ЭлБиб

МасложироваЯ промышленность

№ 5-2010

пальмовое масло

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ

скольку они способствуют одно-

временному снижению кислотного

числа (с образованием эфиров)

и трансэтерификации триглицери-

дов. Вследствие недостатков при-

менения гомогенных катализаторов,

таких как невосстановимость после

проведения реакции, возможность

загрязнения ими полученного био-

дизеля и глицерина, в данном ис-

следовании изучены гетерогенные

катализаторы, характеризуемые

следующими преимуществами: про-

стота очистки получаемых эфиров

вследствие отсутствия загрязне-

ния продуктов реакции остатками

катализатора; возможность много-

кратного их применения; легкое от-

деление катализатора от продуктов

реакции отстаиванием или фильтра-

цией; не требуется нейтрализация

и дезактивации катализатора после

реакции; возможность организации

поточного процесса и переработки

жирового сырья с любыми значени-

ями кислотного числа.

Сравнивали активность в реакции

алкоголиза гетерогенных кислотных

катализаторов: AlPO

, ионообмен-

ные смолы (Amberlyst и Dowex) и эф-

фективные условия реакции.

Ионообменная смола катионит

Amberlyst-46 − сильнокислотный

макропористый безводный ката-

лизатор с удельной поверхностью

75 м

/г. Ионообменная смола кати-

онит Dowex DR-2030 − сильнокис-

лотный макропористый безводный

катализатор с удельной поверх-

ностью 31 м

/г. Фосфат алюминия

AlPO

− кислотный катализатор

в виде бесцветных нерастворимых

в воде кристаллов.

Известно, что использование ге-

терогенных катализаторов необхо-

димо сопровождать интенсивным

перемешиванием. Поэтому реак-

цию вели при работающей мешал-

ке с числом оборотов 1200 об/мин.

Для проведения реакции алкого-

лиза технического животного жира

использован абсолютированный

(99,5%) этиловый спирт. Использо-

вали молярное соотношение этило-

вый спирт: жир равным 9:1. Темпе-

ратуру процесса поддерживали в ин-

тервале 65…70 °С, количество ката-

лизатора 0,2 г/мл, время реакции

150 мин. Образующуюся во время

реакции этерификации воду (в ко-

личестве до 5% содержания СЖК)

удаляли при помощи силикагеля

АСКГ (активированный силикагель

крупнопористый гранулированный)

и активной нейтральной окиси алю-

миния.

Побочный продукт – глицерин от-

деляли декантированием. Надоса-

дочную фазу (сложные моноэфиры)

промывали.

Установлено, что в процессе эте-

рификации понижается уровень

СЖК с образованием моноэфиров

в присутствии твердых кислотных

катализаторов. В присутствии ио-

нообменной смолы катионит Ambe-

rlyst-46 уровень конверсии СЖК до-

стигает 85%. Ионообменная смола

катионит Dowex DR-2030 позволя-

ет получить 60 % конверсии СЖК,

а фосфат алюминия − 98 %. Таким

образом, использование фосфата

алюминия позволило максимально

понизить кислотное число в жире

с образованием эфиров жирных кис-

лот. При этом триглицериды, входя-

щие в состав жиромассы, в реакцию

не вступали.

Были сделаны попытки ускорения

трансэтерификации триглицери-

дов путем повышения температуры

до 120…150 °С, изменения моляр-

ного соотношения этилового спирта

и жира до 12:1, увеличения времени

реакции до 180 мин. Установлено,

что в таких условиях уровень конвер-

сии триглицеридов в моноалкиловые

эфиры не превышает 20%. Поэтому

в дальнейшем реакцию трансэтери-

фикации проводили в присутствии

гетерогенных щелочных катализа-

торов: оксидов MgO и CaO и синте-

зированного в лабораторных усло-

виях алюмината натрия NaAlO

. Ре-

акцию осуществляли в следующих

Жиросодержащий отход

Плавление и разварка

90–95 °С , 30–50 мин

Отделение механических

примесей и белка

(центрифугирование)

Отделение воды и

остатков белка фракции

(сепарирование)

Этерификация

65…70 °С, 150 мин

Трансэтерификация

65…70 °С, 150 мин

Биодизель–сырец

Очистка

60–80 мин, 25…30 °С

Готовый биодизель

Кислотный

катализатор

Щелочной

катализатор

Мясная шкварка

Сточная вода

Глицерин

Сточная вода

Процессуальная технологическая схема

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека