专利名称：一种智能一体化酯交换反应设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种酯交换反应设备，属于化学反应设备技术领域。
背景技术：
酯交换反应是指油脂与低碳醇、脂肪酸或/和脂肪酸酯与植物留醇在催化剂作用下进行的化学反应，是油脂及脂肪酸衍生物改性的重要手段之一，可制备出一系列高附加值化工产品或者保健产品，如脂肪酸低碳烷基酯、生物柴油、甘二酯、蔗糖酯、留醇酯等。目前，油脂及脂肪酸衍生物的酯交换修饰改性方法主要采用均相催化法和脂肪酶催化法，这些方法反应速度快，转化率高，但同时存在产物分离困难、脂肪酶催化反应时间长、生产成本高等缺点，其中，酯交换反应产物间容易乳化是导致产物分离困难的重要原因之一，而反应时间长的主要原因是底物分子间传质传热效率不高所致。超声波是将超声波能量辐射到液体介质或者乳状液中，使之产生一系列超声效应，如搅拌、聚结、空化、温热、负压等，从而强化界面间的化学反应过程和传递过程，同时也能达到破坏油水界面膜，起到破乳脱盐脱水的作用。因此，超声波作为有发展前景的21 世纪“绿色化学”的重要手段，应用于酯交换反应日渐受到关注。Gryglewicz S研究了菜籽油与甲醇的声化学酯交换反应，结果显示，以NaOH为催化剂，超声作用能使酯交换反应的速率大大提高。CN201280M1Y公开了一种生物柴油的连续化生产装置，该装置采用超声波管式反应罐进行油脂酯交换反应制备生物柴油，显著缩短了反应时间，降低能耗。 CN101185812A公开了一种超声波破乳除油设备，包括壳体、超声波破乳室、气浮分离室，该设备解决了超声波之间的相互干扰和叠加以及引起被污水的二次乳化问题。CN1745869A 公开了一种乳化液的超声波破乳装置，该装置设有超声波探头及与其电连接的超声波发生器，该发明解决了超声波之间由于相互干扰和叠加，进而引起被处理液体二次乳化的问题。高压交流电静电破乳是利用极板间电压发生周期性变化，乳状液中水滴周期性振动，产生明显的扭曲、变形，从而促进其碰撞聚结，实现油水分离。CN88200107U公开了一种新型高压静电破乳器电极，该破乳装置适用于乳状液膜分离技术的破乳中，也可在原油破乳和化工过程的油水分离应用中。目前，酯交换反应装置的设计与改造正在向增强传质效果、提高效率、降低成本的趋势发展。如CN101618304公开了一种适用于固体催化羧酸类和醇类物质进行酯化反应的反应器，该反应器由多块塔板组成，每块塔板上都安装一个降液管和一个升气管，以实现气、液、固三相充分接触。CN1706793公开了一种酯化反应器，其主要特征是在进料管出口处设有沿圆周切向布置的带有顶挡板或侧挡板的漩流导向器，在漩流导向器的上方与反应器内的中上部和中下部之间分别设置加热元件组，强化传热、传质，提高结构的可靠性及加热效率、反应速度和反应平衡转化率。CN101469273是一种含有脂肪酸的原料与含有醇类的原料进行酯化反应制备生物柴油的逆流酯化反应器，它包含酯化反应塔、第一进料装置、第二进料装置、第一出料装置与第二出料装置。CNM44948公开了一种新型高效酯化反应器，它的特征是在酯化反应器壳体内搅拌桨附近设置有无联箱盘管换热器，提高底物分子间传质传热效率。上述酯交换反应装置主要针对增强底物间的传质效果而设计，但未解决如何提高酯交换产物的分离效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能一体化酯交换反应设备，该设备具有结构紧凑、 分离效率高的特点。