[发明专利]一种生物酶法制备生物柴油的装置及方法

权利要求书

1.一种利用生物酶法制备生物柴油的装置制备生物柴油的方法，其特征在于，所述装置包括反应单元，所述反应单元包括至少一个反应釜，所述反应釜用于进行生物油脂与短链醇的转酯和酯化反应，包括釜体、设置在所述釜体之内的搅拌装置，以及设置在所述釜体之外的循环泵；所述釜体上设有原料入口、产物出口、循环料入口和循环料出口；所述循环泵的进料口连接至所述釜体的循环料出口，所述循环泵的出料口连接至所述釜体的循环料入口；

所述方法包括：

a、将反应物料加入所述反应单元中，进行转酯和酯化反应；其中，所述反应物料包括生物酶、生物油脂、水和短链醇，所述釜体底部的反应物通过所述循环泵循环至所述釜体上部；

b、利用所述分离单元对来自所述反应单元的反应产物进行分离，以分离出油相和水相，所述油相经过精制得到生物柴油；

其中，所述反应物料还包括水溶性磷酸盐，其中，所述水溶性磷酸盐的加入量为使所述水溶性磷酸盐能够与步骤a中的水形成浓度为0.025～0.125mol/L的磷酸盐水溶液；

所述生物油脂为回收油脂，其羰基价不小于50mEq/kg。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应釜还包括分布器，所述分布器设置在所述釜体之内，用于使来自所述循环泵的物流在反应釜内分布。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应单元包括多个反应釜，所述的多个反应釜之间串联连接形成多级反应釜。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的多个反应釜为四个反应釜，所述的四个反应釜之间依次通过联通管道串联形成四级反应釜，所述的四级反应釜中各反应釜的相对位置沿产物的流动方向逐步降低，使得上一级反应釜中的产物能够通过联通管道流入下一级反应釜，并且所述的四级反应釜中第二级反应釜和第三级反应釜分别设有短链醇加料口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应装置还包括分离单元和生物酶回收单元，所述分离单元用于对来自所述反应单元的产物进行分离，以分离出油相和水相；所述生物酶回收单元用于回收所述分离单元分离出的水相中的生物酶。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分离单元为碟式离心机；所述生物酶回收单元包括金属膜过滤器和有机膜过滤器，所述金属膜过滤器用于对所述水相进行过滤，所述有机膜过滤器用于对所述金属膜过滤器的滤液进行过滤。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述水溶性磷酸盐由摩尔比为2:1～1:2的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠组成。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述物料中生物油脂、水和短链醇的液相体积之比为1：0.03～0.15：0.15～0.267，并且基于所述生物油脂的加入量，所述生物酶的加入量为250～450个标准酶活每克生物油脂。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤c，利用生物酶回收单元回收所述分离单元分离出的水相中的生物酶；所述生物酶回收单元包括金属膜过滤器和有机膜过滤器，所述金属膜过滤器采用过滤精度为40～80nm的金属膜，对所述水相进行过滤，以截留部分生物酶；所述有机膜过滤器选用截留分子量为8000～16000道尔顿的有机膜，对所述金属膜过滤器的滤液进行浓缩，以进一步截留滤液中的生物酶。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a中，所述反应单元仅包括单个反应釜，将所述短链醇在进行反应时匀速加入所述反应釜，加入所述短链醇所用时间为总反应时间的1/3～2/3，并且在所述反应釜中生物油脂的转化率不小于30wt％时启动所述循环泵。