BE1025214B1

BE1025214B1 - Het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof

Info

Publication number: BE1025214B1
Application number: BE2017/5352A
Authority: BE
Inventors: Roland Verhé; Luc Desender; Danny Sawrii
Original assignee: Biopower Oostende Nv
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2018-12-11
Also published as: BE1025214A1

Abstract

De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof, de werkwijze omvattende het ontgommen van het dierlijk vet; het fysisch afscheiden van vrije vetzuren uit het ontgomde dierlijk vet; en na het fysisch afscheiden van vrije vetzuren het in contact brengen van het dierlijk vet met adsorptiemiddelen.

Description

HET VERWERKEN VAN Dl ERLI JK VET TOT BI OBRANDSTOF

TECHNISCH DOMEI N

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof. In het bijzonder omvat de werkwijze de stappen van ontgommen, strippen, en adsorberen van stikstofhoudende componenten, de stappen uitgevoerd in deze volgorde.

STAND DER TECHNI EK

Dierlijk vet kan gewonnen worden uit karkassen, slachtafval en/of visafval door renderen (Eng. rendering). Renderen kan geschieden door het behandelen met stoom of in droge omstandigheden door opwarming tot ongeveer 120° C. Stikstof kan in dierlijk vet voorkomen onder de vorm van onder meer fosfolipiden, sfingolipiden, proteïnen, enzymen, polypeptiden, aminozuren, ammoniak, alkylamines, pyrrool, indool, vetamiden en am moniumzouten. Een hoge concentratie van stikstof in het dierlijk vet kan katalysatoren van het raffinageproces deactiveren. De aanwezigheid van stikstof in de biobrandstof kan verder ook zorgen voor luchtvervuiling bij de verbranding van de biobrandstof.

Bij het raffineren van een vettige substantie zoals vetten en/of oliën voor de productie van biobrandstoffen omvat het raffinageproces vaak het ontgommen, het adsorberen van ongewenste componenten, en het strippen, waarbij de stappen in deze volgorde uitgevoerd worden.

Het ontgommen omvat het afbreken, verwijderen of gedeeltelijk verwijderen van gom (Eng. gums) uit de substantie. Verschillende types gom die daarbij verwijderd kunnen worden zijn fosfolipidegom, proteïnegom, polypeptidegom en dergelijke. Mogelijke processen voor ontgommen zijn waterontgommen, zuurontgommen, enzymatisch ontgommen, ontgommen met behulp van een membraanfilter, droog ontgommen en dergelijke.

Het adsorberen van ongewenste componenten kan uitgevoerd worden door de substantie in contact te brengen met adsorptiemiddelen zoals bleekaarde, silicagels, silicaten en/of actieve kool. Bij het adsorberen worden ongewenste componenten zoals bv. kleurstoffen, polymeersporen en metalen verwijderd. Omdat bij het

BE2017/5352 adsorberen kleurstoffen verwijderd kunnen worden, wordt dit proces ook wel bleken genoemd. Bij het adsorberen kunnen ook fosfor- en/of stikstofhoudende componenten uit de substantie verwijderd worden.

Het strippen is een fysisch scheidingsproces waarbij één of meerdere componenten ten minste gedeeltelijk uit de substantie verwijderd worden door stoom. Componenten worden hierbij uit de vloeibare fase in de gasfase opgenomen. Binnen de context van het raffineren van een biobrandstof is het strippen geschikt voor het ten minste gedeeltelijk verwijderen van vrije vetzuren, geuren en contaminanten uit de substantie. Het strippen wordt ook wel ontgeuren genoemd. Bij voorkeur worden deze componenten verwijderd door te verwarmen in een destillatiekolom bij 240-260° C, 1-5 mbar en 1-4% stoom gedurende 30-90 minuten.

EP2 373 803 beschrijft een werkwijze om een product te raffineren uit een biomassa die chlorofyl en/of feofytines omvat. In het bijzonder wordt een werkwijze voor het raffineren van een product (zoals biobrandstof) afkomstig van een fotosynthetisch organisme beschreven. De werkwijze omvat het verwijderen van stikstof om het gewenste product te verkrijgen. In sommige aspecten wordt stikstof verwijderd uit een chlorofyl- en/of feofytinehoudende substantie door enzymatische afbraak van de chlorofyl en/of feofytines en de daaropvolgende verwijdering van de stikstof.