为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种智能一体化酯交换反应设备， 其特征在于它包括辅料储存系统、辅料输送系统、酯交换反应系统、水路系统、支架2 ；所述的辅料储存系统包括第一辅料储罐M、第二辅料储罐沈、第一液位计25、第二液位计37和辅助搅拌装置8，第一辅料储罐M内设有第一液位计25，第二辅料储罐沈内设有第二液位计37，辅助搅拌装置8的搅拌棒位于第一辅料储罐M内；所述的第一辅料储罐M、第二辅料储罐沈分别固定在支架2上(也可采用固定在酯交换反应系统的主体反应罐罐体上)，所述的第一液位计25、第二液位计37和辅助搅拌装置8的辅助搅拌电机分别固定在酯交换反应系统的上盖板3上；所述的辅料输送系统包括防爆耐腐蚀泵9、第一辅料输送管38、第一辅料输送电磁阀39、辅料输送总管40、第二辅料输送管41、第二辅料输送电磁阀42 ；第一辅料输送管 38的一端与辅料储存系统的第一辅料储罐M相连通，第一辅料输送管38的另一端通过三通接头与辅料输送总管40的一端相连通，第一辅料输送管38上设有第一辅料输送电磁阀 39 ；第二辅料输送管41的一端与辅料储存系统的第二辅料储罐沈相连通，第二辅料输送管 41的另一端通过三通接头与辅料输送总管40的一端相连通，第二辅料输送管41上设有第二辅料输送电磁阀42 ；辅料输送总管40的另一端与酯交换反应系统的主体反应罐的上盖板3上的辅料入口 20相连通，辅料输送总管40上设有防爆耐腐蚀泵9 ；所述的酯交换反应系统包括主体反应罐1、主搅拌装置7、温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13、液位探头14、静电破乳器16 ；主体反应罐1包括主体反应罐罐体、上盖板3、活动盖板21，主体反应罐罐体内为反应腔，上盖板3位于主体反应罐罐体的上端上，上盖板3与主体反应罐罐体固定连接，主体反应罐罐体固定在支架2上；上盖板3上设有活动口，活动口处设有活动盖板21 ；活动盖板21上设有进料管口 22，进料管口 22与主体反应罐罐体的反应腔相连通；主搅拌装置7的主搅拌电机固定在上盖板3上，主搅拌装置7的主搅拌桨32位于主体反应罐罐体的反应腔内；主体反应罐罐体的反应腔内设有温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13、液位探头14和静电破乳器16，温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、 第三超声波探头13、液位探头14和静电破乳器16分别固定在上盖板3上；上盖板3上设有进水口 18、出水口 19、辅料入口 20，进水口 18、辅料入口 20均与主体反应罐罐体的反应腔相通；所述的主体反应罐罐体的反应腔内设有第一加热器；所述的主体反应罐罐体的底部设有出料口 31，出料管与出料口 31相连通，出料管上设有出料管阀6。所述的水路系统包括水泵10、第一出水管30、供水管43、水箱44、第二加热器45、 第一进水管46、第一进水电磁阀47、总水管48、第二出水管49、第一出水电磁阀50、喷头 51、第二进水管52、第二进水电磁阀53、第三出水管M、第二出水电磁阀55 ；供水管43与水箱44的输入口相连通，水箱44内设有第二加热器45，第一进水管46的一端与水箱44的输出口相连通，第一进水管46的另一端通过三通接头与总水管48的输入端相连，第一进水管 46上设有第一进水电磁阀47 ；总水管48上设有水泵10，总水管48的输出端通过三通接头分别与第二进水管52的一端、第三出水管M的一端相连，第二进水管52上设有第二进水电磁阀53，第三出水管M上设有第二出水电磁阀55，第二进水管52的另一端与上盖板3 上的进水口 18相连，上盖板3上的进水口 18由第三进水管与喷头51的输入口相连，喷头 51位于主体反应罐罐体的反应腔内并固定在上盖板3上，第三进水管位于主体反应罐罐体的反应腔内；第一出水管30位于主体反应罐罐体的反应腔内，第一出水管30的上端与上盖板3上的出水口 19相连，第二出水管49的一端与上盖板3上的出水口 19相连，第二出水管49的另一端通过三通接头与总水管48的输入端相连，第二出水管49上设有第一出水电磁阀50。