MD4165C1 - Instalaţie pentru obţinerea biocombustibilului pe baza esterilor metilici ai acizilor graşi - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la prelucrarea combinată a uleiurilor vegetale pentru producerea combustibilului de alternativă, şi anume la o instalaţie pentru rafinarea uleiurilor vegetale şi obţinerea biocombustibilului pe baza esterilor metilici ai acizilor graşi.Instalaţia, conform invenţiei, include, conectate printr-un sistem de conducte, un filtru de vid (1) cu tambur, unit cu o capacitate (18) pentru amestecul de ulei şi perlită; un colector (2) pentru ulei, o pompă de vid (3), un condensator (4) pentru distilarea vaporilor de metanol, un distilator (5) dotat cu un rezervor (6) pentru apă distilată şi o pompă dozatoare (7), o capacitate (16) pentru uleiul rafinat dotată cu o pompă (17), un reactor (9) pentru rafinare şi trans-esterificare, în interiorul căruia sunt amplasate un dispersator al bioxidului de carbon, un agitator şi un dispersator al apei distilate, la reactor fiind unite consecutiv un ejector (14), un agitator hidrodinamic turbionar (12), constituit dintr-un corp tubular cu elemente de sârmă amplasate pe spirală în interiorul acestuia, un cavitator magnetodinamic (11) cu impulsuri, constituit dintr-un corp tubular din material diamagnetic, de partea exterioară a căruia este instalat un inductor de câmp magnetic giratoriu, iar în interior sunt amplasate particule metalice cilindrice din material magnetic moale, fiind unit cu un agitator (10); totodată instalaţia mai include un reactor (13) pentru reactive, o pompă centrifugă ermetică (8), robinete (28, 29, 30) şi supape (31, 32, 33,…51).

Description

Invenţia se referă la prelucrarea combinată a uleiurilor vegetale pentru producerea combustibilului de alternativă, şi anume la o instalaţie pentru rafinarea uleiurilor vegetale şi obţinerea biocombustibilului pe baza esterilor metilici ai acizilor graşi.

Invenţia poate fi aplicată în industriile alimentară şi chimică, la uzinele specializate în producerea combustibililor de alternativă, ecologic puri, în sectorul agricol, în gospodăriile fermiere individuale pentru obţinerea combustibilului de alternativă în mod independent.

Este cunoscută instalaţia de obţinere a biocombustibilului pe baza esterilor acizilor graşi, care include: rezervor cu linie de recirculare a uleiului, ejector, rezervor de metanol alcalinizat, reactor cu încălzire şi rezervor de acumulare a glicerinei, separator centrifug şi filtru cu vid [1].

Însă instalaţia cunoscută nu asigură o calitate satisfăcătoare a motorinei obţinute şi are productivitate joasă, datorită faptului că procesul trans-esterificării, legat de interacţiunea acizilor graşi cu metanolul alcalinizat decurge timp îndelungat - până la 8…10 ore, are randament nesatisfăcător al produsului finit - motorinei, din cauza parametrilor mici ai transferului de masă şi schimbului de masă în reactorul cu agitare al acestei instalaţii. De asemenea instalaţia este energofagă, datorită consumului mare de energie termică necesar menţinerii temperaturii până la 65°C pe parcursul interacţiunii amestecului reactant.

Cea mai apropiată soluţie după esenţa tehnică şi rezultatul atins este instalaţia de obţinere a biocombustibilului, care include rezervor pentru uleiul vegetal, pompă centrifugă ermetică, rezervor pentru alcoolul metilic unit cu compresorul de aer, rezervor pentru obţinerea metoxidului, reactor-neutralizator la care sunt conectate pompa cu vid şi cu condensator, rezervor pentru apa demineralizată şi butelie cu bioxid de carbon. Instalaţia de asemenea include ejector, agitator tubular, filtru de combustibil şi rezervor pentru biocombustibilul finit [2].

Însă această instalaţie nu asigură efectuarea tuturor operaţiunilor tehnologice privind pregătirea prealabilă a materiei prime (rafinarea şi filtrarea), nu este prevăzută pentru obţinerea apei demineralizate destinată spălării biocombustibilului, înseşi procesul de spălare nu este efectiv din cauza lipsei pompei de dozare şi sistemului de dispersare (pulverizare) a apei, ca urmare în procesul de spălare fără dispersarea apei se formează o emulsie stabilă. În afara acestora, instalaţia are o productivitate joasă din cauza funcţionării neeficiente a mecanismelor de malaxare.