Het bovenstaand document omvat geen maatregelen voor efficiënt verwijderen van stikstof en vrije vetzuren uit dierlijk vet bij een hoge aanwezigheid van vrije vetzuren.

LIS 2011/0 288 320 beschrijft een proces voor het verwijderen van onzuiverheden uit vetstoffen omvattende de stappen van het verschaffen van een vetmateriaal dat mogelijks al een zuiveringsbehandeling heeft ondergaan, het toevoegen van een waterige suspensie omvattende een vloeibaar adsorptiemiddel aan het vetmateriaal, het zorgen dat het vloeibaar adsorptiemiddel een mengsel vormt met het vetmateriaal, het optioneel toevoegen van water aan het mengsel, het vormen van een waterige afscheidingsfase van het vetmateriaal, en het verwijderen van de waterige afscheidingsfase. Het document vermeld dierlijk vet als mogelijke oorsprong van het vetmateriaal. Het document vermeld verder dat een mogelijke voorafgaande zuiveringsbehandeling het ontgommen kan zijn. Het ontgommen kan hierbij zuurontgommen zijn. Het document beschrijft verder het ontgeuren van gebleekte olie door middel van het vacuüm strippen met stoom.

BE2017/5352

Het bovenstaande document beschrijft echter geen maatregelen voor het efficiënt verwijderen van stikstof en vrije vetzuren uit het vetmateriaal bij een hoge aanwezigheid van vrije vetzuren.

US 2012/0 1 57 728 beschrijft een proces voor het maken van bio-nafta en optioneel bio-propaan uit een complex mengsel van natuurlijk voorkomende vetten en oliën. Het complex mengsel kan geselecteerd worden uit o.a. dierlijk vet. Het document beschrijft verder het vacuüm strippen van ontgomde en gebleekte oliën.

Het bovenstaande document beschrijft echter geen maatregelen voor het efficiënt verwijderen van stikstof en vrije vetzuren uit het complex mengsel bij een hoge aanwezigheid van vrije vetzuren.

US 2015/0 057 460 beschrijft een methode voor het ontgommen en/of raffineren van ruwe olie omvattende onzuiverheden. Het proces omvat het mengen van de ruwe olie met ontgommingsmiddelen, i.e. water of zuur, en het mengsel onderwerpen aan een hydrodynamische cavitatieverwerking. De cavitatieverwerking transfereert onzuiverheden in de ruwe olie naar een waterige fase voor een eenvoudigere afscheiding. De ruwe olie kan dierlijk vet of reuzel omvatten. Verder vermeld het document dat olieraffinage gewoonlijk bestaat uit ontgommen, alkali neutralisatie, bleken en ontgeuren.

Het bovenstaande document beschrijft echter geen maatregelen voor het efficiënt verwijderen van stikstof en vrije vetzuren uit de ruwe olie bij een hoge aanwezigheid van vrije vetzuren.

WO 2014/081 279 beschrijft een proces voor het raffineren van palmolie om geraffineerde, gebleekte en ontgeurde palmolie te produceren met een gereduceerd gehalte aan 3-monochloropropaan-1,2-diol (3-MCPD) esters. Het proces omvat de stappen van het waterontgommen van ruwe palmolie, het verwijderen van de waterige fase door middel van centrifugeren, gevolgd door het zuurontgommen op een lagere temperatuur. De ontgomde olie wordt vervolgens gewassen met water en de waterige fase wordt verwijderd na het centrifugeren om de overblijvende 3MCPD ester voorlopers te verwijderen na het zuurontgommen. Vervolgens wordt de olie gebleekt met bleekaarde en een silicaat (bv. magnesiumsilicaat, calciumsilicaat

BE2017/5352 en aluminiumsilicaat) en wordt een laatste adsorptie van de 3-MCPD voorlopers geadsorbeerd voor de stap van het ontgeuren.

Het bovenstaande document beschrijft echter geen maatregelen voor het efficiënt verwijderen van stikstof en vrije vetzuren uit dierlijk vet bij een hoge aanwezigheid van vrije vetzuren.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor ten minste enkele van bovenvermelde problemen.