所述的上盖板3上设有通风防护壳27 ；防爆耐腐蚀泵9、水泵10分别固定在上盖板3上。所述的第一超声波探头11、第三超声波探头13、第二超声波探头12的下端分别位于主体反应罐罐体的反应腔内的上部、中部和下部，超声波功率范围为1 200W，超声波频率范围0. 5KHz 40KHz。所述的主体反应罐罐体上设有观察窗5，观察窗5处设有视镜标尺。本发明的有益效果是采用如上所述，将原料预处理、酯交换反应、产物分离和水洗工序进行集成一体化的结构设计，具有结构紧凑、占地面积小、智能化程度高的优点；设备采用超声波探头(超声波辅助装置)和静电破乳器(高压交流电静电破乳装置)，提高了反应效率、促进了反应产物间的快速分离，可显著缩短从原料到产品的生产时间，降低生产成本。
图1是本发明的外形结构示意图(揭开了通风防护壳)。图2是主体反应罐1内部的结构示意图。图3是第二超声波探头的外形结构示意图。图4是第三超声波探头的外形结构示意图。图5是第一超声波探头的外形结构示意图。图6是静电破乳器的结构示意图。图7是辅料输送系统的示意图。图8是水路系统的示意图。图中1-主体反应罐，2-支架，3-上盖板，4-控制面板，5-观察窗，6-出料管阀， 7-主搅拌装置，8-辅助搅拌装置，9-防爆耐腐蚀泵，10-水泵，11-第一超声波探头，12-第二超声波探头，13-第三超声波探头，14-液位探头，15-温度探头，16-静电破乳器，17-中央控制盒，18-进水口，19-出水口，20-辅料入口，21-活动盖板，22-进料管口，23-提手， 24-第一辅料储罐，25-第一液位计，26-第二辅料储罐，27-通风防护壳，28-显示屏，29-按钮，30-第一出水管，31-出料口，32-主搅拌桨，33-浮子开关，34-绝缘内电极，35-绝缘盖， 36-网面裸电极，37-第二液位计；38-第一辅料输送管，39-第一辅料输送电磁阀，40-辅料输送总管，41-第二辅料输送管，42-第二辅料输送电磁阀，43-供水管，44-水箱，45-第二加热器，46-第一进水管，47-第一进水电磁阀，48-总水管，49-第二出水管，50-第一出水电磁阀，51-喷头，52-第二进水管，53-第二进水电磁阀，54-第三出水管，55-第二出水电磁阀。
具体实施例方式以下结合实施例进一步详细叙述本发明的具体实施方式
。一种智能一体化酯交换反应设备，它包括辅料储存系统、辅料输送系统、酯交换反应系统、水路系统、支架2、控制系统；所述的辅料储存系统包括第一辅料储罐M、第二辅料储罐沈、第一液位计25、第二液位计37和辅助搅拌装置8，第一辅料储罐M内设有第一液位计25，第二辅料储罐沈内设有第二液位计37，辅助搅拌装置8的搅拌棒(搅拌叶片)位于第一辅料储罐M内(第一液位计25、第二液位计37分别控制第一辅料储罐M、第二辅料储罐沈中物料的加入量， 辅助搅拌装置8用于搅拌溶解制备催化剂，其搅拌棒位于装催化剂的第一辅料储罐M的中央)；所述的第一辅料储罐对、第二辅料储罐26分别固定在支架2上(也可采用固定在酯交换反应系统的主体反应罐罐体上)，所述的第一液位计25、第二液位计37和辅助搅拌装置8的辅助搅拌电机分别固定在酯交换反应系统的上盖板3上；所述的辅料输送系统包括防爆耐腐蚀泵9、第一辅料输送管38、第一辅料输送电磁阀39、辅料输送总管40、第二辅料输送管41、第二辅料输送电磁阀42 ；第一辅料输送管 38的一端与辅料储存系统的第一辅料储罐M相连通，第一辅料输送管38的另一端通过三通接头与辅料输送总管40的一端相连通，第一辅料输送管38上设有第一辅料输送电磁阀 39 ；第二辅料输送管41的一端与辅料储存系统的第二辅料储罐沈相连通，第二辅料输送管 