[发明专利]一种微藻生物柴油生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油技术领域，具体是一种微藻生物柴油生产装置。

背景技术

生物柴油是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等野生油料植物和微藻等水生植 物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油,通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石 化柴油的再生性柴油燃料。随着石化燃料的日益枯竭，石油价格持续大幅上涨，探寻可再生 能源已成为解决人类生存和保持世界经济可持续发展的需要,作为新型替代能源的生物柴 油在世界各国发展迅速。但现有生物柴油的生产过程一般存在以下问题：反应时间长、耗能 大、腐蚀设备、工艺复杂、成本较高、生物柴油产率低、纯度低等不足。

目前，我国工业化生产生物柴油主要是以木本植物油和地沟油等为原料。但这些 原料的产量有限，难以实现大规模的生产。由于微藻与油料植物相比，具有分布广、生物量 高、光合效率高、环境适应能力强、生长周期短、油脂含量高、成本低和环境友好等显著优 势，因此，成为一种重要的生物柴油原料。然而，目前尚未公开有关于微藻生物柴油生产装 置。

发明内容

本发明针对生物柴油生产存在的问题，提供一种微藻生物柴油生产装置。该装置 具有低能耗、产量高、纯度高、结构简单、成本低等优点。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种微藻生物柴油生产装置，包括油脂提取罐、精馏罐A、酯化罐、分离器；所述油脂提 取罐的上方设有超声波发生器，超声波发生器通过支架固定在油脂提取罐上，超声波发生 器下方连接超声波振荡棒，油脂提取罐底端与精馏罐A的中下段连接，精馏罐A顶部连接 有冷凝器A,冷凝器A下端连接溶剂回收罐，精馏罐A底部通过液泵B与酯化罐连接，酯化罐 底部连接分离器，分离器底端通过三通管分别与甘油收集器和真空泵的进料口连接，真空 泵的出料口与精馏罐B的中下段连接，精馏罐B底端连接生物柴油收集罐，精馏罐B顶部连接 冷凝器B,冷凝器B底部连接甲醇回收罐。

进一步地，以上所述溶剂回收罐底部通过液泵A与油脂提取罐连接。

进一步地，以上所述精馏罐B顶部还可与酯化罐连接。

进一步地，以上所述精馏罐A顶部还可与油脂提取罐连接。

进一步地，以上所述分离器为锥形结构。

本发明装置的使用方法：将微藻加入油脂提取罐，从油脂提取罐的进料口加入有 机溶剂（乙醇或石油醚），打开超声波发生器，在功率为150-250W下对微藻进行破壁处理15- 20min，静置浸提1-3h,得到微藻油脂和有机溶剂混合溶液，打开油脂提取罐底部的阀门，混 合溶液进入精馏罐A在80-85℃下精馏，精馏后得到微藻油脂和有机溶剂蒸汽，有机溶剂蒸 汽可进入冷凝器A冷凝，然后进入有机溶剂回收罐，下一批次生产时打开液泵A将有机溶剂 再次利用，有机溶剂蒸汽也可不需要冷凝直接进入油脂提取罐进行油脂的提取。精馏得到 微藻油脂用液泵B送入酯化罐，再加入甲醇溶液和催化剂（酸性催化剂或碱性催化剂），在 40-60℃下进行酯化反应1-2h，得到酯化产物，酯化产物在进入分离器，分离后下层为生物 柴油粗品，上层为甘油，甘油进入甘油收集器，用真空泵将生物柴油粗品输送至精馏罐B，在 真空度为-0.08~-0.10MPa、温度为75-78℃下精馏，精馏后得到甲醇蒸汽可直接回到酯化罐 进行酯化反应，也可进入冷凝器B冷凝后，再进入甲醇收集罐进行收集，精馏后打开精馏罐B 下方的阀门，生物柴油产品进入生物柴油收集罐，即可完成微藻生物柴油的生产过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明装置不仅耗能低、结构简单、反应时间短，还具有微藻油脂提取率高、生物柴 油产量高、纯度高等优点，为微藻生物柴油工业化生产打下了良好基础，能够有效地缓解能 源危机问题。

2、本发明装置油脂提取罐内部设有超声波振动棒，采用超声波对微藻进行破壁处 理，能够产生机械振动作用和空化作用，破壁率效率高、耗能低、成本低、无污染，采用该方 法进行破壁处理与常规的破碎处理相比，油脂的提取率提高20%左右。

3、本发明装置精馏罐B还与酯化罐连接，蒸发的甲醇蒸汽的甲醇蒸汽不需进行冷 凝、冷却，可直接进入酯化罐再次进行酯化反应，不仅可以大大降低能耗，而且还可提高酯 化效率。

附图说明

图1为本发明微藻生物柴油生产装置的结构示意图。