Sarcina tehnică, soluţionată de prezenta invenţie, constă în prelucrarea complexă a grăsimilor vegetale, şi anume prin rafinare şi filtrare pentru obţinerea acestora ca produs comercial separat, precum şi în crearea posibilităţii de realizare a procesului de trans-esterificare a acestui produs în condiţii intensive cu sporirea obţinerii biocombustibilului Diesel.

Instalaţia include, conectate printr-un sistem de conducte, un filtru de vid 1 cu tambur, unit cu o capacitate 18 pentru amestecul de ulei şi perlită, un colector 2 pentru ulei, o pompă de vid 3, un condensator 4 pentru distilarea vaporilor de metanol, un distilator 5 dotat cu un rezervor 6 pentru apă distilată şi o pompă dozatoare 7, o capacitate 16 pentru uleiul rafinat dotată cu o pompă 17, un reactor 9 pentru rafinare şi trans-esterificare, în interiorul căruia sunt amplasate un dispersator al bioxidului de carbon, un agitator şi un dispersator al apei distilate, la reactor fiind unite consecutiv un ejector 14, un agitator hidrodinamic turbionar 12, constituit dintr-un corp tubular cu elemente de sârmă amplasate pe spirală în interiorul acestuia, un cavitator magnetodinamic 11 cu impulsuri, constituit dintr-un corp tubular din material diamagnetic, de partea exterioară a căruia este instalat un inductor de câmp magnetic giratoriu, iar în interior sunt amplasate particule metalice cilindrice din material magnetic moale, fiind unit cu un agitator 10; totodată instalaţia mai include un reactor 13 pentru reactive, o pompă centrifugă ermetică 8, robinete 28, 29, 30 şi supape 31, 32, 33,…51.

Rafinarea uleiurilor şi obţinerea biocombustibilului în baza metil-esterilor acizilor graşi se efectuează în instalaţia ce include rezervoare pentru uleiul vegetal, alcoolul metilic şi apa demineralizată, reactoare pentru obţinerea metoxidului şi pentru reacţiile de trans-esterificare catalitică şi neutralizare, la care sunt conectate o pompă de vid, un condensator, o pompă centrifugă ermetică, o butelie cu dioxid de carbon, un ejector, un agitator tubular. Totodată, instalaţia suplimentar include un filtru de vid dotat cu sistem de spălare a stratului de perlită pentru rafinarea şi filtrarea uleiurilor iniţiale brute, precum şi, consecutiv unite, un agitator tubular hidrodinamic şi turbionar, având consecutiv situate în el elemente din sârmă arcuite în formă de Z, dispuse în formă de spirală pe lungimea internă a corpului, fixate din ambele părţi, şi un cavitator magnetodinamic cu impuls, care include un corp tubular din material diamagnetic, de partea exterioară a căruia este instalat un inductor (generator) de câmp electromagnetic rotativ cu variator de curent electric trifazat, iar în interior, pe reţea, sunt dispuse particule cilindrice de metal din material magnetic moale, cu posibilitatea magnetofluidizării lor intensive circulare, rotativ-propulsive, în câmp electromagnetic giratoriu, de asemenea un cavitator turbionar de tipul „tornado”, acestea fiind instalate înaintea reactorului pentru trans-esterificare catalitică şi neutralizare cu dispersator pentru bioxidul de carbon, un distilator cu sistem de introducere dozată a apei distilate în reactor, dotat cu un sistem de distilare a vaporilor de metanol pentru recuperarea acestuia, totodată concentraţia particulelor cilindrice în cavitatorul magnetodinamic cu impuls este în limitele de 2,6...5,5% din volumul camerei, iar raportul lungimii acestor particule la diametru se situează în limitele 5...16, iar diametrul constituie 1,5...2 mm.

La baza obţinerii biocombustibilului stă procesul de trans-esterificare a uleiurilor vegetale cu alcooli (preponderent alcool metilic sau etilic). Ca rezultat al catalizei alcaline omogene, în care rolul de catalizator îl au hidroxidul de sodiu sau de potasiu, reacţia de trans-esterificare intermoleculară şi intramoleculară decurge la temperatura de 60°C după schema:

unde: R′, R′′ şi R′′′ - sunt resturile alchilice ale acizilor graşi;

Met - restul alchil al metanolului (poate fi şi al etanolului).