41的另一端通过三通接头与辅料输送总管40的一端相连通，第二辅料输送管41上设有第二辅料输送电磁阀42 ；辅料输送总管40的另一端与酯交换反应系统的主体反应罐的上盖板3上的辅料入口 20相连通(即与主体反应罐罐体的反应腔相连通)，辅料输送总管40上设有防爆耐腐蚀泵9 ；第一辅料储罐M向主体反应罐罐体的反应腔供辅料时，启动防爆耐腐蚀泵9，打开第一辅料输送电磁阀39，关闭第二辅料输送电磁阀42 ；第二辅料储罐沈向主体反应罐罐体的反应腔供辅料时，启动防爆耐腐蚀泵9，打开第二辅料输送电磁阀42，关闭第一辅料输送电磁阀39 ；所述的酯交换反应系统包括主体反应罐1、主搅拌装置7、控制反应温度的温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13、液位探头14、静电破乳器16 ；主体反应罐1包括主体反应罐罐体、上盖板3、活动盖板21，主体反应罐罐体内为反应腔(空腔)，上盖板3位于主体反应罐罐体的上端上，上盖板3与主体反应罐罐体固定连接(如由螺栓连接)，主体反应罐罐体固定在支架2上；上盖板3上设有活动口，活动口处设有活动盖板21 (活动盖板21由螺栓与上盖板3连接)，活动盖板21上设有提手23 (图1 中为2个提手)；活动盖板21上设有进料管口 22，进料管口 22与主体反应罐罐体的反应腔相连通；主搅拌装置7的主搅拌电机固定在上盖板3上(位于中央)，主搅拌装置7的主搅拌桨32位于主体反应罐罐体的反应腔内；主体反应罐罐体的反应腔内设有温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13、液位探头14和静电破乳器16，温度探头15、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13、液位探头14和静电破乳器16分别固定在上盖板3上；上盖板3上设有进水口 18、出水口 19、辅料入口 20， 进水口 18、辅料入口 20均与主体反应罐罐体的反应腔相通；所述的主体反应罐罐体的反应腔内设有第一加热器；所述的主体反应罐罐体的底部设有出料口 31 (出料口与主体反应罐罐体的反应腔相连通)，出料管与出料口 31相连通(出料管与主体反应罐罐体固定)，出料管上设有出料管阀6;所述的主体反应罐罐体上设有观察窗5，观察窗5处设有视镜标尺；所述的水路系统包括水泵10、第一出水管30、供水管43、水箱44、第二加热器45、 第一进水管46、第一进水电磁阀47、总水管48、第二出水管49、第一出水电磁阀50、喷头 51、第二进水管52、第二进水电磁阀53、第三出水管M、第二出水电磁阀55 ；供水管43与水箱44的输入口相连通(提供水源)，水箱44内设有第二加热器45，第一进水管46的一端与水箱44的输出口相连通，第一进水管46的另一端通过三通接头与总水管48的输入端相连，第一进水管46上设有第一进水电磁阀47 ；总水管48上设有水泵10，总水管48的输出端通过三通接头分别与第二进水管52的一端、第三出水管M的一端相连，第二进水管52 上设有第二进水电磁阀53，第三出水管M上设有第二出水电磁阀55，第二进水管52的另一端与上盖板3上的进水口 18相连，上盖板3上的进水口 18由第三进水管与喷头51的输入口相连，喷头51位于主体反应罐罐体的反应腔内并固定在上盖板3上，第三进水管位于主体反应罐罐体的反应腔内；第一出水管30位于主体反应罐罐体的反应腔内，第一出水管 30的上端与上盖板3上的出水口 19相连，第二出水管49的一端与上盖板3上的出水口 19 相连(第二出水管49位于上盖板3外)，第二出水管49的另一端通过三通接头与总水管 48的输入端相连，第二出水管49上设有第一出水电磁阀50 ；需向主体反应罐罐体的反应腔内供水时，启动水泵10，打开第一进水电磁阀47、 第二进水电磁阀53，关闭第一出水电磁阀50、第二出水电磁阀55 ；需将主体反应罐罐体的反应腔内的水排出时，启动水泵10，打开第一出水电磁阀50、第二出水电磁阀55，关闭第一进水电磁阀47、第二进水电磁阀53 ；所述的上盖板3上设有通风防护壳27 ；防爆耐腐蚀泵9、水泵10分别固定在上盖板3上。