主题:【原创】再谈生物柴油(1) -- 橡树村
倚东风,豪兴徜徉。
小园几许,收尽春光。
有桃花红,李花白,菜花黄。
远远围墙,隐隐茅堂。
飓青旗,流水桥傍。
偶然乘兴,步过东冈。
正莺儿啼,燕儿舞,蝶儿忙。
我这里春天要到了,正是西海岸的野花盛开的时候。遍地的野花和地毯一样。
可惜定不到旅馆了,又看不成了。
南非说是非洲,应该是在温带,是不是和绝大多数非洲国家的气候很不一样?冬天冷不冷?
在内蒙也叫大麻油(不知与毒品大麻近不近),长的与收纤维的麻一样,在那地方吃的植物油主要是这种。
吃起来很香,但吃多了会醉。我第一次醉(包括醉酒)就是吃这种油炸的面食造成的。
白天二十度呢。
偶尔有冷的时候,白天能到十度以内。
上个约翰内斯堡下了场雪,据说上一场像样的雪是1981年的时候了。
南非也不小,所以各地气候差异也大。海边,内陆,草原,沙漠,都不一样。
常见的油料作用四五十种呢。只好选更常见的了。
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好贴啊~
什么酸?应该是脂肪酸吧,难道这些脂肪酸在做酯交换反应的时候不能同时被酯化么?还是其他的原因,比如酸性物质对管道的腐蚀?
目前碱催化工艺比较多,因为反应比酸催化温和。但是使用酸败的原料,就要有不少催化剂消耗在酸上。
所以比较好的利用废油的工艺都需要使用酸催化。
酸催化的成本就要高一些的,反应速度慢,温度也高。成本自然也就上去了。
再有就是地沟油的来源太复杂,每批的酸量都不一样,对工艺就有影响,对于大规模处理就有麻烦。
从材料来讲,使用酸催化剂使用的材料好象要贵一些?
有了油料,就需要运输,储存。
对于生物产品,运输和储存也是很关键的。保存条件不好,那么生物产品就会变质,既降低有效含量,也会给下游工艺带来麻烦。
生物质变质的主要罪魁祸首是水,但是生物质产品都含有水。所以储存的时候就需要尽可能的把生物质里面的水含量降低。水分低了,生物质的稳定性就好了,就可以长期保存。针对水呢,储存不外乎就是干燥,通风。
生物质还会招虫子,发霉。这时候就会要求低温储存,要求密闭。密闭一般有很多好处,比如可以隔绝大气的温度,湿度的影响。油料在堆放过程中仍然会消耗一些氧气,排放二氧化碳,密闭储存呢,二氧化碳含量就会增高,从而抑制作物的生命活动。同时,害虫,微生物也可以得到抑制。
不同的物料有不同的储存要求,这些往往都是多少年的经验总结出来的,不可乱用。比如大豆的储存,水分一定要低于13%,油菜籽呢,水分要在9%以内。
使用油料的时候,还需要清理。生物产品是非常不均匀的,土地本身有差异,收割过程也有差异,都会影响生物产品的品质。收割的时候也往往会把一些杂质收上来。清理的时候呢,主要是把杂质去掉,还要分品级等等。油料很多时候是种子,对于种子,采用的方法不外乎是筛选,风选,磁选,水选四种,根据不同品级种子的性质差异进行分离。
筛选出好的油料之后,还需要去皮剥壳之类的。当然也不是所有的工艺都要求去皮剥壳,有的时候,带着皮出油量会高一些。不过这些东西的纤维多少还是会混到油里面去,还有的含有很多可以导致油变质的成分,这样就会降低最终油品品级,所以具体的要看情况了。去皮剥壳一般都有专用设备。
去皮机
经过这个步骤,得到的就是生坯。生坯就可以那去炼油了,但是现代的工艺,还要加一个挤压膨化。就是增加生坯的多孔性,同时彻底破坏油料细胞,酶也会被钝化。对于现代的浸出工艺,这个过程是非常必要的,可以提高油收率。
然后就是制取植物油的过程了。
传统上的方法,是压榨法。这是个显而易见的方法,其实就是把油直接挤出来。因为显而易见,所以这个方法使用时间就很久远。在一些乡村的集市,偶尔还能看到土法自制的香油,一般都是土法的压榨法。现在压榨法也还在使用,但是使用的就是大型的榨油机了,但是原理是一样的,就是挤压出油。
土法榨油(感谢爱莲提供联接)
榨油机
不过目前大规模生产,使用更多的是浸出法。浸出法是使用溶剂把油料里面的油都萃取出来,然后再对含有油品的溶剂进行处理,把油品和溶剂分离,油品就是粗产品,溶剂还有回收使用。
使用的溶剂,基本上是石油制品,比较好的是碳六碳七的烷烃和环烷烃。这个溶剂不需要很纯的化学品,所以直接从只有化工里面某一个馏分得到就可以了。这个溶剂的名字,叫抽提溶剂油。
抽提溶剂
己烷作为溶剂的历史最悠久,也是常用的抽提溶剂的主要成分。但是现在己烷成了有害的化学品,使用受到了很多限制。目前有研究使用异己烷的,这个毒性小很多,没有列入禁用化学品名单,但是成本还是有些高。
不清楚使用溶剂浸出算不算绿色工艺。
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为石油在地下埋久了就不能吃?
