Estry oleju rzepakowego FAME (Nr zgłoszenia P379428 z dnia 04.10.2006)

  • OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PROPONOWANYCH TECHNOLOGII
    Autor Lech Hys, Krystian Klementowicz  www.krystian.us

    Całość procesu wytwarzania estrów kwasów tłuszczowych z nasion rzepaku obejmuje trzy rozdzielne technologie tj. :
    1. Technologię pozyskiwania oleju surowego z nasion rzepaku metodą ekstrakcji,
    2. Technologię przygotowania oleju roślinnego do estryfikacji
    3. Technologię przepływowej estryfikacji oleju roślinnego.

    TECHNOLOGIA POZYSKIWANIA OLEJU SUROWEGO Z ZIAREN RZEPAKU METODĄ EKSTRAKCJI

    Wykaz technik i technologii chronionych prawem autorskim zastrzeżonym
    i wynalazczym
    1. Sposób i urządzenie do produkcji paliw płynnych patent nr PL 196514- uprawniony Politechnika Lubelska, twórcy : J. Sawa, L. Hys.
    2. Rozwiązania konstrukcyjne ekstraktora przepływowego- prawa autorskie zastrzeżone na rzecz oferenta

    Charakterystyka technologii

    Podstawowymi operacjami w ramach technologii są:
    1. Separacja ziaren rzepaku od zanieczyszczeń.
    2. Rozdrabnianie ziaren.
    3. Ekstrakacja oleju z ziaren przy użyciu benzyny ekstrakcyjnej.
    4. Filtracja misceli.
    5. Oddzielenie rozpuszczalnika od oleju metodą destylacyjną.
    6. Skroplenie par rozpuszczalnika i zawrócenie go do procesu ekstakcji.
    7. Filtracja i magazynowanie oleju.
    Pozbawiona oleju śruta zostaje zbrykietowana  stanowiąc paliwo wykorzystywane do wytworzenia pary grzejnej oraz produkt handlowy.

    Technologia pozwala na :
    1. Zwiększenie uzysku oleju- do 98 % w porównaniu z metoda wyciskania na prasach ślimakowych – do 92 %.
    2. Zmniejszenie energochłonności procesu (prasa o wydajności 1Mg/h – 120 kW mocy zainstalowanej, ekstraktor- do 20 KW).
    3. Obniżenie kosztów inwestycyjnych (prasa > 750 000 PLN(2002r)) –
    Metoda ekstrakcji oleju z rozdrobnionych ziaren jest wykorzystywana w skali przemysłowej w technologiach biodiesla między innymi w Indiach.

    TECHNOLOGIA PRZYGOTOWANIA OLEJU SUROWEGO DO ESTRYFIKACJI

    Wykaz technik i technologii chronionych prawem autorskim zastrzeżonym
    i wynalazczym

    1. Sposób oczyszczania estrów kwasów tłuszczowych i środek do tego celu. -zgłoszenie patentowe nr P 380090,(twórca; L. Hys) prawa autorskie zastrzeżone
    2. Linia technologiczna do przygotowania  oleju roślinnego do estryfikacji  i jej wykorzystanie. – prawa autorskie zastrzeżone.
    3. Rozwiązania konstrukcyjne ekstraktora przepływowego- prawa autorskie zastrzeżone
    Charakterystyka Technologii
    Istotą technologii przygotowania oleju surowego do estryfikacji jest wydzielenie
    z niego cząstek stałych i wody, jego neutralizacji i  odśluzowaniu.

    W porównaniu z klasyczna rafinacją oleju do celów spożywczych nie występują tu operacje deodoryzacji i wybielenia.
    Zastosowany w  technologii proces przygotowania oleju do transestryfikacji bazuje na metodzie ekstrakcji wolnych kwasów tłuszczowych, wody i fosfolipidów przy użyciu specjalnie skomponowanego ekstahenta.
    Olej po wyjściu z procesu oraz poddany procesowi może być użyty jedynie do celów przemysłowych.
    Proces przygotowania oleju surowego składa się z następujących operacji jednostkowych:
    1. Sporządzenia odpowiedniej kompozycji ekstrahenta.
    2. Podgrzania oleju.
    3. Filtracji oleju.
    4. Ekstrakcji wolnych kwasów tłuszczowych i fosfolipidów w układzie ciecz-ciecz
    z zastosowaniem ekstraktora przepływowego.
    5. Rozdzielenia faz olejowej i wyczerpanego ekstrahenta metodą wirowania przy użyciu separatora talerzowego.
    Po wyjściu z procesu olej kierowany jest  do węzła transestryfikacji.
    Wyczerpany ekstrahent kierowany jest do zbiornika magazynowego.
    Ekstrahent może zostać poddany regeneracji mającej na celu jego ponowne użycie

    TECHNOLOGIA PRZEPŁYWOWEJ ESTRYFIKACJI OLEJU ROŚLINNEGO

    Wykaz technik i technologii chronionych prawem autorskim zastrzeżonym
    i wynalazczym na rzecz oferenta