SAMENVATTI NG VAN DE UITVINDING

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof. De werkwijze omvat het in volgorde uitvoeren van volgende stappen:

- het ontgommen van het dierlijk vet;

- het fysisch afscheiden van vrije vetzuren uit het dierlijk vet; en

- het in contact brengen van het dierlijk vet met adsorptiemiddelen.

Traditioneel wordt echter het vetmateriaal of de olie in contact gebracht met adsorptiemiddelen vóór de stap van het fysisch afscheiden van vrije vetzuren uit het dierlijk vet. Uit onderzoek van de huidige uitvinders is gebleken dat door de hoge concentraties vrije vetzuren (vaak hoger dan 10 gewichtsprocent) in het dierlijk vet het adsorberen van stikstofhoudende componenten niet efficiënt is. Daarom wordt in de huidige uitvinding eerst ten minste een gedeelte van de vrije vetzuren uit het dierlijk vet afgescheiden alvorens het dierlijk vet in contact te brengen met de adsorptiemiddelen voor het verwijderen van stikstof.

BESCHRI JVI NG VAN DE Fl GUREN

Figuren 1 en 2 zijn flow charts van uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de huidige uitvinding.

Figuur 3 is een schematische voorstelling van de verschillende processtappen en materiaalstromen volgens een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de huidige uitvinding.

BE2017/5352

GEDETAI LLEERDE BESCHRI JVI NG

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof. Een samenvatting van de huidige uitvinding werd gegeven in de daartoe voorziene sectie. Hieronder wordt een gedetailleerde beschrijving van de uitvinding gegeven aan de hand van voorkeursuitvoeringen en voorbeelden.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technisch en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.

“Een”, ”de” en “het” refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.

Wanneer “ongeveer” of “rond” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” of “rond” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

BE2017/5352

Dierlijk vet kan geproduceerd worden door het renderen van karkassen, slachtafval en/of visafval. Ten minste een gedeelte van het vet wordt opgevangen voor verdere verwerking. Door de aanwezigheid van proteïnen kunnen stikstofhoudende componenten in het ruwe dierlijk vet voorkomen, bv. onder de vorm van fosfolipiden, sfingolipiden, proteïnen, enzymen, polypeptiden, aminozuren, ammoniak, alkylamines, pyrrool, indool, vetamiden en ammoniumzouten. De concentratie stikstof in dierlijk vet ligt rond de 100-2000 ppm en moet bij voorkeur verminderd worden tot minder dan 10 ppm. Een hoge concentratie van stikstof in het dierlijk vet kan katalysatoren van het raffinageproces deactiveren. De aanwezigheid van stikstof in de biobrandstof kan verder ook zorgen voor luchtvervuiling bij de verbranding van de biobrandstof. Door de grote verscheidenheid aan fysische eigenschappen (bv. smeltpunt, kookpunt, viscositeit, moleculair gewicht) en chemische functionaliteit (bv. polariteit) kunnen de stikstofhoudende componenten niet door middel van een enkel proces verwijderd worden.

Verder is de concentratie vrije vetzuren in dierlijk vet vaak hoger dan 10 gewichtsprocent. Uit onderzoek van de huidige uitvinders is echter gebleken dat door de hoge concentraties vrije vetzuren in het dierlijk vet het adsorberen van stikstofhoudende componenten zoals ammoniumzouten niet efficiënt is. Daarom wordt in de werkwijze van de huidige uitvinding ten minste een gedeelte van de vrije vetzuren afgescheiden door middel van een fysisch proces, om vervolgens pas stikstofhoudende componenten te laten opnemen in adsorptiemiddelen.

Figuur 1 illustreert drie verwerkingsstappen van de werkwijze volgens de huidige uitvinding en hun relatieve volgorde. Het gewonnen dierlijk vet wordt eerst ontgomd (stap 101), vervolgens wordt ten minste een gedeelte van de vrije vetzuren uit het dierlijk vet afgescheiden door middel van een fysisch afscheidingsproces (stap 102), en dan pas wordt ten minste een gedeelte van de stikstofhoudende componenten afgescheiden met behulp van adsorptiemiddelen (stap 103). Bij voorkeur worden bij het fysisch afscheidingsproces (stap 102) vrije vetzuren afgedestilleerd zodanig dat er in het vet gemiddeld 1-2% vrije vetzuren aanwezig blijven. Ook wordt gedurende dit proces (stap 102) een gedeelte van de meer vluchtige stikstofverbindingen afgedestilleerd.

