CN109181793A - 一种生物燃料油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油脂提炼技术领域，具体的提供了一种生物燃料油的制备方法，包括如下步骤：（1）脱胶处理；（2）脱酸处理；（3）脱色处理；（4）脱水处理；（5）脱臭处理。本发明通过设备改进、优化处理工艺，可缩短燃料油的加工时间，降低加工成品，提高成品燃料油的品质和加工效率。同时，还能更好回收利用分离出来的副产品，提高整体经济效益。

Description

一种生物燃料油的制备方法
技术领域
本发明属于油脂提炼技术领域，具体的提供了一种生物燃料油的制备方法。
背景技术
生物能源是我国第三大能源，仅次于煤和石油，在全部能源消耗中约占15%，是唯一可运输和储存的可再生能源，既可作为燃料用于发电，又能转化为生物燃料、润滑油（脂）等。生物能源主要原料来自植物油脂、动物油脂、废弃食用油脂和废弃矿物油脂，统称为油脂。油脂经过系列的加工处理才能得到符合环保要求的生物燃料油。由于加工工艺及加工设备的落后，生物燃料油还存在如下问题：加工成本高、燃效效率低、燃烧后对空气产生污染。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种生物燃料油的制备方法，降低生产成本、提高产品品质。
本发明的技术方案：一种生物燃料油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）脱胶处理
将动物毛油过滤除杂后输入带搅拌装置的脱胶罐内，然后通入蒸汽冷凝水；在搅拌、加热条件下搅拌、静置，使其形成稳定的水分层；将上层的油脂输送至带搅拌装置的脱酸罐中加工，沉淀的胶状物另行排放。沉淀的胶状物送去加热、保温、冷却处理后，可获得皂角和有机渣。皂角可直接外销，有机渣可运送到有机肥企业。
（2）脱酸处理
将凝结剂输入脱酸罐中，启动脱酸罐的搅拌装置，使凝结剂与脱胶处理后的油脂充分混合，形成固态颗粒状脂肪酸；当油和脂肪酸开始分离时，再将温度升至50～70℃，保温0.5～1h，停止搅拌，再静止2～4h，分离出油脂和粗皂脚。
（3）脱色处理
将脱酸处理后的油脂输入带搅拌装置的脱色罐中，并输入活性白土，控制脱色罐的温度为80～90℃，持续搅拌0.5～1h再静置；分离出的油脂输入脱水罐中。
（4）脱水处理
将脱水罐加热至95℃以上，直至油面无水汽为止，然后降温至60～70℃并破真空，整个脱水过程持续1.5～2.5h。
（5）脱臭处理
将脱水处理后的油脂输入脱臭罐中进行脱臭处理，脱臭罐先加热到170～180℃处理0.5～1h小时后，然后加热到250～260℃处理0.5～1 h，最后再加热到290～310℃处理0.5～1h；然后冷却至室温即得到成品生物燃料油。
进一步的，还包括过滤处理步骤，将除臭处理后的油脂经过陶瓷膜过滤后最终得到成品生物燃料油。
进一步的，所述动物毛油由动物产品热解处理后获得，即将动物产品投入热解炉内热解处理，热解炉炉内的温度为250～350℃，压力为5.5～6MPa，时间为2～3h，处理期间，旋转热解炉，热解处理获得的油脂即为动物毛油。
进一步的，将动物产品投入热解炉内前，采用粉碎机将动物产品粉碎成10～20mm的碎块。
进一步的，所述热解炉包括热解炉本体，所述热解炉本体为横向设置的旋转炉，热解炉本体两端下方均设有旋转托轮，其中一端外侧与旋转驱动装置相连；旋转托轮内侧的热解炉本体下方设有加热装置，所述加热装置上方、热解炉本体外侧还设有环状的保温层；热解炉本体一端端面设有带盖子的进料口和出油口、另一端端面设有蒸汽口，所述出油口内侧设有过滤网；所述蒸汽口通过空气管道依次与冷凝器、冷却塔及回收池相连；热解炉本体的进料端套设有延伸至热解炉本体外端的环状挡圈，挡圈端面设有带开口的挡板，挡圈底部设有出渣口，所述出渣口下方设置有传送装置；热解炉本体内侧平行间隔设置有突起状的环片，所述环片为前后错开设置的螺旋状，环片投影到热解炉本体端面时为带缺口的圆弧状。
使用时，先将动物产品投入热解炉本体内，关闭进料口和出油口的盖子。启动加热装置加热。同时，启动电机正传带动热解炉本体7旋转，使炉体均匀受热、加快肉类的热解。随着温度的升高，动物血水等以蒸汽的形式从蒸汽口排出。随着温度的进一步升高，动物产品中的油脂逐渐排出，待动物油脂排出后，关闭加热装置和电机，接上接头，通过油泵将热解炉本体内的油沿油管排到油桶中。接着，启动电机反转，将出油后的动物粉渣排出，动物粉渣从进料口排出后掉到挡圈的出渣口，并由螺旋传送装置传输走。