Ca rezultat al reacţiei de trans-esterificare se obţin esteri metilici sau etilici ai acizilor graşi, care se supun purificării de produsele reacţiei de saponificare prin separare şi spălare cu apă, urmată de uscare.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în faptul că prezenţa filtrului de vid în construcţia instalaţiei, dotat cu sistem de spălare a stratului de perlită pentru rafinarea şi filtrarea uleiurilor iniţiale brute, asigură posibilitatea obţinerii atât a produselor comerciale finite din uleiuri brute, cât şi a materiei prime (uleiurile rafinate şi filtrate) pentru obţinerea motorinei prin metoda trans-esterificării catalitice a uleiurilor purificate cu alcool metilic sau etilic în prezenţa bazei de sodiu sau de potasiu, sau a produsului interacţiunii acestora (metoxidului). Procesul interacţiunii acestora se intensifică datorită prelucrării complexe prin cavitaţia amestecului lor în agitatorul tubular hidrodinamic şi turbionar, din contul elementelor din sârmă, arcuite în formă de Z, dispuse în formă de spirală pe lungimea interioară a corpului, unde se formează o turbulenţă puternică a fluxului de lichid atât în direcţie longitudinală, cât şi transversală. Ca rezultat apar fenomene de cavitaţie, care asigură un transfer şi schimb de masă intensiv şi, respectiv, o agitare fină a amestecului de ulei cu alcool. Aceasta duce la îmbunătăţirea interacţiunii componentelor şi la realizarea reacţiei de trans-esterificare.

În faza următoare a procesului de cavitaţie în cavitatorul magnetodinamic se produc efecte fizice, mecanice, hidrodinamice, fizico-chimice şi electromagnetice asupra ingredientelor reactante. La aplicarea regulată a curentului alternativ trifazat la inductor apare câmp electromagnetic rotativ. În momentul în care apare câmpul magnetic în particula feromagnetică apar poluri magnetice induse.

Pe măsura variaţiei curentului care alimentează înfăşurările de lucru ale inductorului, axa polilor particulelor se deplasează sub un anumit unghi în direcţia detaşării. În consecinţă, corpurile metalice cilindrice şi asimetrice încep a se roti intens, ceea ce duce la efectul magnetofluidizării, situaţie în care particulele capătă o viteză mare rotativ-progresivă cu viteză unghiulară variabilă în jurul axei proprii şi realizează o mişcare haotică cu mare putere cinetică în tot volumul camerei. Odată cu creşterea intensităţii câmpului magnetic rotativ, viteza mişcării particulelor creşte. Ca rezultat ia amploare procesul de cavitaţie intensivă şi de lovituri magnetohidraulice cu multiple ciocniri între particule şi între acestea cu pereţii corpului cilindric al cavitatorului, ceea ce intensifică procesul reesterificării prin interacţiunea moleculelor reactivilor participanţi la proces. Asupra procesului accelerării reacţiei chimico-catalitice manifestă efect şi factorul câmpului electromagnetic, care provoacă dezechilibru între moleculele aflate în interacţiune, sporind activitatea lor chimică.

Pe măsura afluxului amestecului reactant din cavitatorul „tornado” procesul de interacţiune între moleculele reactante ale alcoolului metilic alcalinizat şi ale uleiului vegetal decurge într-un regim mai moale, după care amestecul este debitat în reactorul chimic pentru finalizarea reacţiei de reesterificare. Introducerea, în această situaţie, a bioxidului de carbon în mediul reactant previne procesele de oxidare.

Totalitatea efectelor de cavitaţie: fizice, mecanice, hidrodinamice şi fizico-chimice asupra maselor reactante din procesul de trans-esterificare contribuie la intensificarea acestuia, reducând timpul de decurgere, mărind productivitatea de motorină, de asemenea reducând consumul de energie pentru proces.

Invenţia se explică cu ajutorul desenelor din fig. 1-5, care reprezintă:

– fig. 1, schema instalaţiei,

– fig. 2, 3, 4, schema agitatorului tubular hidrodinamic turbionar,

– fig. 5, schema cavitatorului hidrodinamic.