BE2017/5352

Dit is voordelig omdat het adsorberen van stikstofhoudende componenten (stap 103) efficiënter verloopt door de lagere concentratie van vrije vetzuren, aangezien ten minste een gedeelte van de vrije vetzuren reeds werd afgescheiden (stap 102). Verder kan de werkwijze ook andere processtappen omvatten. Voorbeelden zijn alkali neutralisatie en winterisatie. Bij alkali neutralisatie wordt de olie of het vet behandeld met een alkali-omvattende oplossing voor het afscheiden van vrije vetzuren in een zeep die vervolgens van het oppervlak van het mengsel kan verwijderd worden, bv. door middel van afschrapen. Bij winterisatie worden zwaardere componenten uit het vet of de olie gefilterd om stolling bij lagere temperaturen tegen te gaan.

Het ontaommen

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat het ontgommen het mengen van ten minste één zuur onder het dierlijk vet; het laten rusten van het mengsel; en het centrifugeren van het geruste mengsel.

Dit is voordelig omdat zuurontgomming uitermate geschikt is voor het verwijderen van fosfolipiden, proteïnen en polypeptidegom uit het dierlijk vet.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze wordt het mengen van het zuur onder het dierlijk vet uitgevoerd met behulp van een high-shear mixer.

Dit is voordelig omdat een “high-shear mixer” ontworpen is voor het opmengen van twee fasen die normaal gezien moeilijk mengbaar zijn. De mixer kan dergelijke fasen mengen omdat de mixer zowel ten minste één roterende als ten minste één statische component omvat. De samenwerking van de roterende en statische componenten kunnen een grote afschuiving van de te mengen fasen teweegbrengen. Er bestaan zowel mixers die werken per lot (Eng. batch) als mixers die een continue stroom (Eng. inline) verwerken.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat het ten minste één zuur fosforzuur en/of citroenzuur.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat het mengen van ten minste één zuur onder het dierlijk vet het toevoegen van een verdunde oplossing van zuur.

BE2017/5352

In een voorkeursuitvoering omvat de verdunde oplossing een volumepercentage fosforzuur van ten minste 0.04 en ten hoogste 0.20, zoals een volumepercentage fosforzuur van 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18 of 0.20. Bij grootste voorkeur omvat de verdunde oplossing ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende 40 volumeprocent fosforzuur.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat de verdunde oplossing een volumepercentage citroenzuur van ten minste 0.04 en ten hoogste 0.16, zoals een volumepercentage citroenzuur van 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12, 0.14 of 0.16. Bij grootste voorkeur omvat de verdunde oplossing ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende 33 volumeprocent citroenzuur.

Het gebruik van fosforzuur en/of citroenzuur voor het ontgommen is voordelig omdat deze zuren relatief onschadelijk zijn voor een operator en/of het milieu. Bovendien kan het ontgommen reeds gerealiseerd worden door verdunde oplossingen omvattende bovenvermelde lage concentraties aan zuur door het goed opmengen en het laten rusten van het mengsel. Bij voorkeur wordt het zuur ten minste één minuut onder het dierlijk vet opgemengd, bv. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18 of 20 minuten. Bij voorkeur rust het mengsel ten minste 4 uren, bv. 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 of 20 uren.

In een andere uitvoeringsvorm kunnen er één of meerdere van volgende substanties gebruikt worden bij het ontgommen: water, stoom, fosforzuur, citroenzuur, zoutzuur, salpeterzuur, azijnzuur, zwavelzuur, mierenzuur, barnsteenzuur, oxaalzuur, wijnsteenzuur, appelzuur, fumaarzuur, asparaginezuur, ethyleendiaminetetra-azijnzuur, maleïnezuuranhydride, en een vaste zure katalysator. Een persoon onderlegd in het vakgebied zal appreciëren dat deze lijst niet limitatief is.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze wordt het mengen van een zuur onder het dierlijk vet uitgevoerd bij een verhoogde temperatuur. Bij voorkeur is deze temperatuur ten minste 70° C en ten hoogste 110° C zoals 70° C, 75° C, 80° C, 85° C, 90° C, 95° C, 1 00° C, 1 05° C of 11 0° C.

