CZ305933B6 - Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů - Google Patents
Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305933B6 CZ305933B6 CZ2010-534A CZ2010534A CZ305933B6 CZ 305933 B6 CZ305933 B6 CZ 305933B6 CZ 2010534 A CZ2010534 A CZ 2010534A CZ 305933 B6 CZ305933 B6 CZ 305933B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- oils
- optimized process
- process according
- volatile organic
- quaternary ammonium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Optimalizovaný způsob spočívá v extrakci mastných kyselin alkoholickými alkalickými roztoky, přičemž jako alkálie se použije alespoň jedna látka ze skupiny zahrnující těkavé organické báze, kvartérní amoniové zásady a bezvodý amoniak. Jako těkavá organická báze může být s výhodou použit alespoň jeden alkylamin s teplotou varu nepřevyšující 200 .degree.C, jako kvartérní amoniová zásada pak alespoň jeden tetraalkylammonium hydroxid, zejména tetramethylammonium hydroxid. Z hlediska průběhu procesu předúpravy je výhodný postup, při němž se po oddestilování přebytečného alkoholu z extraktu amoniová sůl odvodní při teplotě v rozmezí 180 až 220 .degree.C a vzniklý amid se přemění na požadovaný ester mastné kyseliny, nejčastěji methyl-, ethyl- či butylalkoholem v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforečné.
Description
Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů
Oblast techniky
Vynález se týká optimalizovaného způsobu předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů, zejména pak předpravy kyselých odpadních tuků a olejů pro alkoholytickou výrobu bionafty.
Dosavadní stav techniky
V současné době jsou hlavní surovinou pro výrobu bionafty rostlinné oleje. Při tom současná vysoká cena bionafty (více než dvojnásobek ceny klasické nafty) je dána právě vysokou cenou vstupní suroviny. Uvádí se, že více než 70% celkové ceny bionafty tvoří cena vstupní suroviny tzn. rostlinného oleje.
Bionaftu lze však vyrobit i z jiných, mnohem levnějších surovin jako jsou odpadní jatečně loje, odpadní vepřové sádlo, přepálené oleje ze stravovacích zařízení a v neposlední řadě i z odpadních koželužských tuků. Uvedené odpadní tuky a oleje jsou nepříjemnými vedlejšími produkty a zejména tukové odpady z koželužen jsou likvidovány spalováním, které je zatíženo likvidačními poplatky, což činí tuto surovinu po ekonomické stránce vysoce zajímavou pro výrobu bionafty. Odpadní tuky z koželužen vznikají při mízdření a obsahují volnou vodu, dusíkaté sloučeniny (bílkoviny), popel a volné mastné kyseliny. Uvedené složení vylučuje jejich přímé použití pro zpracování na bionaftu běžnou technologií zásaditě katalyzované transesterifikace. Důvodem je vyšší obsah volných mastných kyselin, které reagují s alkalickým reesterifikačním katalyzátorem za tvorby alkalických mýdel a vody, což snižuje výtěžnost reesterifikačního procesu. Rovněž alkalická mýdla komplikují nebo znemožňují separaci metylesterové vrstvy od glycerinové vrstvy. Také obsah dusíkatých látek v konečném produktu bionafty je nepřípustný.
Před samotnou transesterifikací je tedy nutné surový tuk rafinovat. V první fázi se mechanicky lisováním (případně odstředěním) odstraní volná voda. Pro další rafinaci se jeví jako vhodné tepelně řízené programové tavení, které odstraní zbytkovou volnou vodu, dusíkaté látky (bílkoviny), podstatně sníží obsah popela a nezvýší obsah volných mastných kyselin - tento způsob předpravy je uveden v patentu ČR č. CZ 303 070, resp. Evropském patentu EP 2 238 224.
K dosažení vysoké čistoty metylesterů mastných kyselin požadované mezinárodními normami je ale třeba, aby obsah volných mastných kyselin ve výchozí surovině, reprezentovaný číslem kyselosti byl menší než 1 mg KOH/g. Ve velké většině odpadních tuků a olejů (i rafinovaných) je reálná hodnota čísla kyselosti značně vyšší a je nutno ji snížit na požadovanou hodnotu pod 1 mg KOH/g. V technické praxi se používá k odstranění volných mastných kyselin destilace vodní parou za vakua, kdy se oddestilují těkavé volné kyseliny.
