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油茶亚临界萃取实验
  李昌珠的另一项贡献是,将一直处于分割状态的能源植物的选择、育种、栽培和加工结合起来,使生物燃料油科研和技术转化成为一个有机的整体,开创了从原料到市场的完整产业链,初步实现了产业化开发。这项“非耕地工业油料植物高产新品种选育及高值化利用”技术获评2014年“国家科学技术进步奖”二等奖。
 
  在省林科院实验楼的105房内,湖南省林科院研究员、博士肖志红熟练地提起一袋植物油料,倒入亚临界萃取装置中。约一小时后,打开装置底部的开关阀,清亮的植物油就流出来了。
 
  实验前,这些油料都经过了预处理:剥壳,压模。肖志红说,这是为了增加油料的受热面积,提高出油率。根据挂在墙上的“操作规程”,植物油萃取一共有14个步骤。在现场实验中,肖志红将其概括为三个部分:首先,把油料倒入萃取釜,并用真空泵抽成真空状态;接着,启动热水循环泵,通过水循环加热萃取釜,并加入萃取剂进行搅拌。这一过程中,不同种子需要的温度和时间都稍有差异。一般控制加热温度为45℃至50℃,用时大概为45至50分钟;最后,停止搅拌,关掉热水循环泵。与萃取剂混合的料液流入分离斧,分离回收萃取剂,并在分离斧压力降到正常后打开阀门,制好的油就会直接从这里流出了。而回收的萃取剂可以循环利用。
 
  这套装置由省林科院和合作企业联合研发,不仅可以实现资源的循环利用,还具有原料广适性的优点。除了光皮树,蓖麻、油桐、白檀、山苍子等油料能源植物的果实都可以通过这套装置萃取油。
 
  事实上,生物柴油的炼制过程并不复杂,一共分为两步:第一步将植物种子经过采摘、烘干、压榨、精炼,制作出植物油;第二步在反应装置中,将植物油与甲醇、催化剂结合进行转化,提取生成生物柴油初产物,再经过蒸馏、分流生成植物沥青和生物柴油。这一阶段生产的生物柴油,通常用于锅炉等设备,但如果要投放在汽车市场,还需要加入第三方助剂进一步混配制成BD5或者BD20,使产品燃烧性能最大化。“BD5就是在100升柴油里加5升生物柴油,BD20就是加20升。”助理研究员张爱华说,目前我国已在海南尝试实行BD5、BD10生物燃料。
 
 在省林科院实验林场内,一排排低矮的光皮树整齐地生长在小山坡上,树枝上挂满了一簇簇白色颗粒状的果实。光皮树果实是炼制生物柴油的重要原料之一。
 
  “食用油脂虽然可以作为生物柴油原料,但中国是人口大国,不与人争粮是我国的基本国策。光皮树比较适宜在长江以南生长,此外光皮树可以在比较贫瘠的边际性土地上种植且不占用耕地。”助理研究员张爱华介绍说。
 
  2007年,李昌珠带头设立了“光皮树种子资源和无性系选育研究与示范”项目,并在2009年获得湖南省科学技术进步二等奖。由他们选育的光皮树含油率提高了10%,产量提高30%。
 
  生物柴油的原料成本占整个制油成本的70%。李昌珠说:“原料是瓶颈,现在大家关注更多的是转化、市场。”因此,李昌珠团队现在做的是开发出更多的非食用木本燃料,除了光皮树,2010年,他们团队又新开发了新能源树种白檀。张爱华说,白檀含油量高,产量高,矮化易采摘。
 
  目前,在省林科院林场内的林业科学技术推广项目示范基地内,建立起了一个年产3000吨的中间性试验生产车间。在这个车间内,不论是地沟油还是光皮树、白檀果实油脂,最后都能被制成生物柴油。几种不同的原料最终可生产出同一个标准的产品,这在学术界有个专业名词,叫“原料广适性”。这是李昌珠的独创,也是湖南的独创。
 
 
 
 
本文来源:汉国油茶协会 http://hg08633.com
 

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