专利摘要
专利摘要
本发明公开了一种餐厨垃圾制备生物柴油的方法，包括以下步骤：步骤一、餐厨垃圾得到油相、水相、滤渣，油相加入碱性甲醇，得到第一反应液，将第一反应液与ZSM‑5分子筛混合，得到第二反应液，第二反应液进行离心处理，得到上层液和下层沉淀物；步骤二、下层沉淀物与滤渣混合，通入甲醇蒸气，收集蒸发的气体进行一次精馏，并收集一次精馏的塔底组分；步骤三、水相加热至110℃保持2h，之后与一次精馏的塔底组分混合进行二次精馏，收集二次精馏的塔顶组分，并与上层液混合均匀，进行减压蒸馏得到生物柴油。本发明将餐厨垃圾处理为油相、水相、滤渣进行综合处理，充分获取油相、水相、滤渣中所含有的生物柴油组分，提高了生物柴油的产率。
权利要求
1.餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将餐厨垃圾在120℃进行高温瞬时灭菌处理，再经压滤、静置后得到油相、水相、滤渣，油相经微波加热至130℃进行脱水处理后加入碱性甲醇，加热至55℃，搅拌1h，得到第一反应液，将第一反应液与ZSM-5分子筛按照质量比为100:3混合均匀，梯度升温至120℃，保持40min，得到第二反应液，将第二反应液进行离心处理，得到上层液和下层沉淀物，其中，碱性甲醇的加入量为油相脱水后的重量的3倍；
步骤二、将步骤一中的下层沉淀物与滤渣混合，经真空脱水处理后，微波加热至290℃，边搅拌边通入甲醇蒸气，甲醇蒸气的通入量为15L/min，收集蒸发的气体，将收集的气体进行一次精馏，并收集一次精馏的塔底组分，一次精馏的塔顶温度为85℃、塔底温度为20℃；
步骤三、将步骤一中水相加热至110℃保持2h，之后与步骤二中一次精馏的塔底组分混合进行二次精馏，收集二次精馏的塔顶组分，并与步骤一得到的上层液混合均匀，进行减压蒸馏得到生物柴油，其中，二次精馏的塔顶温度为370℃、塔底温度为130℃。
2.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤三制得的生物柴油依次进行两次脱色处理，第一次脱色处理加入油重8％的脱色剂，恒温90℃，搅拌30min，减压抽滤去除脱色剂，第二次脱色处理加入油重为5％的脱色剂恒温30℃，搅拌40min，减压抽滤去除脱色剂，其中，所述脱色剂由沸石粉、椰壳活性炭、凹凸棒土按照质量比为1:3:5混合制得。
3.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤一中离心处理是转速为4500r/min，离心时间为15min。
4.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，碱性甲醇含有氢氧化钠1wt％、甲醇35wt％。
5.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，梯度升温是指以20°作为一个温度梯度，每升高20°保持5min。
6.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤二中真空脱水的真空度为-0.08～0.065MPa。
7.如权利要求1所述的餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤三中减压蒸馏的压力为1.0kPa。
说明书
技术领域
本发明涉及生物柴油制备技术领域，具体是一种餐厨垃圾制备生物柴油的方法。
背景技术
生物柴油具有优越的环保性和可再生性，用于替代石油柴油具有非常大的潜力。目前，生物柴油是指植物油(如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等)、动物油(如鱼油、猪油、牛油、羊油等)、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。生物柴油制备成本中75％是原料成本，价格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障碍，餐厨垃圾可作为制备生物柴油的原料，降低了生物柴油的成本，但是现有技术中利用餐厨垃圾制备生物柴油的产率低。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种餐厨垃圾制备生物柴油的方法，其将餐厨垃圾处理为油相、水相、滤渣，对油相、水相、滤渣进行综合处理，充分获取油相、水相、滤渣中所含有的生物柴油组分，提高了生物柴油的产率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种餐厨垃圾制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
步骤一、将餐厨垃圾在120℃进行高温瞬时灭菌处理，再经压滤、静置后得到油相、水相、滤渣，油相经微波加热至130℃进行脱水处理后加入碱性甲醇，加热至55℃，搅拌1h，得到第一反应液，将第一反应液与ZSM-5分子筛按照质量比为100:3混合均匀，梯度升温至120℃，保持40min，得到第二反应液，将第二反应液进行离心处理，得到上层液和下层沉淀物，其中，碱性甲醇的加入量为油相脱水后的重量的3倍；
步骤二、将步骤一中的下层沉淀物与滤渣混合，经真空脱水处理后，微波加热至290℃，边搅拌边通入甲醇蒸气，甲醇蒸气的通入量为15L/min，收集蒸发的气体，将收集的气体进行一次精馏，并收集一次精馏的塔底组分，一次精馏的塔顶温度为85℃、塔底温度为20℃；
步骤三、将步骤一中水相加热至110℃保持2h，之后与步骤二中一次精馏的塔底组分混合进行二次精馏，收集二次精馏的塔顶组分，并与步骤一得到的上层液混合均匀，进行减压蒸馏得到生物柴油，其中，二次精馏的塔顶温度为370℃、塔底温度为130℃。
优选的是，步骤三制得的生物柴油依次进行两次脱色处理，第一次脱色处理加入油重8％的脱色剂，恒温90℃，搅拌30min，减压抽滤去除脱色剂，第二次脱色处理加入油重为5％的脱色剂恒温30℃，搅拌40min，减压抽滤去除脱色剂，其中，所述脱色剂由沸石粉、椰壳活性炭、凹凸棒土按照质量比为1:3:5混合制得。
优选的是，步骤一中离心处理是转速为4500r/min，离心时间为15min。
优选的是，碱性甲醇含有氢氧化钠1wt％、甲醇35wt％。
优选的是，梯度升温是指以20°作为一个温度梯度，每升高20°保持5min。
优选的是，步骤二中真空脱水的真空度为-0.08～0.065MPa。
优选的是，步骤三中减压蒸馏的压力为1.0kPa。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明将餐厨垃圾处理为油相、水相、滤渣，对油相、水相、滤渣进行综合处理，充分获取油相、水相、滤渣中所含有的生物柴油组分，提高了生物柴油的产率。
本发明中油相依次与碱性甲醇、ZSM-5分子筛进行反应，提升了反应物的催化裂解性能，提高了油脂的转化率；油相中的下层沉淀物与滤渣进一步经甲醇蒸气处理发生酯交换反应，并通过一次精馏去除甲醇，同时在塔底分离出含有生物柴油的粗产品；水相经过加热处理带走水分，保留了水相中的油脂，并与一次精馏的粗产品混合进行二次精馏，期间合理控制一次精馏与二次精馏的塔顶与塔底的温度，在二次精馏的塔顶分离出所需的生物柴油。本发明制备的生物柴油的点火性能佳、燃烧更充分。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
<实施例1>
本发明提供了一种餐厨垃圾制备生物柴油的方法，包括以下步骤：
步骤一、将餐厨垃圾在120℃进行高温瞬时灭菌处理，再经压滤、静置后得到油相、水相、滤渣，压滤后固液分离，得到液相和滤渣，液相静置分层得到油相和水相，油相经微波加热至130℃进行脱水处理后加入碱性甲醇，加热至55℃，搅拌1h，得到第一反应液，将第一反应液与ZSM-5分子筛按照质量比为100:3混合均匀，梯度升温至120℃，保持40min，得到第二反应液，将第二反应液进行离心处理，得到上层液和下层沉淀物，其中，碱性甲醇的加入量为油相脱水后的重量的3倍；
步骤二、将步骤一中的下层沉淀物与滤渣混合，经真空脱水处理后，微波加热至290℃，边搅拌边通入甲醇蒸气，甲醇蒸气的通入量为15L/min，收集蒸发的气体，将收集的气体进行一次精馏，并收集一次精馏的塔底组分，一次精馏的塔顶温度为85℃、塔底温度为20℃；
步骤三、将步骤一中水相加热至110℃保持2h，之后与步骤二中一次精馏的塔底组分混合进行二次精馏，收集二次精馏的塔顶组分，并与步骤一得到的上层液混合均匀，进行减压蒸馏得到生物柴油，其中，二次精馏的塔顶温度为370℃、塔底温度为130℃。
其中，步骤三制得的生物柴油依次进行两次脱色处理，第一次脱色处理加入油重8％的脱色剂，恒温90℃，搅拌30min，减压抽滤去除脱色剂，第二次脱色处理加入油重为5％的脱色剂恒温30℃，搅拌40min，减压抽滤去除脱色剂，其中，所述脱色剂由沸石粉、椰壳活性炭、凹凸棒土按照质量比为1:3:5混合制得。
步骤一中离心处理是转速为4500r/min，离心时间为15min。
碱性甲醇含有氢氧化钠1wt％、甲醇35wt％。
梯度升温是指以20°作为一个温度梯度，每升高20°保持5min。
步骤二中真空脱水的真空度为-0.08～0.065MPa。
步骤三中减压蒸馏的压力为1.0kPa。
<对比例1>
将实施例1中的第一反应液直接进行离心处理，得到上层液和下层沉淀物，其余过程及参数与实施例1相同。
<对比例2>
将实施例1中的滤渣单独进行一次精馏，收集一次精馏的塔底组分，其余过程及参数与实施例1相同。
<对比例3>
将实施例1中经第二反应液获得的上层液直接进行减压蒸馏制备生物柴油，其余过程及参数与实施例1相同。
实施例与对比例关于制备的生物柴油的产率如下表1所示。
表1
由表1可知，通过实施例1与对比例1的比较，油相经碱性甲醇与ZSM-5分子筛处理后，直接影响了最终制备的生物柴油的产率，本发明中油相依次与碱性甲醇、ZSM-5分子筛进行反应，提升了反应物的催化裂解性能，提高了油脂的转化率，使得最终制备的生物柴油达产率提高了4.7％。经测试，实施例1中油相经碱性甲醇与ZSM-5分子筛处理后，第二反应液离心分层得到的上层液即为制备生物柴油的原油，转化率达到89.4％；而对比例1中油相只与碱性甲醇反应后得到的第一反应液即为制备生物柴油的原油，转化率仅为80.5％。
实施例1将油相中的下层沉淀物与滤渣一起与甲醇蒸气进行一次精馏，在精馏过程中继续发生酯化反应，同时产生的酯化反应产物进一步裂解，随着精馏的过程，在塔底分离出生物柴油的粗产品的100％蒸余物残碳仅为0.11％，而对比例2仅通过滤渣一次精馏获得的生物柴油的粗产品的的100％蒸余物残碳为0.48％，说明实施例1制备的生物柴油的粗产品的低温流动性好，为制备生物柴油提供良好的过渡原料。
通过实施例1与对比例2、对比例3的比较，实施例1的油相中下层沉淀物以及餐厨垃圾中的滤渣均富含可用于制备生物柴油的组分，油相中的下层沉淀物与滤渣进一步经甲醇蒸气处理发生酯交换反应，并通过一次精馏去除甲醇，同时在塔底分离出含有生物柴油的粗产品，经测试得到，实施例1中一次精馏得到的生物柴油的粗产品的重量是对比例2中仅通过滤渣一次精馏获得的生物柴油的粗产品的重量的1.34倍。实施例1中水相经过加热处理带走水分，保留了水相中的油脂，并与一次精馏的粗产品混合进行二次精馏，在塔顶分离出所需的生物柴油，且相比于对比例2和对比例3的生物柴油的产率分别提高了1.6％、4.2％。
由实施例及对比例制备的生物柴油的性能测试如下表2所示。
表2
由表2可知，实施例1中生物柴油的闪点达到137℃，十六烷值高，硫含量相对较低，硫酸盐灰分的含量也低，说明通过本发明的制备方法获得的生物柴油的甲醇含量少，燃烧性能好，点火性能优良，是优良的环保清洁能源。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
餐厨垃圾制备生物柴油的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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