Z patentu ČR č. CZ 303 071, resp. přihlášky PCT WO 2009/089 802 je znám způsob předúpravy odpadních olejů a tuků s obsahem volných mastných kyselin, zejména překračuje-li obsah volných mastných kyselin limitní hodnotu čísla kyselosti, spočívající v tom, že se provede esterifikace volných mastných kyselin za použití organické báze nebo směsi organických bází.
Z přihlášky PCT WO 2009/110 854 je známa také extrakce volných mastných kyselin z vysoce kyselých rostlinných olejů pro výrobu bionafty čistým metylalkoholem.
Problémem všech výše uvedených způsobů předúpravy tuků a olejů je skutečnost, že potřebného efektu snížení čísla kyselosti se dosahuje jen za cenu technologicky a tedy i ekonomicky náročného procesu.
- 1 CZ 305933 B6
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedeného nedostatku přispívá do značné míry optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů podle vynálezu spočívající v extrakci alkoholickými alkalickými roztoky. Podstata vynálezu je v tom, že jako alkálie se použije alespoň jedna látka ze skupiny zahrnující těkavé organické báze, kvartémí amoniové zásady a bezvodý amoniak.
Jako těkavá organická báze může být s výhodou použit alespoň jeden alkylamin s teplotou varu nepřevyšující 200 °C, jako kvartémí amoniová zásada pak alespoň jeden tetraalkylammonium hydroxid, zejména tetramethylammonium hydroxid.
Po oddestilování přebytečného alkoholu z extraktu je možné amoniovou sůl odvodnit při teplotě v rozmezí 180 až 220 °C a vzniklý amid přeměnit na požadovaný ester mastné kyseliny, nejčastěji methyl-, ethyl- či butylalkoholem v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforečné. Při použití tetraalkylammonium hydroxidu, zejména pak tetramethylammonium hydroxidu dochází k přímé esterifikaci extrahovaných solí vyšších mastných kyselin na příslušné alkyIestery, zejména pak methylestery. Jako vedlejší produkty esterifikace vznikají amoniové soli, zejména pak N-alkylamoniové soli, které jsou aplikovatelné např. jako biostimulátory k ochraně a výživě zemědělských rostlin.
Hlavní přínos způsobu podle vynálezu spočívá ve vysoce účinné a efektivní předúpravě tuku založené na tom, že tuk či olej je odkyselen extrakcí, nikoli převedením solí na příslušné alkyl estery, jak je tomu u známých řešení - např. podle patentu ČR č. CZ 303 071. Rozklad solí či jejich zpracování na příslušné amidy a následné alkyl estery je u způsobu podle vynálezu pouze následnou doplňkovou racionální alternativou zpracování získaného extraktu, nikoli však hlavní podstatou vynálezu.
Na rozdíl od známého procesu využívajícího rovněž extrakční metodu se u způsobu podle vynálezu místo čistého metanolu extrahuje alkoholickým (např. methanolickým, ethanolickým apod.) alkalickým roztokem obsahujícím bezvodý amoniak, těkavé alkylaminy, případně tetraalkylammonium hydroxidy. Uvedené látky neutralizují volné mastné kyseliny za vzniku příslušných amoniových solí, případně N-alkylamoniových solí, tj. vzniknou organická mýdla, která jsou v tucích prakticky nerozpustná a jsou extrahována do alkoholové vrstvy. Uvedeným způsobem tak dochází k úplnému odkyselení výchozích tuků a olejů a výsledné číslo kyselosti je menší než 1 mg KOH/g. Z metanolového roztoku se destilací odstraní metylalkohol a organická mýdla se za teploty kolem 200 °C dehydratují za vzniku amidů, které jsou převedeny na alkyl-estery mastných kyselin alkoholem (např. methanolem, ethanolem, butanolem apod.) v přítomnosti koncentrovaných silných anorganický i organických kyselin (např. kyselina sírová, fosforečná, /Moluensulfonová). Konverze na příslušné alkylestery je prakticky stoprocentní, neboť tato esterifikační reakce je na rozdíl od klasického postupu prakticky nevratná a probíhá velmi rychle. Řídicím faktorem je jen odvod tepla výpamým teplem nadbytečného alkoholu. Získaná směs alkyl-esterů se snadno separuje od metanolového roztoku amonných solí (N-alkyl-amonných solí, tetraalkylamoniových solí apod.), které se po oddestilování alkoholu mohou použít např. jako dusíkaté hnojivo nebo jako biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
5000 g odpadního tuku o čísle kyselosti 18 mg KOH/g se extrahovalo 4000 g 4 % methanolického roztoku tetramethylammonium hydroxidu. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil přebytečný methylalkohol a výsledný produkt se při teplotě 200 °C rozložil na methylester daných mastných kyselin a trimethylamin, který při této teplotě z reakční směsi unikl. Tri-2CZ 305933 B6 methylamin byl absorbován do vodného roztoku zředěné kyseliny fosforečné s tím, že výsledný produkt lze použít jako biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.