热解炉采用旋转炉结构，合理设置加热装置及保温装置，并通过引风机排风，既能形成旋风有利于氧气的吸入燃烧，提高燃烧效率，又能使排出的高温烟气进一步的对炉体加热，提高热量的利用率。冷却回收装置的设置，可分离并收集蒸汽中的油脂和水，并能更好地控制炉内压力，有利于动物产品的热解。环片间隔设置，并采用带缺口的螺旋状，当热解炉本体正向旋转时，可将物料摊开并在一定位置保持平衡，当热解炉本体反向旋转时，可将物料排出。相比连续的螺旋结构，物料不会因堆积而受热不均匀。此外，环片还可切割动物产品，加快动物产品的热解效率。
进一步的，所述搅拌装置包括依次相连的电机、减速器和搅拌轴，所述搅拌轴上间隔设置有第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片均为螺旋状，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片的螺旋方向相反。
通过设置两层或两层以上的搅拌叶片，并使上下两层搅拌叶片的螺旋方向相反，使油脂除了沿圆周方向混匀，还能上下混匀，混匀效果好，有利于提高油品的脱胶、脱酸、脱色等处理效率和处理品质。
进一步的，步骤（1）中，加热温度为70～80℃，搅拌1～3次，每次搅拌0.3h，并静止1～1.5h。
进一步的，步骤（2）中，控制搅拌速度在75～80转/分钟之间，持续搅拌0.5～1h。
本发明优点：本发明通过设备改进、优化处理工艺，可缩短燃料油的加工时间，降低加工成品，提高成品燃料油的品质和加工效率。同时，还能更好回收利用分离出来的副产品，提高整体经济效益。
附图说明
图1为热解炉的结构示意图；
图2为热解炉本体的内部结构示意图；
图3为搅拌装置的结构示意图；
图中的附图标号为：1-热解炉本体，2-盖子，3-进料口，4-出油口，5-蒸汽口，6-过滤网，7-环片，8-旋转托轮，9-驱动装置，10-滚圈，11-主动轮，12-减速机，13-电机，14-加热装置，15-保温层，16 -空气管道，17-冷凝器，18-冷却塔，19-回收池，20-挡圈，21-挡板， 22-出渣口，23-传送装置，24-搅拌轴，25-第一搅拌叶片，26-第二搅拌叶片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1-2所示，一种热解炉，包括热解炉本体1，所述热解炉本体1为横向设置的旋转炉，热解炉本体1两端下方均设有旋转拖轮8，热解炉本体1其中一端外侧与旋转驱动装置9相连。所述驱动装置9包括设于热解炉本体1外侧圆周上的滚圈和驱动滚圈10转动的主动轮11，所述主动轮11与减速机12及电机13相连。
两端旋转拖轮8之间的热解炉本体1下方还设有加热装置14，所述加热装置14上方、热解炉本体1外侧还设有环状的保温层15。保温层15内设有保温棉层和中空层烟道，保温层15与热解炉本体1间既要相对密封又不能阻碍热解炉本体1的转动。所述加热装置14为明火加热灶台，明火加热灶台的炤台口设有燃烧机17。所述燃烧机17有3台，间隔设置。热解炉本体1一端端面设有带盖子2的进料口3和出油口4、另一端端面设有蒸汽口5，所述出油口4内侧设有过滤网6。所述蒸汽口5通过空气管道16依次与冷凝器、冷却塔及回收池相连。热解炉本体1的进料端套设有延伸至热解炉本体1外端的环状挡圈20，挡圈20端面设有带开口的挡板21，挡圈20底部设有出渣口22，所述出渣口22下方设置有传送装置23所述传送装置23为螺旋传送装置。热解炉本体1内侧平行间隔设置有突起状的环片7，所述环片7为前后错开设置的螺旋状，环片7投影到热解炉本体1端面时为带缺口的圆弧状。
使用时，先将动物产品投入热解炉本体1内，关闭进料口3和出油口4的盖子。启动加热装置14加热。同时，启动电机13正传带动热解炉本体1旋转，使炉体均匀受热、加快肉类的热解。随着温度的升高，动物血水等以蒸汽的形式从蒸汽口5排出。随着温度的进一步升高，动物产品中的油脂逐渐排出，待动物油脂排出后，关闭加热装置14和电机13，通过油泵将热解炉本体1内的油沿出油口4排到出。接着，启动电机13反转，将出油后的动物粉渣排出，动物粉渣从进料口3排出后掉到挡圈的出渣口22，并由螺旋传送装置23传输走。