Instalaţia include filtrul de vid 1 cu tambur, colectorul 2, pompa de vid 3, condensatorul 4 de metanol, distilatorul 5 cu rezervorul 6 şi pompa-dozatoare 7 pentru apa distilată, pompa centrifugă ermetică 8, reactorul 9, agitatorul 10 „tornado”, cavitatorul magnetodinamic cu impuls 11, malaxorul hidrodinamic tubular şi turbionar 12, de asemenea malaxorul pentru reactive 13, ejectorul 14, capacitatea 16 pentru ulei şi perlită cu ulei, robinetele cu trei căi cu pompa 17 cu angrenaje, capacitatea 18 pentru pregătirea amestecului de perlită cu ulei, robinetele cu trei căi 28, 29 şi 30, sistemul de supape 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 şi 51.

Caracteristic funcţionării unui astfel de malaxor turbionar hidrodinamic de formă tubulară este că lichidul în prelucrare se distribuie în două componente, una dintre care penetrează elementele de forma Z aşezate în formă de spirală, turbulizează cu apariţia efectului de cavitaţie, iar altă parte - obţine o direcţie spiralică, turbionară cu un unghi tangenţial determinat de mărimea pasului spiralei. În timpul debitului, fluxul de lichid, alternativ contactează cu elementele de sârmă în formă de Z şi turbulizează, repetat contactând cu suprafaţa lor, fapt care asigură o fază foarte fin dispersată şi începutul reacţiilor chimice între componente.

Agitatorul hidrodinamic tubular şi turbionar 12 include corpul cilindric cu scurgere 19 cu elemente din sârmă 20 arcuite în formă de Z şi consecutiv dispuse în el în formă de spirală, cu interval între ele, consecutiv faţă de axă pe lungimea corpului şi fixate din ambele părţi. Elementele de sârmă în formă de Z se execută cu diametrul de 1…2 mm şi mărimea intervalului la baza corpului de 1…2 mm, cu frecvenţa, coeficientul unghiular al spiralei şi lungimea amplasării stabilită. Deformarea elastică a elementelor din sârmă permite fixarea lor imobilizată în interiorul corpului tubular.

Datorită unei asemenea construcţii fluxurile de lichid se mişcă pe spirală şi penetrează elementele-separatoare, asigurând o turbulenţă intensivă a volumului total de amestec de ulei şi metoxid transmis. Totodată, rezistenţa hidraulică totală a fluxului de lichid în ţeavă este minimală.

Cavitatorul magnetodinamic cu impuls 11 include corpul tubular 21 din material diamagnetic, de partea exterioară a căruia este instalat inductorul 22 de câmp electromagnetic rotativ (statorul electromotorului), iar în interior sunt amplasate particulele feromagnetice cilindrice asimetrice 23 din material magnetic moale, dispuse astfel încât să fie posibilă mişcarea intensivă circulară rotativ-progresivă a fluidizării magnetice.

Specificul funcţionării cavitatorului magnetic hidrodinamic constă în faptul că atunci când se aplică curent alternativ la inductorul 22 şi se atinge inducţia câmpului magnetic rotativ corespunzătoare începutului fluidizării magnetice, se produce „exploziv” lichefierea generală a particulelor asimetrice magnetic moi 23. În această situaţie particulele se rotesc cu viteză unghiulară alternativă în jurul axei, deplasându-se haotic în volumul stratului, în acelaşi timp se produce şi giraţia circulară rotativ-progresivă a întregului strat în direcţia rotirii câmpului. Ca rezultat al acestui fenomen particulele capătă viteză mare progresiv-rotativă, de aceea o mare parte a energiei cinetice a particulelor se consumă la ciocnirile reciproce şi cu suprafaţa corpului, precum şi la formarea unei multitudini de hidrociocniri, care contribuie la apariţia cavitaţiei volumice în mediul lichid.

Parametrii tehnologici de bază ai procesului din stratul magnetofluidizării sunt valoarea inducţiei magnetice a câmpului magnetic rotativ extern, concentraţia volumetrică a particulelor cilindrice magnetic moi, concentraţia optimă a cărora se situează în limitele 2,6…5,5%, vol., iar raportul lungimii acestora la diametrul lor (l/d), în timp ce diametrul este de 1,5 mm, constituie 5…16.

Instalaţia funcţionează astfel.

Pentru filtrare şi rafinare uleiul brut obţinut prin presare (cu indicele de acid înalt) se debitează în cada cu tambur a filtrului de vid M8-CFU, unde se află stratul spălat de praf de perlită pentru filtrare, precum şi amestecul de perlită cu ulei pregătite în capacitatea 18. Se conectează pompa de vid 3 şi uleiul brut, datorată vidului, trece prin stratul spălat de perlită şi ajunge în una din secţiunile colectorului 2. După umplerea volumului uneia din secţiunile colectorului 2 până la un anumit nivel, mecanismul de acţionare cu vid se reconectează la o altă secţiune a colectorului 2 cu ajutorul robinetelor cu trei căi 28 şi 29.

Uleiul filtrat din secţiunea umplută a colectorului 2 la deschiderea robinetului 31 (robinetul 50 închis) şi robinetului 37 (robinetul 40 închis) cu ajutorul pompei ermetice centrifuge 8 prin robinetele 39, 43 deschise (robinetele 36, 46, 47 - închise), trece printr-o conductă în ejector 14 şi mai departe prin agitatorul hidrodinamic turbionar 12, cavitatorul magnetodinamic cu impuls 11, agitatorul „tornado” 10 şi nimereşte în reactorul 9.

În cazul indicelui de acid înalt (I/A > 1 mg KOH/g) uleiul trebuie supus rafinării. În acest scop reactorul 9 se umple cu ulei filtrat prin procedeul indicat mai sus, se încălzeşte până la temperatura stabilită cu ajutorul încălzitorului electric instalat în reactor şi se introduce în partea de sus a reactorului 9 acid ortofosforic, apoi uleiul se amestecă minuţios cu ajutorul agitatorului reactorului 9. Separat, în reactorul pentru reactive 13 se pregăteşte soluţia alcalină (robinetul 44 - închis). În reactorul pentru reactive 13 prin conductă şi robinetul 51 deschis se debitează apă până la un nivel stabilit, la care containerul din plasă al reactorului pentru reactive 13 umplut cu alcaliu solid este pe deplin scufundat în apă. Se include malaxorul reactorului pentru reactive 13 şi se efectuează agitarea minuţioasă a soluţiei de bază alcalină. Apoi se deschid robinetele 44, 43, 39, 40 (robinetele 36, 37, 45, 46 şi 47 - închise), se conectează pompa centrifugă ermetică 8 şi soluţia de alcaliu, atrasă în fluxul de ulei filtrat pompat din reactor 9 cu ajutorul ejectorului 14, trecând prin agitatorul hidrodinamic turbionar 12, cavitatorul magnetodinamic 11 şi agitatorul „tornado” 10, se agită minuţios şi este debitat în reactorul 9. După ce o anumită cantitate de soluţie alcalină din reactorul de reactive 13 ajunge în reactorul 9, robinetul 17 se închide şi agitarea se efectuează în continuare prin acţiunile comune ale pompei centrifuge ermetice 8 şi agitatorului reactorului 9.

Apoi, după un anumit timp, se deconectează agitatorul reactorului 9, pompa centrifugă ermetică 8 şi amestecul se menţine în stare de repaus pentru finalizarea reacţiei de rafinare. După aceasta uleiul rafinat din reactorul 9 este debitat în rezervorul pentru ulei 16 prin robinetele 40 şi 36 cu ajutorul pompei centrifuge ermetice 8 (robinetele 39 şi 37 - închise).

Pentru filtrarea uleiului rafinat pe tamburul filtrului de vid 1, cu ajutorul instalaţiei pentru pregătirea amestecului de perlită cu ulei se depune un strat de perlită. În recipientul instalaţiei pentru pregătirea amestecului de perlită cu ulei se încarcă o anumită cantitate de praf de perlită pentru filtrare, apoi tot aici se debitează uleiul rafinat şi filtrat, pregătit din timp, amestecul se agită minuţios într-un ciclu închis cu ajutorul pompei instalaţiei pentru pregătirea amestecului de perlită cu ulei (robinetul cu trei căi 30 este deschis spre recipient). Amestecul pregătit astfel mai apoi, cu robinetul 30 deschis spre descărcare, cu ajutorul pompei instalaţiei pentru pregătirea amestecului de perlită cu ulei se pompează în cada tamburului filtrului de vid 1, se conectează pompa de vid 3 şi începe depunerea stratului de perlită pentru filtrare pe tambur.

După formarea unui strat de perlită pentru filtrare de o anumită grosime pe tambur, din rezervorul pentru ulei 16, se debitează ulei rafinat. Procesul filtrării decurge astfel: uleiul rafinat şi filtrat, trecând prin stratul depus de perlită, ajunge în colectorul 2 complexului de filtrare cu vid, apoi cu ajutorul pompei centrifuge ermetice 8 - în reactorul 9. Săpunurile şi alte incluziuni mecanice, care rămân pe partea externă a tamburului filtrului de vid se taie cu un cuţit special împreună cu un strat subţire de perlită şi se acumulează ca deşeu într-un container special.

Pentru obţinerea biocombustibilului, uleiul rafinat şi filtrat din reactorul 9 se încălzeşte cu ajutorul încălzitoarelor electrice până la temperatura prevăzută de regulamentul tehnologic; concomitent în reactorul pentru reactive 13 se pregăteşte metoxidul, ca produs al interacţiunii bazei alcaline şi alcoolului metilic. Pentru aceasta în reactorul pentru reactive 13 într-un container de sită se încarcă o cantitate anumită de catalizator - bază de sodiu sau potasiu în stare uscată, apoi prin robinetul 51 deschis se introduce metanol. Se conectează agitatorul şi se amestecă minuţios metanolul cu catalizatorul.

Când temperatura uleiului rafinat şi filtrat atinge valoarea necesară (încălzirea se efectuează la agitarea continuă a uleiului cu agitatorul reactorului 9), în uleiul rafinat şi filtrat se introduce metoxidul din reactorul pentru reactive 13. Pentru aceasta se deschid robinetele 44, 43, 39 (robinetele 45, 46, 47, 36, 37 - închise), se conectează pompa centrifugă ermetică 8 şi începe pomparea uleiului în ciclu închis. Fluxul de ulei, cu ajutorul ejectorului 14, datorită vidului creat atrage în flux metoxidul. Se debitează circa 70% din metoxidul pregătit. Totodată, trecând prin agitatorul tubular hidrodinamic turbionar 12, cavitatorul magnetodinamic cu impuls 11 şi agitatorul „tornado” 10, metoxidul cu uleiul rafinat şi filtrat se amestecă puternic datorită regimurilor cavitaţionale intensive hidrodinamice şi electromagnetice combinate. Aceasta asigură accelerarea interacţiunii maselor reactante ale uleiului vegetal şi metoxidului în procesul de trans-esterificare şi intensificarea procesului de formare a esterilor metilici ai acizilor graşi, proces, care în aceste condiţii decurge destul de repede.

La sfârşitul reacţiei de trans-esterificare se deconectează pompa centrifugă ermetică 8, mecanismul de acţionare a agitatorului reactorului 9 şi lichidul se lasă până la stratificare: stratul de deasupra - esterii metilici ai acizilor graşi, şi stratul de jos - de glicerină.

Glicerina, prin intermediul pompei centrifuge ermetice 8 (robinetele 40, 39 şi 45 - deschise; robinetele 43, 46, 47, 36 şi 37 - închise), se acumulează în rezervoare speciale (nu sunt parte a instalaţiei).

Pentru sporirea randamentului esterilor metilici ai acizilor graşi, reacţia de trans-esterificare poate fi repetată. În acest scop în reactor 9 se debitează partea de metoxid rămasă în reactorul pentru reactive 13 (circa 30%), se repetă operaţiunea de amestecare cavitaţională, produsele se decantează şi glicerina formată se îndepărtează. Apoi esterii metilici ai acizilor graşi sunt supuşi consecutiv neutralizării şi spălării cu apă distilată.

Neutralizarea esterilor se efectuează prin adăugarea de bioxid de carbon, CO2, prin robinetul deschis în barbotorul instalat în partea de jos a reactorului 9.