第一辅料储罐M、第二辅料储罐沈、主体反应罐1、主搅拌桨(主搅拌棒)32、液位探头14、出水管30、第一超声波探头11、第二超声波探头12、第三超声波探头13的材质均采用聚四氟乙烯或者不锈钢。所述的第一超声波探头11、第三超声波探头13、第二超声波探头12的下端分别位于主体反应罐罐体的反应腔内的上部、中部和下部，超声波功率范围1 200W，超声波频率范围0. 5KHz 40KHz，主要用于辅助酯交换反应和破乳，缩短反应时间，促进产物分离。所述的静电破乳器(高压静电破乳器)16，它包括固定杆、浮子开关33、绝缘内电极34、绝缘盖35和网面裸电极36，2个浮子开关33分别设在固定杆上，固定杆的下端固定有绝缘内电极34、网面裸电极36、绝缘盖35，绝缘内电极34位于网面裸电极36内，绝缘盖 35位于绝缘内电极34和网面裸电极36的上方。所用网面裸电极36和绝缘内电极34均采用不锈钢材料，网面裸电极36所加的绝缘层采用聚四氟乙烯材料，网面裸电极36的长度和直径分别为10 IOOmm和5 200mm，厚度为1 IOmm ；绝缘内电极34用绝缘材料完全覆盖，绝缘层厚度为5 10mm，两极间的间距为10 50mm，所用单相交流电的工频为50Hz，主要用于促进油脂酯交换反应产物的两相快速分离和水洗过程中破乳。所述的控制系统包括控制面板4、中央控制盒17、显示屏观、按钮四；控制面板4 固定在主体反应罐罐体上，控制面板4上设有显示屏观、按钮29，中央控制盒17设置在上盖板3上。中央控制盒17主要用于集成智能化控制酯交换反应工艺参数，显示屏观在主体反应罐的中上部，控制面板上集中显示和自动控制包括加入辅料、加入催化剂、反应温度、 反应时间、搅拌速度、水洗整个操作流程。一种智能一体化酯交换反应设备的最大原料油脂处理量为400kg，主要用于动物油脂、植物油脂、动物或/和植物混合油脂与低碳醇的酯交换反应、脂肪酸或/和脂肪酸酯与甾醇酯交换反应中，所采用的催化剂包括强酸或/和强碱化学催化剂、脂肪酶催化剂。一种智能一体化酯交换反应设备用于动物油脂、植物油脂、动物/植物混合油脂和低碳醇酯交换反应中，所述的油脂中的水分质量百分含量为0 1%，油脂中游离脂肪酸质量百分含量为O 20%，所述的低碳醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、留醇、或者上述醇类的混合物。一种智能一体化酯交换反应设备用于脂肪酸或/和脂肪酸酯与植物留醇酯交换反应中，所述的脂肪酸为油酸、亚油酸、共轭亚油酸、α-亚麻酸、Y-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸中的一种或几种，脂肪酸酯为上述脂肪酸的甲酯或乙酯的短链酯类，所述的留醇包括豆留醇、谷留醇、菜籽留醇的单一或混合留醇，或为经过富集的留醇含量高的精制植物甾醇。一种智能一体化酯交换反应设备的酯交换反应操作流程包括原料油脂预处理、酯交换反应、产物分离、水洗。对原料油水分的预处理，操作步骤如下(1)将原料油脂加入主体反应罐1中(即主体反应罐罐体的反应腔内)，盖上活动盖板21，打开设备电源开关，打开显示屏观上的加热按钮(主体反应罐罐体的反应腔内设有第一加热器)，运行0.5 15h;(2)打开出料管阀6，通过观察观察窗5的油水分界面，排出主体反应罐1内底部的水相；(3)移走活动盖板21，打开显示屏观上的加热和搅拌按钮，运行0. 