实施例2
用13吨罚没的鸡翅制备生物柴油。具体步骤如下：
（1）热解预处理
使用实施例1的热解炉对动物产品进行热解处理。将动物产品投入热解炉内热解处理，热解炉炉内的温度为250℃，压力为5.5MPa，时间为2.5小时，处理期间，旋转热解炉，热解处理获得的油脂为动物毛油。
（2）脱胶处理
将动物毛油过滤除杂后输入带搅拌装置的脱胶罐内，然后通入蒸汽冷凝水；在搅拌、加热条件下搅拌、静置，加热温度为70℃，搅拌1次，每次搅拌0.3h，并静止1.5h，使其形成稳定的水分层；将上层的油脂输送至带搅拌装置的脱酸罐中加工，沉淀的胶状物另行排放。
（3）脱酸处理
将凝结剂输入脱酸罐中，启动脱酸罐的搅拌装置，控制搅拌速度在75转/分钟之间，持续搅拌0.5h，使凝结剂与脱胶处理后的油脂充分混合，形成固态颗粒状脂肪酸；当油和脂肪酸开始分离时，再将温度升至60℃，保温0.5h，停止搅拌，再静止2h，分离出油脂和粗皂脚。
（4）脱色处理
将脱酸处理后的油脂输入带搅拌装置的脱色罐中，并输入活性白土，控制脱色罐的温度为80℃，持续搅拌1h再静置；分离出的油脂输入脱水罐中。
（5）脱水处理
将脱水罐加热至96℃，直至油面无水汽为止，然后降温至60℃并破真空，整个脱水过程持续12h。
（6）脱臭处理
将脱水处理后的油脂输入脱臭罐中进行脱臭处理，脱臭罐先加热到170℃处理0.5h小时后，然后加热到250℃处理0.5h，最后再加热到290℃处理1h；然后冷却至室温即得到成品生物燃料油。
（7）过滤处理
将除臭处理后的油脂经过陶瓷膜过滤后最终得到成品生物燃料油。
如图3所示，脱胶、脱酸、脱色处理使用的搅拌装置包括依次相连的电机13、减速机12和搅拌轴24，所述搅拌轴24上间隔设置有第一搅拌叶片25和第二搅拌叶片26，第一搅拌叶片25和第二搅拌叶片26均为螺旋状，第一搅拌叶片25和第二搅拌叶片26的螺旋方向相反。
13吨罚没的鸡翅热解预处理2.5小时后，可收集到 1300 kg油脂和 8500 kg粉渣。经过脱胶、脱酸、脱色、脱水、除臭、过滤处理后，最终获得1000kg生物燃料油，油品颜色淡黄，无色无味，无沉淀，凝固点+2℃，燃烧值1100大卡，加工时间比常规的缩短3-4小时，产出的生物燃料油品质也比普通的要高（市面上的生物燃料油的凝固点为+9℃，燃烧值960大卡）。
实施例3
用15吨罚没的猪脚制备生物柴油。具体步骤如下：
（1）热解预处理
使用实施例1的热解炉对动物产品进行热解处理。将动物产品投入热解炉内热解处理，热解炉炉内的温度为350℃，压力为6MPa，时间为3小时，处理期间，旋转热解炉，热解处理获得的油脂为动物毛油。
（2）脱胶处理
将动物毛油过滤除杂后输入带搅拌装置的脱胶罐内，然后通入蒸汽冷凝水；在搅拌、加热条件下搅拌、静置，加热温度为80℃，搅拌2次，每次搅拌0.3h，并静止1h，使其形成稳定的水分层；将上层的油脂输送至带搅拌装置的脱酸罐中加工，沉淀的胶状物另行排放。
（3）脱酸处理
将凝结剂输入脱酸罐中，启动脱酸罐的搅拌装置，控制搅拌速度在80转/分钟之间，持续搅拌1h，使凝结剂与脱胶处理后的油脂充分混合，形成固态颗粒状脂肪酸；当油和脂肪酸开始分离时，再将温度升至70℃，保温0.5h，停止搅拌，再静止3h，分离出油脂和粗皂脚。
（4）脱色处理
将脱酸处理后的油脂输入带搅拌装置的脱色罐中，并输入活性白土，控制脱色罐的温度为80℃，持续搅拌0.5h再静置；分离出的油脂输入脱水罐中。
（5）脱水处理
将脱水罐加热至98℃，直至油面无水汽为止，然后降温至70℃并破真空，整个脱水过程持续2h。
（6）脱臭处理
将脱水处理后的油脂输入脱臭罐中进行脱臭处理，脱臭罐先加热到180℃处理0.5h小时后，然后加热到250℃处理1小时，最后再加热到300℃处理0.6h小时；然后冷却至室温即得到成品生物燃料油。
（7）过滤处理
将除臭处理后的油脂经过陶瓷膜过滤后最终得到成品生物燃料油。
15吨罚没的猪脚热解预处理3小时后，可收集到 3000 kg油脂和 9000 kg粉渣。经过脱胶、脱酸、脱色、脱水、除臭、过滤处理后，最终获得2407 kg生物燃料油，油品颜色淡黄，无色无味，无沉淀，凝固点+3℃，燃烧值1150大卡，品质高于市面的同类油品。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种修改或改动，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种生物燃料油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）脱胶处理
