагревали до температуры 75-80°С, настаивали в течение 40 мин. Отделение жира от водно-белковой части осуществляли центрифугированием при частоте вращения ротора 3000 об/мин и продолжительности 20 мин. Полученный жир в количестве 90 г с кислотным числом 2,1-4,6 мгКОН/г, был нейтрализован до снижения кислотного числа до 0,7 мгКОН/г (менее единицы).

Для нейтрализации 90 г полученного жира расчетное количество щелочи составляло 0,14 г. Из указанного количества был приготовлен 10%-ный раствор щелочи в объеме 1,4 см3. Указанный объем 10%-ного раствора добавлялся к взятому количеству жира, и полученная смесь нагревалась при температуре 50°С в течение 15 минут с постоянным перемешиванием.

Жир после нейтрализации, содержащий мыла и остатки щелочи, направлялся на промывку раствором 10%-ной концентрации хлорида натрия (поваренной соли) один раз, водой 2 раза с температурой 90-95°С, общей продолжительностью 90 минут.

Очищенный жир, освобожденный от содержания свободных жирных кислот и примесей, был направлен на переэтерификацию с добавлением этанола 25% и катализатора - сухой NaOH 0,75% при температуре процесса 60°С, продолжительностью 60 мин. После завершения реакции остаток спирта был отделен от продуктов переэтерификации методом отгонки при температуре 72°С. Отделенная смесь от спирта содержала две жидкие фазы: верхняя фаза - этиловой эфир, нижняя - глицерин. Этиловые эфиры от остатков глицерина были освобождены промывкой водой с температурой 20°С, через 3 часа отстаивания смесь разделялась на две фазы за счет перехода глицерина в нижнюю водную часть смеси, которая отделялась от этиловых эфиров методом слива нижней части. Выход этиловых эфиров, т.е. биотоплива, составляет 87% от исходной массы направленного жира. Биотопливо было направлено на хранение при условиях окружающей среды. Предлагаемый способ позволяет повысить выход биотоплива за счет использования дешевых отходов гидробионтов.

Способ получения биотоплива из жиросодержащих отходов гидробионтов, включающий реакцию переэтерификации, отличающийся тем, что полученный рыбий жир с кислотным числом 2,1-4,6 мг KOH/г подвергают нейтрализации щелочью до переэтерификации; нейтрализацию рыбьего жира осуществляют, добавляя щелочь до значения кислотного числа жира 0,7 мг KOH/г (меньше единицы); нейтрализованный жир, содержащий мыла и остатки щелочи, промывают солевым раствором 10%-ным один раз и 2 раза водой с температурой 90-95°С продолжительностью 90 мин; процесс переэтерификации рыбьего жира осуществляют с добавлением 25% этанола и 0,75% сухого NaOH от массы взятого жира.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биоэнергетики, спиртовой промышленности и может быть использовано в качестве жидкого печного или моторного биотоплива. .

Изобретение относится к дизельному топливу на основе этанола. .

Изобретение относится к применению флоккулирующего и хелатирующего агента в качестве агента, облегчающего очистку органического раствора, включающего алкильные эфиры жирных кислот, в котором содержание воды в органическом растворе равно или меньше 5% по массе, и где рН органического раствора составляет от 9 до 12, и где флоккулирующий и хелатирующий агент выбирают из группы, состоящей из полиалюминиевых коагулянтов.

Изобретение относится к композициям топлива, включающим антиокислительную присадку для углеводородных топлив, таких как биодизельное топливо. .