    1. Sposób ciągłego wytwarzania estrów kwasów tłuszczowych zwłaszcza jako paliwa silnikowego lub opałowego lub komponentów do ich otrzymywania –  zgłoszenie patentowe nr P 379428, (twórcy;K.Klementowicz, L.Hys) prawa autorskie zastrzeżone.
    2. Sposób oczyszczania estrów kwasów tłuszczowych i środek do tego celu. -zgłoszenie patentowe nr P 380090, prawa autorskie zastrzeżone
    3. Linia technologiczna do wytwarzania estrów kwasów tłuszczowych
    z przygotowanego do tego celu oleju roślinnego i jej wykorzystanie. – prawa autorskie zastrzeżone.
    4. Rozwiązania konstrukcyjne zespołu reaktora transestryfikacji- prawa autorskie zastrzeżone

    CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII

    Oferowana technologia ciągłego wytwarzania FAME z przygotowanego do tego celu oleju rzepakowego składa się z następujących bloków funkcjonalnych:

    1. Bloku przygotowania surowców gdzie roztwarza się KOH w metanolu po czym roztwór magazynuje się , natomiast olej podgrzewa się.
    2. Bloku transestryfikacji w którym następuje wstępne wymieszanie w przepływie podgrzanego oleju z roztworem metanolowym KOH i następnie wprowadzenie mieszaniny do zespołu
    reaktorów przepływowych w których  zostają wywołane rodniki reakcji metanolizy oraz następuje transestryfikacja.
    3. Bloku rozdzielenia faz gdzie utworzone w wyniku reakcji fazy estrowa i glicerynowa zostają od siebie odseparowane w warunkach przepływu przez separator grawitacyjny. Faza estrowa kierowana jest do bloku wydzielenia mydeł, natomiast faza glicerynowa do bloku obróbki fazy glicerynowej.
    4. Bloku wydzielenia mydeł. Utworzone w trakcie kontaktu KOH z wolnymi kwasami tłuszczowymi oraz estrem mydła zostają odseparowane od fazy estrowej metodą ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz. Do pełnego wyprowadzenia  mydeł z układu wykonuje się ekstrakcję dwustopniową przepływową po której fazy estrową i ekstrahenta zawierającego mydła separuje się metodą wirowania. W pierwszym stopniu ekstrakcji wykorzystuje się ekstahent regenerowany, natomiast w drugim stopniu ekstahent świeży. Faza estrowa kierowana jest do bloku destylacji metanolu, natomiast faza ekstrahenta do bloku regeneracji ekstahenta.
    5. Bloku wydzielenia metanolu z fazy estrowej w którym następuje oddestylowanie pozostałego w estrze metanolu. Skropliny metanolu są zawracane na początek procesu. Pozbawiony metanolu ester jest kierowany do bloku sorpcji.
    6. Opcjonalnie bloku sorpcji gdzie ester przechodzi przez złoże stałe sorbentu zadaniem którego jest wychwycenie  pozostałych w estrze resztek mydeł, śladów wody, trójglicerydów i metanolu oraz innych zanieczyszczeń. Po opuszczeniu bloku sorpcji ester magazynuje się. Wyczerpany sorbent poddaje się procesowi regeneracji.
    7. Bloku obróbki fazy glicerynowej w którym odzyskuje się metanol metodą destylacyjną i następnie po zakwaszeniu układ rozdziela się na ciekłe fazy oleinową (FFA) i glicerynową oraz  fazę utworzonej soli potasowej.
    8. Bloku regeneracji ekstrahenta w którym po zakwaszeniu wydziela się fazę FFA, soli potasowej oraz zregenerowany ekstahent.

    Zużycie  materiałów i energii przypadające na 1 Mg produktu.

    Lp.             Czynnik                                                    Zużycie
    1.                Olej rafinowany                                         1080 dm3 ( 1,0 Mg)
    2.                Metanol                                                     150 dm3
    3.                KOH                                                           8 kg
    4.                Ekstrahent                                                 6 dm3
    5.                Sorbent (opcjonalnie)                              ~  1 kg
    6.                Kwas fosforowy                                        20 kg
    7.                Energia elektryczna                                ~ 10 KWh/T
    8.                Para grzejna                                            ~ 75 kg/T

    Wskaźniki mogą ulec zmianie w zależności od jakości stosowanego surowca
    Oprócz FAME w procesie produkcyjnym powstają:
    –     gliceryna surowa 85-88% w ilości ok.0,120 Mg/ 1 Mg FAME,
    –     osad fosforanu potasu zawierający kilka procent wagowych estrów
    metylowych oraz  gliceryny w ilości ok. 0,021 Mg/ 1MgFAME; osad ten ze
    względu na łatwą biodegradowalność zawartych w nim estrów może
    stanowić składnik nawozów sztucznych,
    –    oleina (FFA) w ilości ok.0,014 Mg/1 Mg FAME