一种用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置，属于生物能源领域。
【背景技术】
[0002]近来，随着能源危机的出现，国家能源战略定位于加快替代能源，特别是可再生能源的开发，减少对石油的依赖，以国家立法的形式鼓励包括燃料乙醇在内的生物质液体燃料的发展，发展燃料乙醇有助于保证我国能源安全，改善生态环境。
[0003]生产燃料乙醇的原料很多，包括淀粉类、糖类和木质纤维素类，我国以非粮作物及农业废弃物为原料的生物质能源开发被放在资金重点扶持的首位，在野生植物原料中，橡子可谓是一种优良的生物资源，其种子淀粉含量达50.4%，脂肪油约5%，产于江苏西南部的含油量达15?20%，橡子是栎树的果实，形似蚕茧，故又称栗茧。橡子外表硬壳，棕红色，内仁如花生仁，含有丰富的淀粉，可食用。橡子树大多是根深叶茂的落叶乔木，适应性强，全国30个省、市、自治区除了青海和新疆外，均有自然分布，我国栎属品种最多，多产于山区，分布极广，我国是橡子资源主要产地，也是世界的分布中心。橡子作为食品除用作食用橡子面、橡子淀粉外还可作豆腐用于酿制。但由于其自身缺陷，如淀粉支链度高难以消化吸收，且含有较多的单宁不易除净，因而其加工品仍有涩味和对中枢神经有毒害作用，使其在食品、饮料工业上的利用走入了死胡同。
[0004]因此，橡子作为生产燃料乙醇的原料得到了发展，近年也有很多学者对此进行研宄，如一项公开号为CN101684484A的专利“一种以橡子为原料生产燃料乙醇的方法”提出了一种新的生产方法。但是，现阶段，无论使用哪一种生产燃料乙醇的方法，其副产物酒糟的利用价值一直被关注，酒糟是发酵成熟醪蒸馏后的废液，含水量较大，在90— 98%左右，干物质含量2 —10%左右，酒糟的干物质成分主要是蛋白质，酒糟的干物质中，除了蛋白质夕卜，还含有纤维素、聚戊搪、灰分、脂肪、焦糖、黑色素等物质。酒糟作为饲料营养价值较高，还在于酒糟中含有丰富的B族维生素和生长素等。目前，酒糟的合理利用主要是用作家畜饲料。然而，这种饲料在工业化或市场化上均存在众多问题，第一，这种饲料在营养价值和价格上与传统的大豆饲料没有竞争力；第二，由于橡子酒糟饲料中还含有一定油脂，致使它的储存时间短，很难市场化；第三，大多数酒糟干燥工艺都是用热空气去烘干酒糟，排放出带有臭味的气体造成了空气污染。
[0005]生物柴油是一种良好的石化柴油替代品，具有优良的环保性、良好的燃料性能及可再生等特点。生物柴油制备成本中75%是原料成本，价格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障碍，降低生物柴油制备成本是实现生物柴油规模化和产业化发展的关键。若能利用橡子酒糟中的油脂转化成生物柴油将是非常有前景的市场。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种橡子酒糟高效利用的装置，利用橡子生产燃料乙醇的副产物酒糟来生产生物柴油和营养饲料，生产出的生物柴油可以作为替代燃料出售，生产出的营养饲料可以以比传统酒糟饲料高的价格出售，因为酒糟中的油脂已经完全析出并转化成生物柴油，剩下的饲料产品富含蛋白质和碳水化合物，更易于储存和加工。
[0007]本实用新型所述用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置包括分离器I 1、蒸发器I 2、提取器3、蒸发器II 4、蒸发器III 5、分离器II 6、反应器7、分离器III8、精馏器9 ;分离器I I开有一个入口和两个出口分别和蒸发器I 2、提取器3相连通；提取器3的下端和蒸发器II 4相连通，提取器3的上端和蒸发器III 5相连通；蒸发器III5的下端和分离器II 6相连通，分离器II 6、反应器7、分离器III 8、精馏器9依次连通，乙醇蒸汽管道10分别与提取器3、蒸发器II 4、蒸发器III 5、反应器7、精馏器9相连通。
[0008]本实用新型所述用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置的使用过程:原液进入分离器I I进行离心分离，分离成酒糟和稀液两部分，稀液进入蒸发器I 2中进行蒸发，蒸发水后留下糖浆；酒糟与乙醇蒸汽一起进入提取器3，在温度为75°C _90°C下，提取6-7小时后，得到提取物和粗饲料，粗饲料经过蒸发器II 4蒸发后得到营养饲料，蒸发出的乙醇回收利用；从提取器3出来的提取物进入蒸发器III5中进行蒸发，蒸发出来的乙醇送入乙醇蒸汽管道10回收利用，蒸发后得到浓缩液，随后浓缩液进入分离器II 6进行分离，得到油脂和糖浆废液；油脂、乙醇蒸汽以及催化剂进入反应器7进行酯交换反应，在温度为150°C -170°C下，提取7-8小时后，产物进入分离器III 8，下层得到甘油溶液，上层得到粗生物柴油，粗生物柴油进入精馏器9进行精馏，蒸出的乙醇回收后得到生物柴油成品。