Příklad 2
5000 g odpadního tuku o čísle kyselosti 25 mg KOH/g se extrahovalo nasyceným ethanolickým roztokem amoniaku o hmotnosti 4000 g. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil přebytečný ethylalkohol a výsledný produkt při teplotě 200 °C dehydratoval na příslušné amidy ίο vyšších mastných kyselin, které se převedly na methylestery působením methylalkoholu v trojnásobném ekvimolámím přebytku a ekvimolámího množství koncentrované kyseliny sírové. Po ochlazení reakční směsi se horní vrstva methylesterů oddělila od spodního roztoku síranu ammoného v methanolu.
*
Příklad 3
200 g odpadního tuku o čísle kyselosti 10 mg KOH/g se extrahovalo 2,5% ethanolickým roztokem «-butylaminu o hmotnosti 120 g. Po separaci odkyseleného tuku se z extraktu odstranil 20 přebytečný ethylalkohol a výsledný produkt při teplotě 200 °C dehydratoval na příslušné Nbutylamidy vyšších mastných kyselin, které se převedly na methylestery působením methylalkoholu v trojnásobném ekvimolámím přebytku a ekvimolámího množství koncentrované kyseliny fosforečné. Po ochlazení reakční směsi se horní vrstva methylesterů oddělila od spodního roztoku N-butylamonium fosfátu v methanolu. N-butylamonium fosfát lze opět použije jako 25 biostimulátor k ochraně zemědělských rostlin.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů, zejména předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů pro výrobu bionafty, spočívající v extrakci alkoholickými alkalickými roztoky, vyznačující se tím, že jako alkálie se použije alespoň jedna látka ze skupiny zahrnující těkavé organické báze, kvartémí amoniové zásady a bezvodý amoniak.
- 2. Optimalizovaný způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že jako těkavá organická báze se použije alespoň jeden alkylamin s teplotou varu nepřevyšující 200 °C.
- 3. Optimalizovaný způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako kvartémí 40 amoniová zásada se použije alespoň jeden tetraalkylammonium hydroxid.