Spălarea se efectuează cu apă distilată de la distilatorul 5, alimentat cu apă de robinet. Pentru aceasta din rezervorul de apă distilată 6 cu ajutorul pompei-dozator 7 apa distilată prin robinetul 35 ajunge în instalaţia de dispersare cu injectoare, situată în partea de sus a reactorului 9, prin care apa se dispersează în reactorul 9. Amestecarea se opreşte în timpul dispersării pentru a preveni formarea emulsiei apă/ulei. Amestecul este lăsat pentru stratificare. Apa, în acest timp, se acumulează în partea de jos a reactorului 9, după ce, cu ajutorul pompei centrifuge ermetice 8 prin robinetele 40, 39 şi 46 se îndepărtează din reactor (robinetele 43, 36, 37, 45 şi 47 - închise). Spălarea se repetă de câteva ori pentru îmbunătăţirea calităţii produsului.

Esterii spălaţi se supun uscării în vid pentru îndepărtarea cantităţilor restante de metanol şi apă. Pentru aceasta se conectează pompa de vid 3 (robinetele 33, 32 şi 41 - deschise, robinetul cu trei căi 29, robinetele 34 şi 42 - închise), esterii metilici ai acizilor graşi se încălzesc iniţial până la temperatura de fierbere a metanolului (circa 65°C), în condensatorul 4 se dă apa de răcire, în care vaporii de metanol se condensează. Din condensatorul 4 apa se îndepărtează prin deschiderea robinetului 34, se acumulează într-un recipient special şi se transmite spre purificare şi utilizarea repetată. Îndepărtarea apei din fracţia esterilor se efectuează prin ridicarea temperaturii în reactorul 9 pentru evaporarea cantităţilor remanente de apă din amestecul de esteri.

Când analizele de laborator stabilesc nivelul admisibil al conţinutului restant de metanol şi umiditate procesul uscării în vid se termină şi biocombustibilul cu ajutorul pompei centrifuge ermetice 8 (robinetele 40, 39 şi 47 - deschise, robinetele 36, 37, 45, 46 - închise) se transmite la filtrarea finală şi purificarea cu sorbenţi.

După evacuarea esterilor reactorul 9 se spală cu detergenţi şi apoi ciclul de lucru se repetă.

Astfel se asigură atingerea obiectivelor propuse privind procesarea complexă a grăsimilor vegetale şi animale supunându-le rafinării şi filtrării pentru a obţine produsul comercial separat, cât şi posibilitatea de efectuare a procesului de trans-esterificare în condiţii intensificate, sporind randamentul biocombustibilului.

1. MD 3559 F1 2008.04.30

2. MD 2830 F1 2005.08.31

Claims (2)

1. Instalaţie pentru obţinerea biocombustibilului pe baza esterilor metilici ai acizilor graşi, care include, conectate printr-un sistem de conducte, un filtru de vid (1) cu tambur, unit cu o capacitate (18) pentru amestecul de ulei şi perlită, un colector (2) pentru ulei, o pompă de vid (3), un condensator (4) pentru distilarea vaporilor de metanol, un distilator (5) dotat cu un rezervor (6) pentru apă distilată şi o pompă dozatoare (7), o capacitate (16) pentru uleiul rafinat dotată cu o pompă (17), un reactor (9) pentru rafinare şi trans-esterificare, în interiorul căruia sunt amplasate un dispersator al bioxidului de carbon, un agitator şi un dispersator al apei distilate, la reactor fiind unite consecutiv un ejector, un agitator hidrodinamic turbionar (12), constituit dintr-un corp tubular cu elemente de sârmă amplasate pe spirală în interiorul acestuia, un cavitator magnetodinamic cu impulsuri, constituit dintr-un corp tubular din material diamagnetic, de partea exterioară a căruia este instalat un inductor de câmp magnetic giratoriu, iar în interior sunt amplasate particule metalice cilindrice din material magnetic moale, fiind unit cu un agitator (10); totodată instalaţia mai include un reactor (13) pentru reactive, o pompă centrifugă ermetică (8), robinete (28, 29, 30) şi supape (31, 32, 33,…51).

2. Instalaţie conform revendicării 1, în care particulele metalice cilindrice în cavitatorul magnetodinamic cu impulsuri constituie 2,6…5,6% din volumul corpului tubular, raportul dintre lungime şi diametrul acestor particule este de 5…16, iar diametrul constituie 1,5…2,0 mm.