[0009]本实用新型所述原液为橡子生产燃料乙醇过程中蒸馏后留下的残液；糖浆为燃料乙醇过程蒸发后稀液中的残留物，其中含有28%?34%的固体成分，可以与酒糟混合或者直接用于动物饲料；提取物为是酒糟和乙醇中的可溶物；浓缩液为无乙醇的提取液；
[0010]本实用新型步骤(4)中催化剂为油脂质量的0.5%_1%，催化剂为碱催化剂或酸催化剂均可。
[0011]本实用新型的优点和积极效果:
[0012](I)本实用新型所述装置利用乙醇蒸汽在提取器中有效地冲刷酒糟，一是起到充分搅拌的作用，二是用像乙醇这类溶剂蒸汽来替代传统的热空气可以大大降低能耗，无臭味的气体排放；
[0013](2)本实用新型所述装置制备得到的营养饲料蛋白质含量比传统工艺得到的饲料高出9%左右，并且由于含油量的减少以及少量抗菌乙醇的存在使得此营养饲料更易储存，有较长的保质期；
[0014](3)本实用新型所述装置使橡子中的油脂得到充分利用，生产出的经精馏后生物柴油的各项指标符合GB/T20828-2007《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》标准。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的工艺流程；
[0016]图中:1 一分离器I ;2一蒸发器I ;3—提取器；4 一蒸发器II ;5 —蒸发器111;6 —分离器II ;7 —反应器；8 —分离器III ;9 一精馏器，10-乙醇蒸汽管道。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
[0018]实施例1
[0019]本实施例所述用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置包括分离器I 1、蒸发器I 2、提取器3、蒸发器II 4、蒸发器III 5、分离器II 6、反应器7、分离器III8、精馏器9 ;分离器I I开有一个入口和两个出口分别和蒸发器I 2、提取器3相连通；提取器3的下端和蒸发器II 4相连通，提取器3的上端和蒸发器III 5相连通；蒸发器III5的下端和分离器II 6相连通，分离器II 6、反应器7、分离器III 8、精馏器9依次连通，乙醇蒸汽管道10分别与提取器
3、蒸发器II 4、蒸发器III 5、反应器7、精馏器9相连通(如图1所示)。
[0020]本实施例所述装置的使用过程:将10kg原液进入分离器进行分离，分离得到8kg酒糟和92kg稀液，稀液进入蒸发器2蒸发掉水分，得到糖浆；将酒糟和乙醇蒸汽送入提取器，在温度75°C下，提取6小时后，得到提取物和粗饲料，粗饲料经蒸发器4蒸发后得到约2.94kg营养饲料，营养饲料蛋白质含量为39.7% ；提取物进入蒸发器5蒸发，得到约5kg浓缩液，然后浓缩液进入分离器6在室温下分层，上层约1.7kg的油被分离出来，油与乙醇蒸汽和0.5%油质量的硫酸催化剂(约8.5g)在反应器内进行酯交换反应，在温度为150°C下反应7小时，接着产物进入分离器8中在室温下静置分层，下层为甘油溶液，上层为粗生物柴油，经精馏后得到1.1kg的生物柴油成品。
【主权项】
1.一种用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置，其特征在于:所述装置包括分离器I(I)、蒸发器I (2)、提取器(3)、蒸发器II (4)、蒸发器111(5)、分离器II (6)、反应器(7)、分离器111(8)、精馏器(9);分离器I (I)开有一个入口和两个出口分别和蒸发器I (2)、提取器(3)相连通；提取器(3)的下端和蒸发器II (4)相连通，提取器(3)的上端和蒸发器111(5)相连通；蒸发器111(5)的下端和分离器II (6)相连通，分离器II (6)、反应器(7)、分离器III(8)、精馏器(9)依次连通，乙醇蒸汽管道(10)分别与提取器(3)、蒸发器II (4)、蒸发器III(5)、反应器(7)、精馏器(9)相连通。
【专利摘要】本实用新型公开一种用橡子酒糟制备生物柴油和饲料的装置，属于生物能源领域；本实用新型所述装置包括分离器Ⅰ、蒸发器Ⅰ、提取器、蒸发器Ⅱ、蒸发器Ⅲ、分离器Ⅱ、反应器、分离器Ⅲ、精馏器；分离器Ⅰ开有一个入口和两个出口分别和蒸发器Ⅰ、提取器相连通；提取器的下端和蒸发器Ⅱ相连通，提取器的上端和蒸发器Ⅲ相连通；蒸发器Ⅲ的下端和分离器Ⅱ相连通，分离器Ⅱ、反应器、分离器Ⅲ、精馏器依次连通，乙醇蒸汽管道分别与提取器、蒸发器Ⅲ、反应器、精馏器相连通；本实用新型所述装置用制备生物柴油和饲料具有操作方便、效率高、无污染、能耗低以及产品市场化好的优点。
【IPC分类】A23K1-06, C10L1-02, C11C3-10
【公开号】CN204369842
【申请号】CN201420755104
【发明人】吴桢芬, 苏有勇, 赵逸群
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月5日