BE2017/5352

Dit is voordelig omdat bij een verhoogde temperatuur het dierlijk vet minder visceus en dus vloeibaarder is zodat een betere opmenging van het zuur en het dierlijk vet kan gerealiseerd worden.

Het fysisch afscheiden van vrije vetzuren

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze wordt het fysisch afscheiden van vrije vetzuren gerealiseerd door middel van stoomdestillatie. Bij voorkeur wordt de stoomdestillatie uitgevoerd voor een tijdspanne tussen 15 en 240 minuten, bij een temperatuur tussen 240 en 260° C, en bij een dampdruk tussen 0.5 en 8 millibar. Bij grootste voorkeur is de dampdruk ongeveer 2 millibar. Bij grootste voorkeur wordt de stoomdestillatie uitgevoerd voor een tijdspanne van ongeveer 1 uur.

Dit is voordelig omdat stoomdestillatie uitermate geschikt is voor het verwijderen van vrije vetzuren uit het dierlijk vet. Verder worden ook sommige stikstofhoudende componenten zoals bv. kleine peptiden, aminozuren en vetamiden ten minste gedeeltelijk afgescheiden en verzameld in het destillaat. Erg vluchtige stikstofhoudende componenten zoals ammoniak en alkylamines worden bovendien als gas afgevoerd.

De verhoogde temperatuur en de dampdruk zijn hierbij geschikt voor het in de gasfase opnemen van de vrije vetzuren en sommige van de lichtere stikstofhoudende componenten. Stikstofhoudende componenten met een hoger moleculair gewicht zoals amiden en sfingolipiden vergen een verdere behandeling van het dierlijk vet.

Het in contact brengen met adsorptiemiddelen

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvatten de adsorptiemiddelen silica hydrogel. Bij voorkeur is de silica hydrogel gecoat met citroenzuur.

Dit is voordelig omdat de silica hydrogel een polair adsorptiemiddel is en bijgevolg geschikt voor het adsorberen van de meer alkalische stikstofhoudende componenten zoals bv. proteïnen, peptiden en aminozuren.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvatten de adsorptiemiddelen actieve kool.

BE2017/5352

Dit is voordelig omdat de actieve kool geschikt is voor adsorptie van de minder of niet-polaire componenten zoals bv. vetamiden en sfingolipiden.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvatten de adsorptiemiddelen actieve kool en silica hydrogel. Bij voorkeur is de silica hydrogel gecoat met citroenzuur.

Dit is voordelig omdat de combinatie geschikt is voor het verwijderen van zowel alkalische als minder polaire stikstofhoudende componenten uit het dierlijk vet.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat het met adsorptiemiddelen in contact gebrachte dierlijk vet actieve kool volgens een gewichtspercentage van ten minste 0.25 en ten hoogste 4, bij voorkeur een gewichtspercentage van ongeveer 1.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze omvat het met adsorptiemiddelen in contact gebrachte dierlijk vet silica hydrogel volgens een gewichtspercentage van ten minste 0.25 en ten hoogste 4, bij voorkeur een gewichtspercentage van ongeveer 1.

Alhoewel actieve kool efficiënter is dan de silica, is het toevoegen van deze adsorptiemiddelen in gelijke hoeveelheden voordelig omdat de silica het totale sediment in het dierlijk vet vermindert.

In een andere uitvoeringsvorm kunnen er één of meerdere van volgende substanties gebruikt worden als adsorptiemiddelen: actieve kool, silica gels, silicaten, bleekaarde, en bleekklei.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze wordt het dierlijk vet in contact gebracht met de adsorptiemiddelen voor een tijdspanne van ten minste 15 minuten en ten hoogste 90 minuten, bij voorkeur voor een tijdspanne van ongeveer 30 minuten. Daarna worden de adsorptiemiddelen ten minste gedeeltelijk uitgefilterd. Bij voorkeur worden de adsorptiemiddelen afgefilterd in een platenfilter waarop een precoat van decalite of cellulosepoeder werd aangebracht. De filtratie geschiedt bij voorkeur bij ongeveer 90-100° C onder lichte overdruk.