将动物毛油过滤除杂后输入带搅拌装置的脱胶罐内，然后通入蒸汽冷凝水；在搅拌、加热条件下搅拌、静置，使其形成稳定的水分层；将上层的油脂输送至带搅拌装置的脱酸罐中加工，沉淀的胶状物另行排放；
（2）脱酸处理
将凝结剂输入脱酸罐中，启动脱酸罐的搅拌装置，使凝结剂与脱胶处理后的油脂充分混合，形成固态颗粒状脂肪酸；当油和脂肪酸开始分离时，再将温度升至50～70℃，保温0.5～1h，停止搅拌，再静止2～4h，分离出油脂和粗皂脚；
（3）脱色处理
将脱酸处理后的油脂输入带搅拌装置的脱色罐中，并输入活性白土，控制脱色罐的温度为80～90℃，持续搅拌0.5～1h再静置；分离出的油脂输入脱水罐中；
（4）脱水处理
将脱水罐加热至95℃以上，直至油面无水汽为止，然后降温至60～70℃并破真空，整个脱水过程持续1.5～2.5h；
（5）脱臭处理
将脱水处理后的油脂输入脱臭罐中进行脱臭处理，脱臭罐先加热到170～180℃处理0.5～1h小时后，然后加热到250～260℃处理0.5～1 h，最后再加热到290～310℃处理0.5～1h；然后冷却至室温即得到成品生物燃料油。
2.如权利要求1所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：还包括过滤处理步骤，将除臭处理后的油脂经过陶瓷膜过滤后最终得到成品生物燃料油。
3.如权利要求1所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：所述动物毛油由动物产品热解处理后获得，即将动物产品投入热解炉内热解处理，热解炉炉内的温度为250～350℃，压力为5.5～6MPa，时间为2～3h，处理期间，旋转热解炉，热解处理获得的油脂即为动物毛油。
4.如权利要求3所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：将动物产品投入热解炉内前，采用粉碎机将动物产品粉碎成10～20mm的碎块。
5.如权利要求3所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：所述热解炉包括热解炉本体，所述热解炉本体为横向设置的旋转炉，热解炉本体两端下方均设有旋转托轮，其中一端外侧与旋转驱动装置相连；旋转托轮内侧的热解炉本体下方设有加热装置，所述加热装置上方、热解炉本体外侧还设有环状的保温层；热解炉本体一端端面设有带盖子的进料口和出油口、另一端端面设有蒸汽口，所述出油口内侧设有过滤网；所述蒸汽口通过空气管道依次与冷凝器、冷却塔及回收池相连；热解炉本体的进料端套设有延伸至热解炉本体外端的环状挡圈，挡圈端面设有带开口的挡板，挡圈底部设有出渣口，所述出渣口下方设置有传送装置；热解炉本体内侧平行间隔设置有突起状的环片，所述环片为前后错开设置的螺旋状，环片投影到热解炉本体端面时为带缺口的圆弧状。
6.如权利要求1所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：所述搅拌装置包括依次相连的电机、减速器和搅拌轴，所述搅拌轴上间隔设置有第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片均为螺旋状，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片的螺旋方向相反。
7.如权利要求1所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，加热温度为70～80℃，搅拌1～3次，每次搅拌0.3h，并静止1～1.5h。
8.如权利要求1所述的生物燃料油的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，控制搅拌速度在75～80转/分钟之间，持续搅拌0.5～1h。
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