5 10h，即完成对油脂的预处理。油脂与低碳醇酯交换反应，包括酯化反应和转酯化反应，具体操作步骤如下(1)向主体反应罐1中加入游离脂肪酸质量百分含量0 20%的原料油脂；(2)向第二辅料储罐沈中加入占原料油脂总质量10% 100%的低碳醇；(3)向第一辅料储罐M中加入占原料油脂总质量0. 5 5%的碱性催化剂，然后再加入占原料油脂总质量10% 100%的低碳醇；(4)移走活动盖板21，向主体反应罐1中加入占原料油脂总质量0 2%的酸性催化剂；(5)开启显示屏观上的反应按钮，设备自动完成整个酯化、转酯化反应和产物分离过程，其中，酯化反应时间0. 5 10h，转酯化反应时间0. 1 5h，反应温度25 150°C ；
(6)通过观察观察窗5，从出料管阀6排除甘油相；(7)打开活动盖板21，启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器， 由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对脂肪酸低碳烷基酯的水洗过程，水洗共3 次，每次用水量不超过100L，水洗完成后，主体反应罐1内即为脂肪酸低碳烷基酯产品。脂肪酸或/和脂肪酸酯与留醇酯交换反应，其操作步骤如下(1)移走活动盖板21，向主体反应罐1中加入一定量的脂肪酸或/和脂肪酸酯；(2)按照脂肪酸或/和脂肪酸酯与甾醇摩尔比1.2 1.6 1计算，向第二辅料储罐沈中加入甾醇； (3)打开设备电源开关，盖上活动盖板21，启动显示屏观上的第二辅料储罐沈按钮和搅拌按钮，使第二辅料储罐26中的留醇与脂肪酸或/和脂肪酸酯混合均勻；(4)向主体反应罐1中加入占总反应物质量0. 1 2.0%的催化剂；开启显示屏观上的反应按钮，反应0. 5 汕；(5)通过观察观察窗5，从出料管阀6排出下层水相；(6)移走活动盖板21，启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器，由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对留醇酯粗品的水洗过程，共水洗3次，每次用水量不超过100L，水洗完成后，反应罐1内即为留醇酯产品。应用实施例1 原料废弃油脂(游离脂肪酸质量百分含量9%，水分质量百分含量2% )，甲醇， 浓硫酸，氢氧化钾移走活动盖板21，用油泵将400kg废弃油脂泵入主体反应罐1中，打开设备电源开关，打开显示屏观上的加热按钮(主体反应罐罐体的反应腔内设有第一加热器)，加热2 小时后，通过观察观察窗5中油脂与水的界面，从出料管阀6排出底部水相；向第二辅料储罐沈中加入占油脂总质量20%的甲醇，向第一辅料储罐M中加入占油脂总质量1 %的片状氢氧化钾，然后再加入占油脂总质量20%的甲醇，移走活动盖板21，向主体反应罐1中加入占油脂总质量0.5%的浓硫酸；在显示屏观上设定反应温度140°C和反应时间，盖上活动盖板21，开启显示屏观上的反应按钮，160min后，设备自动完成酯交换反应和甘油分离过程；通过观察观察窗5，从出料管阀6排出甘油相；打开活动盖板21，启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器，由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对脂肪酸甲酯粗品的水洗过程，共水洗3次，每次水洗用水量90L，SOmin后水洗完成，主体反应罐 1内即为脂肪酸甲酯产品。本应用实施例1的反应时间为136分钟，甘油与脂肪酸甲酯的分离时间为M分钟，水洗时间80分钟，说明本发明提高了反应效率、促进了反应产物间的快速分离。应用实施例2:原料煎炸油(游离脂肪酸质量百分含量4%，水分质量百分含量0. 