- 4. Optimalizovaný způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že jako kvartémí amoniová zásada se použije tetramethylammonium hydroxid.45 5. Optimalizovaný způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v následném doplňkovém procesu se po oddestilování přebytečného alkoholu z extraktu amoniová sůl odvodní při teplotě v rozmezí 180 až 220 °C a vzniklý amid se přemění na požadovaný ester mastné kyseliny, nejčastěji methyl-, ethyl- či butylalkoholem v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové nebo fosforečné s tím, že jako vedlejší produkty esterifikace vznikají amoniové soli, zejména pak50 N-alkylamoniové soli aplikovatelné především jako biostimulátory k ochraně a výživě zemědělských rostlin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2010534A3 CZ2010534A3 (cs) | 2012-01-18 |
CZ305933B6 true CZ305933B6 (cs) | 2016-05-11 |
Family
ID=45464936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2010-534A CZ305933B6 (cs) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ305933B6 (cs) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004031119A1 (de) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | Siegfried Peter | Verfahren zur herstellung von fettsäureestern einwertiger alkohole mittels alkoholyse unter verwendung spezieller basischer katalysatoren |
JP2005350631A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 酸性油脂類および劣化油脂類からのバイオディーゼル燃料製造方法 |
US20060288636A1 (en) * | 2003-08-18 | 2006-12-28 | Wataru Iijima | Process for non-catalytically producing biodiesel fuel without yielding by-product |
GB2436836A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-10 | Greenergy Biofuels Ltd | Removal of free fatty acids from used cooking oil prior to biodiesel production |
CZ303071B6 (cs) * | 2008-06-30 | 2012-03-21 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne | Zpusob predúpravy odpadních oleju a tuku s obsahem volných mastných kyselin pro alkoholytickou výrobu bionafty |
-
2010
- 2010-07-02 CZ CZ2010-534A patent/CZ305933B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004031119A1 (de) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | Siegfried Peter | Verfahren zur herstellung von fettsäureestern einwertiger alkohole mittels alkoholyse unter verwendung spezieller basischer katalysatoren |
US20060288636A1 (en) * | 2003-08-18 | 2006-12-28 | Wataru Iijima | Process for non-catalytically producing biodiesel fuel without yielding by-product |
JP2005350631A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 酸性油脂類および劣化油脂類からのバイオディーゼル燃料製造方法 |
GB2436836A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-10 | Greenergy Biofuels Ltd | Removal of free fatty acids from used cooking oil prior to biodiesel production |
CZ303071B6 (cs) * | 2008-06-30 | 2012-03-21 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne | Zpusob predúpravy odpadních oleju a tuku s obsahem volných mastných kyselin pro alkoholytickou výrobu bionafty |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2010534A3 (cs) | 2012-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7612221B2 (en) | Production of fatty acid alkyl esters | |
US6642399B2 (en) | Single-phase process for production of fatty acid methyl esters from mixtures of triglycerides and fatty acids | |
AU771781C (en) | Single-phase process for production of fatty acid methyl esters from mixtures of triglycerides and fatty acids | |
US20050020842A1 (en) | Production of fatty acid alkyl esthers | |
FI116847B (fi) | Menetelmä rasvahappoalkyyliestereiden valmistamiseksi | |
Hidawati et al. | Treatment of glycerin pitch from biodiesel production | |
US20170362521A1 (en) | Process for Producing Biodiesel and Related Products | |
JP5808479B2 (ja) | 脂肪酸の自己触媒エステル化のための方法 | |
US8957231B2 (en) | Concentrate of omega 3 | |
D’Oca et al. | Sulfamic acid: an efficient acid catalyst for esterification of FFA | |
KR102327852B1 (ko) | 지방을 이용한 지방산알킬에스테르의 제조방법 | |
Nebel et al. | Biodiesel from extracted fat out of meat and bone meal | |
Pandiangan et al. | The effect of calcination temperatures on the activity of CaO and CaO/SiO2 heterogeneous catalyst for transesterification of rubber seed oil in the presence of coconut oil as a co-reactant | |
CN103145558A (zh) | 一种联苯菊酯无三废制备方法 | |
CZ305933B6 (cs) | Optimalizovaný způsob předúpravy kyselých odpadních tuků a olejů | |
Muniru et al. | Review of different purification techniques for crude glycerol from biodiesel production | |
CN101104810A (zh) | 一种生物柴油的制备方法 | |
CN102942995A (zh) | 一种植物油分离与改性的方法 | |
CN104152501A (zh) | 一种逐步降温辅助酶法甘油解制备猪油甘油二酯的方法 | |
US20110054201A1 (en) | Process for Producing Fatty Acid Esters and Fuels Comprising Fatty Acid Esters | |
RU2404230C1 (ru) | Способ получения биодизельного топлива | |
EP2099888A1 (en) | Reconstitution of triglycerides for use as fuel in diesel engines | |
US20150197469A1 (en) | Process of Crude Glycerin Purification Originated From Transesterifications With Alkaline Catalysis Without Using Acidification and Distillation Producing Purified Glycerin 96% and 99% Purity | |
JP7417270B2 (ja) | 硫酸カリウムの製造方法および製造システム | |
WO2024017722A1 (en) | Mixed alkoxide catalyst for biodiesel production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200702 |