BE2017/5352

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze wordt het dierlijk vet in contact met de adsorptiemiddelen op een temperatuur van ongeveer 100° C gehouden.

Dit is voordelig omdat deze temperatuur een optimum vormt tussen

- het realiseren van migratie om de te verwijderen stoffen in het dierlijk vet in contact te laten komen met een adsorptiemiddel; en

- een voldoende lage temperatuur zodat geadsorbeerde stoffen niet opnieuw vrij komen.

VOORBEELDEN

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

VOORBEELD 1

Figuur 2 toont een flow chart van een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de huidige uitvinding. In stap 201 wordt dierlijk vet uit slachtafval gerenderd door het slachtafval op een temperatuur van ongeveer 120° C te brengen. Vervolgens wordt in stap 202 een verdunde zuuroplossing onder het dierlijk vet gemengd op een temperatuur van ongeveer 90° C gedurende ongeveer 5 minuten. Bij voorkeur omvat de verdunde zuuroplossing ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende ongeveer 40 volumeprocent fosforzuur ofwel ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende ongeveer 33 procent citroenzuur. Het zuur wordt onder het dierlijk vet gemengd met een “high-shear mixer”. Vervolgens laat men in stap 203 het mengsel gedurende ongeveer 12 uren rusten, waarna het in stap 204 wordt gecentrifugeerd.

In stap 205 worden met behulp van stoomdestillatie de vrije vetzuren ten minste gedeeltelijk uit het dierlijk vet verwijderd. De stoomdestillatie wordt uitgevoerd op een temperatuur van ongeveer 240-260° C bij een dampdruk van ongeveer 2 millibar gedurende ongeveer een uur in de aanwezigheid van ongeveer 1 -3% stoom.

In stap 206 worden adsorptiemiddelen aan het dierlijk vet toegevoegd. De adsoptiemiddelen omvatten actieve kool en silica hydrogel gecoat met citroenzuur. Deze worden in stap 207 onder het dierlijk vet gemengd op een temperatuur van

BE2017/5352 ongeveer 100° C gedurende ongeveer een half uur. Het met adsorptiemiddelen in contact gebrachte dierlijk vet omvat actief kool volgens een gewichtspercentage van ongeveer 1 en silica hydrogel volgens een gewichtspercentage van ongeveer 1.

Vervolgens worden de adsorptiemiddelen weer uit het dierlijk vet gefilterd in stap

208.

VOORBEELD 2

Figuur 3 toont een schematische weergave van de verschillende processtappen en materiaalstromen volgens een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de huidige uitvinding.

Rendering van dierlijk vet

Dierlijke restanten 301 worden opgewarmd in een daartoe voorzien renderingsvat 401. Bij voorkeur worden de dierlijke restanten opgewarmd tot een temperatuur van ongeveer 120° C. Gesmolten dierlijk vet 303 wordt van de overige dierlijke restanten 302, zoals bv. beenderen, afgescheiden voor verdere verwerking.

Ontgommen

Zuur 304 wordt aan het dierlijk vet 303 toegevoegd en gemengd in een mixer 402, bij voorkeur een “high-shear mixer”. Bij voorkeur wordt het zuur onder het dierlijk vet gemengd op een temperatuur van ongeveer 90° C gedurende ongeveer 5 minuten. Bij voorkeur wordt het zuur 304 in een verdunde oplossing aan het dierlijk vet toegevoegd. Bij voorkeur omvat de verdunde oplossing ongeveer 0.12 volumeprocent fosforzuur ofwel 0.10 volumeprocent citroenzuur. Het mengsel laat men rusten gedurende ongeveer een halve dag. Vervolgens wordt het mengsel 305 overgebracht naar een centrifuge 403 en daar gecentrifugeerd. Een deel 306 van het mengsel, omvattende stikstofhoudende componenten, wordt afgescheiden van het dierlijk vet 307.