8% )，甲醇， 浓硫酸，氢氧化钾移走活动盖板21，用油泵将400kg煎炸油泵入主体反应罐1中，向第二辅料储罐 26中加入占油脂总质量20%的甲醇，向第一辅料储罐M中加入占油脂总质量1 %的片状氢氧化钾，然后再加入占油脂总质量20%的甲醇，向主体反应罐1中加入占油脂总质量0. 5% 的浓硫酸；打开设备电源开关，在显示屏观上设定反应温度140°C和反应时间，盖上活动盖板21，开启显示屏观上的反应按钮，ieOmin后，设备自动完成酯交换反应和甘油分离过程； 通过观察观察窗5，从出料管阀6排出甘油相；打开活动盖板21，启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器，由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对脂肪酸甲酯粗品的水洗过程，共水洗3次，每次水洗用水量90L，80min后水洗完成，主体反应罐1内即为脂肪酸甲酯产品。本应用实施例1的反应时间为136分钟，甘油与脂肪酸甲酯的分离时间为M分钟，水洗时间80分钟，说明本发明提高了反应效率、促进了反应产物间的快速分离。应用实施例3:原料油酸，植物甾醇，浓硫酸移走活动盖板21，用油泵将200kg油酸泵入主体反应罐1中，按照油酸与植物甾醇摩尔比1.2 1计算，向第二辅料储罐沈中加入植物留醇，打开设备电源开关，盖上活动盖板21，启动显示屏观上的第二辅料储罐沈按钮和主搅拌装置7按钮，使第二辅料储罐沈中的植物留醇与油酸混合均勻，移走活动盖板21，向主体反应罐1中加入占总反应物质量 1. 0%的浓硫酸；在显示屏28上设定反应温度120°C和反应时间，然后开启显示屏28上的反应按钮，120min后反应结束，通过观察观察窗5，从出料管阀6排出下层水相；打开活动盖板21，启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器，由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对植物留醇油酸酯粗品的水洗过程，共水洗3次，每次水洗用水量50L， SOmin后水洗完成，主体反应罐1内即为植物留醇油酸酯产品。本应用实施例1的反应时间为100分钟，水相与植物甾醇油酸酯分离时间20分钟，水洗时间80分钟，说明本发明提高了反应效率、促进了反应产物间的快速分离。应用实施例4:原料脂肪酸甲酯，植物甾醇，10%的甲醇钠溶液移走活动盖板21，用油泵将200kg脂肪酸甲酯泵入主体反应罐1中，按照脂肪酸甲酯与植物留醇摩尔比1.2 1计算，向第二辅料储罐洲中加入植物留醇，向第一辅料储罐对中加入占油脂总质量10%的甲醇钠溶液；打开设备电源开关，盖上活动盖板21，启动显示屏观上的第二辅料储罐沈按钮和和主搅拌装置7按钮，使第二辅料储罐沈中的植物甾醇与脂肪酸甲酯混合均勻；在显示屏观上设定反应温度120°C和反应时间，开启显示屏观上的反应按钮，SOmin后反应结束；启动显示屏观上的水洗按钮，设备通过智能计量控制器，由进水口 18和出水口 19自动进水和排水，完成对植物留醇酯粗品的水洗过程，共水洗 3次，每次水洗用水量50L，SOmin后水洗完成，主体反应罐1内即为植物留醇酯产品。本应用实施例1的反应时间为80分钟，水洗时间80分钟，说明本发明提高了反应效率、促进了反应产物间的快速分离。
权利要求
