[实用新型]一种阶梯逆流式连续酶促法制备生物柴油的工艺系统

说明书

本实用提供一种阶梯逆流式连续酶促法制备生物柴油的工艺系统，其特征在于，包括多级酶法反应装置、降酸装置、混合罐、油脂原料罐，所述多级酶法反应装置包括至少一个酶法反应单元，所述酶法反应单元包括设有原料入口的反应器、与所述反应器连接的离心机21、并联与所述离心机的重相膜过滤器及油相膜过滤器，所述油相膜过滤器设有用于将甲酯排入降酸装置的甲酯排出口及用于将甲醇回流至混合罐的甲醇回流口，所述重相膜过滤器设有甘油排出口及用于将生物酶回流至混合罐的生物酶回流口，以解决在生物酶法制备的生物柴油反应速率慢、反应不彻底、产品酸价不达标的问题，节能降耗。

技术领域

本实用新型涉及生物柴油工业生产领域，具体涉及一种阶梯逆流式连续酶促法制备生物柴油的工艺系统。

背景技术

能源危机是人类本世纪中叶即将面临的巨大挑战。石油是应用最为广泛的能源。国际上最新估算，地球上石油稳定供给不会超过20年，枯竭期仅为50年。中国是石油资源相对贫乏的国家，随着国民经济的高速增长，我国的石油资源日趋紧缺。为此，我国积极采取措施，加大替代能源基础研究的技术开发的投入，实现能源多元化战略，减少对石油资源的过分依赖。近年来，生物燃料被认为是很有潜力的替代能源，其中生物柴油在技术先进性，技术成熟度，经济性，配套设施建设等方面具有极强的竞争力，是一种很有发展潜力的新能源。生物柴油作为一种可运输和储存的可再生生物能源，其主要原料来自植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料、酸化油、潲水油地沟油及各种油炸食品后的废弃动植物油脂。以废动植物油为原料加工生物柴油既缓解了能源短缺问题，同时也在一定程度上解决了食品安全问题。

生物柴油是由生物油脂原料与甲醇通过转酯或酯化反应生成的脂肪酸短链酯类物质 , 它是一种新型的无污染、可再生能源，其研究和应用已经受到了广泛的关注，是油脂工业的新前景。生物柴油在闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、芳烃含量、燃烧耗氧量方面均优于石化柴油，并且其燃烧尾气中的悬浮颗粒、CO、硫化物以及碳氢化合物都大幅度降低，具备环境友好性。

目前生物柴油主要通过化学法进行生产，反应过程中会产生大量含酸或含碱的废水， 另外，反应的副产物 - 甘油提纯难度较大 ；而利用酶促法合成生物柴油具有反应条件温和无污染物排放等优点，符合安全生产和保护环境的发展方向，因而越来越多的工厂有意愿采用酶促法进行生物柴油工业化生产。

在酶促法合成生物柴油的反应中，主要通过油脂与甲醇的转酯和酯化反应制备生物柴油。在反应过程中，油脂与甲醇的混合效果影响着反应速率的高低，保证粗生物柴油在反应体系中的浓度梯度，可以使反应速率更高，使反应体系向更好的向正方向进行。采用阶梯式逆流连续反应可以很好的提高油脂与甲醇混合效果，也可以保证反应向正反应方向稳定的进行。

在转酯和酯化反应过程中，反应副产物甘油和水的含量不断提高，达到一定程度后，反应达到平衡，生物柴油含量不再随着反应而增加，生成的粗生物柴油酸价不再降低，为生产出满足国家标准的生物柴油，需进一步降低粗生物柴油的酸价。为进一步降低粗生物柴油的酸价，需要持续移除反应体系中的甘油和水，从而使转酯和酯化反应向正反应进行，或者采用化学中和的方法将粗生物柴油中的脂肪酸转化成脂肪酸盐脱离出反应体系。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种阶梯逆流式连续酶促法制备生物柴油的工艺系统，以解决在生物酶法制备的生物柴油反应速率慢、反应不彻底、产品酸价不达标的问题，节能降耗。

本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种阶梯逆流式连续酶促法制备生物柴油的工艺系统，其特征在于，包括多级酶法反应装置、降酸装置、混合罐、油脂原料罐，所述多级酶法反应装置包括至少一个酶法反应单元，所述酶法反应单元包括设有原料入口的反应器、与所述反应器连接的离心机21、并联与所述离心机的重相膜过滤器及油相膜过滤器，所述油相膜过滤器设有用于将甲酯排入降酸装置的甲酯排出口及用于将甲醇回流至混合罐的甲醇回流口，所述重相膜过滤器设有甘油排出口及用于将生物酶回流至混合罐的生物酶回流口。