石油产品(指炼出的油类)吃到肚里能不能消化?
依靠石油生存的微生物是存在的,动植物都不行,因为这种“食品”不是很普遍,显然如果能吃这个东西,食物来源不大好找。
既然没有这个条件,自然也就进化不出来能依靠石油直接生存的动植物。
压榨也好,进出也好,这样得到的油还不是产品,叫做毛油。毛油还需要精炼才能出售。
精炼所做的事情,首先是把机械杂质去掉。泥沙啦,饼渣,草屑之类的,再有里面都是难免的,然后就是要把油里面不是甘油三酸酯的成分去掉,还有磷脂,蛋白,糖等等也不应该出现在产品里面。另外还有一些溶解在油里面的杂质,还有水也要进一步去掉。
得到的产品还需要美观,味道好,所以还要脱色,脱臭等等。
总的来说呢,精炼过程大致会包括:去除悬浮杂质,脱胶,脱酸,脱色,脱臭,脱蜡,脱水几个主要工艺。具体还会有不同。有的地方,脱色,脱臭被称为后处理,不包括在精炼的过程中。中国把这些步骤都叫做精炼。
精炼是植物油炼油行业最麻烦的地方,环节多,工艺长,并且工艺之间会有相互影响。一个地方出了问题,会引起连锁的问题等等。炼油的大部分能耗和污染也在这里了。
究竟需要什么样的精炼,取决于毛油的质量和需要的成品油的品级。目前精炼的品级有三大类,以储存为目的的;以普通食用和工业用油为目的的;还有生产高级食用油为目的的。对于最终产品的要求不同,就导致了选择的精炼方法和流程的不同。
不溶性杂质的脱除一般使用机械方法,向什么沉降,过滤,离心分离等等都有使用。
脱胶主要就是脱出磷脂。磷脂的存在会影响油料的品质和储藏的稳定性,磷脂也会在后面的托碱工艺中导致乳化,也会影响脱色。对于生物柴油,磷脂如果带到了生物柴油里面,就会影响燃烧性能,出现燃烧不完全,残留物增多,堵塞喷嘴等现象。所以呢,脱胶脱磷是非常重要的,实际上也是后续步骤的预处理。
最终油中磷脂的含量要求低于25ppm。
脱胶的方法,普遍使用的是水化脱胶和酸炼脱胶。需要磷脂最为副产品的,水化脱胶比较方便。其他还有很多的脱胶方法,但是得到的磷脂就不大好了。
脱酸主要是要脱除油里面游离的脂肪酸。对于生物柴油生产,游离的脂肪酸会消耗甲醇,从而降低反应速率,延长反应时间。如果原料油里面还含有一些水,脂肪酸还会消耗通常使用的氢氧化钠催化剂,这样对反应的影响就更大了。所以对于生物柴油生产,脱酸是必要的,一般要求最终酸含量少于0.3%。
脱酸的方法也很多,常用的是碱炼法。碱炼法工艺简单,效果好,但是同时消耗油,污染也是问题。新的方法是物理精炼,由于污染少,能耗低现在开始普及。还有一些其他方法使用的就不大多了。
脱色的主要作用就是好看。一般色素对于生物柴油的性能的影响是不大的。不过不好看了,可能就有人不喜欢了。
植物里面含有的天然色素很多,有很多在炼油的过程中就到了油里面。对于色素,可以吸附去除。但是有的颜色是变质油脂的有机降解产物产生的,还有一些是有机物质氧化以后产生的,甚至有里面的微量金属也会有颜色。好在其他精炼过程也多少都有脱色作用,能起到辅助作用。
脱色的方法除了吸附法,还有化学试剂法,氧化法,加热法等等。
脱臭的作用主要也是为了产品好卖。特别是对于食用油,影响很大。对于生物柴油,影响小一些,但是也是有影响的。一些臭味的物质对于生物柴油的合成也有影响,对于燃烧以后的排放气体也有影响,所以还是需要除臭的。
臭味的来源非常复杂,臭味物质的含量也很低,不过现在也有了很多成熟的脱臭工艺,间歇的,连续的都有。
脱蜡往往和油脂精炼的工艺混在一起,除掉油里面的高熔点蜡质。一般使用的方法就是结晶和固液分离。
脱水就是干燥。生物柴油原料要求含水量低于0.1%。脱水的方法一般就是加热或者真空干燥。
具体的精炼工艺的前后顺序,选用的方法,要根据原料的情况和产品的要求来确定。
精炼过后,得到的油经过厂内检验,就可以上市了。对于我们呢,我们要开始合成生物柴油了。
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