Stoomdestillatie

Het dierlijk vet 307 wordt in een deodorisator 404 gebracht en er wordt stoom 308 door het dierlijk vet gebracht. De stoomdestillatie wordt uitgevoerd op een temperatuur van ongeveer 240-260° C bij een dampdruk van ongeveer 2 millibar

BE2017/5352 gedurende ongeveer een uur in de aanwezigheid van ongeveer 1-3% stoom. Een gedeelte van de vrije vetzuren en de stikstofhoudende componenten wordt afgevoerd in het destillaat 309. Een aantal vluchtige stikstofhoudende componenten worden ten minste gedeeltelijk als gas 310 van het dierlijk vet gescheiden.

Adsorptie

Aan het dierlijk vet 311 worden vervolgens adsorptiemiddelen 312 toegevoegd in een mengvat 405 en onder het dierlijk vet gemengd. Bij voorkeur omvat het mengsel van adsorptiemiddelen en dierlijk vet 1 gewichtsprocent actieve kool en 1 gewichtsprocent silica hydrogel gecoat met citroenzuur. Het mengel wordt bij voorkeur ongeveer een half uur op een temperatuur van ongeveer 100° C gehouden. Vervolgens wordt het mengsel 313 overgebracht naar een filter 406 voor het uitfilteren van de adsorptiemiddelen 314. Bij voorkeur worden de adsorptiemiddelen afgefilterd in een platenfilter waarop een precoat van decalite of cellulosepoeder werd aangebracht. De filtratie geschiedt bij voorkeur bij ongeveer 90-100° C onder lichte overdruk.

Biobrandstof

De op deze wijze geraffineerde biobrandstof 315 is geschikt voor verkoop en kan als dusdanig gebruikt worden in een warmtekrachtkoppeling motor of als grondstof voor de procutie van biodiesel na een transesterificatiereactie of voor de productie van hernieuwbare diesel (groene diesel) na een katalytische hydrogenolyse.

VOORBEELD 3

In een test werd een staal dierlijk vet categorie 3 voorzien. Het staal werd geraffineerd door ontgomming en deodorisatie om fosforhoudende componenten, mineralen en vrije vetzuren te elimineren aangezien deze kunnen interfereren met het adsorptieproces.

Twee stromen werden bekomen startende van 510 gram vet omvattende 1194 ppm stikstof:

• 120 gram destillaat omvattende 94% vrije vetzuren en 1632 ppm stikstof; en • 280 gram ontgeurd vet met 255 ppm stikstof.

BE2017/5352

Waar het vet initieel 0.609 gram stikstof omvatte, omvat het destillaat hierbij 0.196 gram stikstof en het ontgeurd vet 0.135 gram stikstof.

Behandeling met Sorbil leverde vet met 271 ppm (0.103 gram) stikstof.

Door de aanwezigheid van stikstofhoudende componenten met een laag kookpunt, die ofwel wateroplosbaar zijn en werden verwijderd tijdens het ontgommen of niet gecondenseerd werden tijdens de ontgeuring, werd al een groot deel van de stikstofhoudende componenten verwijderd. Behandeling met een adsorbens leverde 10 een additionele verwijdering van stikstofhoudende componenten op.

Van de initieel aanwezige 0.609 gram stikstof werd er 0.506 gram verwijderd.

Claims

CONCLUSI ES

1. Werkwijze voor het verwerken van dierlijk vet tot biobrandstof, omvattende de stappen van:

- het ontgommen van het dierlijk vet;

- het fysisch afscheiden van vrije vetzuren uit het dierlijk vet; en

- het in contact brengen van het dierlijk vet met adsorptiemiddelen, met het kenmerk, dat het ontgommen wordt uitgevoerd voor het fysisch afscheiden van vrije vetzuren en dat het fysisch afscheiden van vrije vetzuren wordt uitgevoerd voor het in contact brengen met adsorptiemiddelen.
2. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het ontgommen de volgende stappen omvat:

- het mengen van een zuur onder het dierlijk vet;