Изобретение относится к способу получения высокооктановых смесей, содержащих алкил-трет-алкиловые эфиры, с использованием как минимум взаимодействия трет-пентенов во фракции, содержащей преимущественно углеводороды С5 и возможно углеводороды С6, со спиртом(ами) С1-С4 в присутствии кислого(ых) твердого(ых) катализатора(ов) при 20-100°С и ректификации, характеризующемуся тем, что переработку осуществляют в две стадии, на первой из которых проводят синтез преимущественно алкил-трет-пентилового эфира при контактировании фракции углеводородов C5 и частично С6 со спиртом(ами) C 1-C4 и отгонку дистиллята, содержащего преимущественно углеводороды C5 и спирт(ы), а на второй стадии проводят рекуперацию спирта из указанного дистиллята, для чего дистиллят подвергают дополнительному(ым) контактированию(ям) как минимум с указанным(и) катализатором(ами), а также с углеводородной смесью, включающей изобутен и/или трет-пентены в количестве достаточном для превращения бóльшей части спирта в алкил-трет-алкиловый(е) эфир(ы), и из реакционной смеси удаляют как минимум С4 -углеводороды, при их использовании, и примесь спирта, в случае превышения предела его концентрации, допускаемого для ингредиентов бензина.
Изобретение относится к способу получения углеводородного топлива, который включает контактирование глицеридов жирных кислот со C1-C5 спиртом в присутствии твердого двойного цианида металлов в качестве катализатора при температуре в пределах 150-200°С в течение 2-6 ч, охлаждение указанной реакционной смеси до температуры в пределах 20-35°С, фильтрование реакционной смеси для отделения катализатора с последующим удалением непрореагировавшего спирта из полученного фильтрата путем вакуумной перегонки с получением углеводородного топлива, при этом один металл катализатора представляет собой Zn2+, a второй представляет собой ион Fе.
Изобретение относится к нефтепереработке и может быть использовано для регулирования-улучшения температуры застывания топочных мазутов при их транспортировке и хранении.
Изобретение относится к способу получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов путем алкилирования изобутановой фракции бутиленсодержащим сырьем в присутствии концентрированной серной кислоты последовательно в двух реакционных устройствах с активным перемешиванием, последующее разделение кислоты и углеводородов, очистку продуктов реакции от кислых примесей, характеризующемуся тем, что алкилирование проводят в двух реакционных устройствах, снабженных общим контуром циркуляции серной кислоты и раздельными контурами по углеводородной фазе, при этом смесь продуктов реакции и кислоты из первого реакционного устройства охлаждают в отстойной зоне до 4-6°С и разделяют с последующим возвратом балансовой части серной кислоты в первое реакционное устройство, а продукты реакции и другую часть серной кислоты параллельными потоками направляют во второе реакционное устройство, куда также подают бутиленсодержащее сырье, в количестве 1-3 м3/ч (в пересчете на 100% бутилен) на 1 м3 серной кислоты в объеме реактора, при этом температуру на выходе из второго реакционного устройства поддерживают не выше 15°С без дополнительной подачи изобутана, далее смесь продуктов реакции, избытка изобутана и кислоты из второго реакционного устройства разделяют в гидроциклоне на углеводородную фазу и серную кислоту, которую возвращают в отстойную зону первого реакционного устройства, а углеводородную фазу направляют в отстойник второго реакционного устройства для более тщательного отделения кислоты, а затем на блок очистки, при этом оптимальную концентрацию серной кислоты (90-93%) в объединенном контуре циркуляции кислоты поддерживают за счет постоянной подачи свежей 98-99% серной кислоты.

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот (C15-C22) и алифатических спиртов (C1-C5), используемых в качестве регуляторов вязкости поливинилхлоридных композиций и резинотехнических изделий.

Изобретение относится к способу получения (мет)акрилатов N-гидроксиалкилированных лактамов, в соответствии с которым обладающие кольцевой структурой N-гидроксиалкилированные лактамы формулы (С): (C), в которой R1 и R2 такие, как представлено в п.1 формулы изобретения, в присутствии по меньшей мере одной гетерогенной неорганической соли (S) подвергают этерификации (мет)акриловой кислотой или переэтерификации по меньшей мере одним сложным эфиром (мет)акриловой кислоты (D).

Изобретение относится к продукту, используемому в шоколаде, маргарине или шортенинге, полученному плавлением смеси компонентов (а) и (b), где компонент (а) содержит триглицерид динасыщенных среднецепочечных жирных кислот и мононасыщенной длинноцепочечной жирной кислоты и (b) содержит триглицерид 1,3-динасыщенных длинноцепочечных жирных кислот и 2-мононенасыщенной длинноцепочечной жирной кислоты, причем длина связи, определенная рентгенодифракцией, измеренная у продукта, составляет 65 Å или более, причем среднецепочечная жирная кислота(ы) имеет от 6 до 12 атомов углерода, и длинноцепочечная жирная кислота(ы) имеет от 14 до 24 атомов углерода.
Изобретение относится к области получения экологически чистых дизельных топлив путем смешения их с добавками. .
Изобретение относится к способу этерификации, использующему титанорганический или цирконийорганический катализатор. .

Изобретение относится к биотехнологии, в частности получению антибиотика правастатина из компактина с использованием метода микробиологической трансформации. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу переэтерификации сложных эфиров -кетокарбоновых кислот со структурной формулой (I), спиртом формулы (II) R3ОН, причем R1, R2, R3 означают разветвленную, неразветвленную или циклическую, насыщенную или ненасыщенную C1-С6-алкильную группу или бензильную группу и R1 и R2 не являются одинаковыми, которые используются в качестве, например, промежуточных продуктов для биологически активных веществ для агро- и фармакологической промышленности, в качестве растворителей и т.д.

Изобретение относится к оксикарбоновым кислотам, в частности к получению октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата, который является стабилизатором для синтетических органических полимеров, масел и смазочных средств.

Изобретение относится к смеси алкиловых эфиров жирных кислот для применения в качестве сырья для получения биотоплива, содержащей по меньшей мере 50% масс
Наверх