- het laten rusten van het mengsel; en

- het centrifugeren van het geruste mengsel.
3. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 2, met het kenmerk, dat de stap van het mengen van een zuur onder het dierlijk vet het toevoegen van een verdunde oplossing omvat, de verdunde oplossing omvattende een volumepercentage fosforzuur van ten minste 0.04 en ten hoogste 0.20, zoals een volumepercentage fosforzuur van 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18 of 0.20, bij voorkeur de verdunde oplossing omvattende ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende ongeveer 40 volumeprocent fosforzuur.
4. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 2, met het kenmerk, dat de stap van het mengen van een zuur onder het dierlijk vet het toevoegen van een verdunde oplossing omvat, de verdunde oplossing omvattende een volumepercentage citroenzuur van ten minste 0.04 en ten hoogste 0.16, zoals een volumepercentage citroenzuur van 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12, 0.14 of 0.16, bij voorkeur de verdunde oplossing omvattende ongeveer 0.3 volumeprocent van een oplossing omvattende ongeveer 33 volumeprocent citroenzuur.
5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat de stap van het mengen van het zuur onder het dierlijk vet

BE2017/5352 een tijdspanne van ten minste 1 minuut en ten hoogste 20 minuten omvat, zoals een tijdspanne van 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18 of 20 minuten, bij voorkeur een tijdspanne van ongeveer 5 minuten.
6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 5, met het kenmerk, dat de stap van het mengen van het zuur onder het dierlijk vet ten minste gedeeltelijk wordt uitgevoerd op een temperatuur van ten minste 70° C en ten hoogste 110° C zoals 70° C, 75° C, 80° C, 85° C, 90° C, 95° C, 100° C, 105° C of 110° C, bij voorkeur op een temperatuur van ongeveer 90° C.
7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat het laten rusten van het mengsel een tijdspanne van ten minste 4 uren en ten hoogste 20 uren omvat, zoals een tijdspanne van 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 of 20 uren, bij voorkeur een tijdspanne van ongeveer 12 uren.
8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 7, met het kenmerk, dat het fysisch afscheiden van vrije vetzuren uit het dierlijk vet het behandelen door middel van stoomdestillatie omvat.
9. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 8, met het kenmerk, dat de stoomdestillatie ten minste gedeeltelijk wordt uitgevoerd bij een temperatuur van ten minste 240° C en ten hoogste 260° C zoals 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254, 256, 258 of 260° C.
10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 8 en 9, met het kenmerk, dat de stoomdestillatie ten minste gedeeltelijk wordt uitgevoerd bij een dampdruk van ten minste 0.5 millibar en ten hoogste 8 millibar, zoals 0.5, 1, 2, 4 of 8 millibar, bij voorkeur een dampdruk van ongeveer 2 millibar.
11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 8 tot en met 10, met het kenmerk, dat de stoomdestillatie een tijdspanne omvat van ten minste 0.25 uren en ten hoogste 4 uren, zoals 0.25, 0.5, 1, 2 of 4 uren, bij voorkeur een tijdspanne van ongeveer 1 uur.
12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 11, met het kenmerk, dat de adsorptiemiddelen actieve kool en een silica hydrogel omvatten, de silica hydrogel gecoat met citroenzuur.

BE2017/5352
13. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 12, met het kenmerk, dat het met adsorptiemiddelen in contact gebrachte dierlijk vet:

- actieve kool omvat volgens een gewichtspercentage van ten minste 0.25 en ten hoogste 4, zoals een gewichtspercentage van 0.25, 0.5, 1, 2 of 4, bij voorkeur een gewichtspercentage van ongeveer 1 ; en

- silica hydrogel omvat volgens een gewichtspercentage van ten minste 0.25 en ten hoogste 4, zoals een gewichtspercentage van 0.25, 0.5, 1, 2 of 4, bij voorkeur een gewichtspercentage van ongeveer 1.
14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 13, met het kenmerk, dat het in contact brengen met adsorptiemiddelen een tijdspanne van ten minste 15 minuten en ten hoogste 90 minuten omvat, zoals een tijdspanne van 1 5, 30, 45, 60, 75 of 90 minuten, bij voorkeur een tijdspanne van ongeveer 30 minuten, waarna de adsorptiemiddelen ten minste gedeeltelijk uitgefilterd worden door middel van een platenfilter omvattende een coating omvattende decalite of cellulosepoeder.
15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 14, met het kenmerk, dat het dierlijk vet in contact met de adsorptiemiddelen op een temperatuur van ten minste 80° C en ten hoogste 120° C gehouden wordt, zoals een temperatuur van 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115 of 120° C, bij voorkeur een temperatuur van ongeveer 100° C.