1.一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于它包括辅料储存系统、辅料输送系统、酯交换反应系统、水路系统、支架O)；所述的辅料储存系统包括第一辅料储罐(M)、第二辅料储罐(26)、第一液位计(25)、 第二液位计(37)和辅助搅拌装置(8)，第一辅料储罐04)内设有第一液位计(25)，第二辅料储罐06)内设有第二液位计(37)，辅助搅拌装置(8)的搅拌棒位于第一辅料储罐04) 内；所述的第一辅料储罐(M)、第二辅料储罐06)分别固定在支架( 上，所述的第一液位计(25)、第二液位计(37)和辅助搅拌装置(8)的辅助搅拌电机分别固定在酯交换反应系统的上盖板⑶上；所述的辅料输送系统包括防爆耐腐蚀泵(9)、第一辅料输送管(38)、第一辅料输送电磁阀(39)、辅料输送总管(40)、第二辅料输送管(41)、第二辅料输送电磁阀0 ；第一辅料输送管(38)的一端与辅料储存系统的第一辅料储罐04)相连通，第一辅料输送管(38) 的另一端通过三通接头与辅料输送总管GO)的一端相连通，第一辅料输送管(38)上设有第一辅料输送电磁阀(39)；第二辅料输送管Gl)的一端与辅料储存系统的第二辅料储罐 (26)相连通，第二辅料输送管Gl)的另一端通过三通接头与辅料输送总管GO)的一端相连通，第二辅料输送管Gl)上设有第二辅料输送电磁阀0 ；辅料输送总管GO)的另一端与酯交换反应系统的主体反应罐的上盖板( 上的辅料入口 00)相连通，辅料输送总管 (40)上设有防爆耐腐蚀泵(9)；所述的酯交换反应系统包括主体反应罐(1)、主搅拌装置(7)、温度探头(15)、第一超声波探头(11)、第二超声波探头(12)、第三超声波探头(13)、液位探头(14)、静电破乳器 (16)；主体反应罐(1)包括主体反应罐罐体、上盖板(3)、活动盖板(21)，主体反应罐罐体内为反应腔，上盖板(3)位于主体反应罐罐体的上端上，上盖板(3)与主体反应罐罐体固定连接，主体反应罐罐体固定在支架( 上；上盖板C3)上设有活动口，活动口处设有活动盖板；活动盖板上设有进料管口(22)，进料管口 0 与主体反应罐罐体的反应腔相连通；主搅拌装置(7)的主搅拌电机固定在上盖板C3)上，主搅拌装置(7)的主搅拌桨(32)位于主体反应罐罐体的反应腔内；主体反应罐罐体的反应腔内设有温度探头(15)、 第一超声波探头(11)、第二超声波探头(12)、第三超声波探头(13)、液位探头(14)和静电破乳器(16)，温度探头(1 、第一超声波探头(11)、第二超声波探头(1 、第三超声波探头 (13)、液位探头(14)和静电破乳器(16)分别固定在上盖板C3)上；上盖板C3)上设有进水口(18)、出水口(19)、辅料入口(20)，进水口(18)、辅料入口 00)均与主体反应罐罐体的反应腔相通；所述的主体反应罐罐体的反应腔内设有第一加热器；所述的主体反应罐罐体的底部设有出料口(31)，出料管与出料口(31)相连通，出料管上设有出料管阀(6)。
2.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于所述的水路系统包括水泵(10)、第一出水管(30)、供水管(43)、水箱(44)、第二加热器(45)、第一进水管(46)、第一进水电磁阀(47)、总水管(48)、第二出水管(49)、第一出水电磁阀(50)、喷头(51)、第二进水管(52)、第二进水电磁阀(53)、第三出水管(M)、第二出水电磁阀(55)； 供水管与水箱04)的输入口相连通，水箱G4)内设有第二加热器(45)，第一进水管 (46)的一端与水箱04)的输出口相连通，第一进水管G6)的另一端通过三通接头与总水管G8)的输入端相连，第一进水管G6)上设有第一进水电磁阀G7)；总水管08)上设有水泵(10)，总水管08)的输出端通过三通接头分别与第二进水管(5 的一端、第三出水管(54)的一端相连，第二进水管(5 上设有第二进水电磁阀(53)，第三出水管(54)上设有第二出水电磁阀( )，第二进水管(5 的另一端与上盖板C3)上的进水口(18)相连， 上盖板C3)上的进水口(18)由第三进水管与喷头(51)的输入口相连，喷头(51)位于主体反应罐罐体的反应腔内并固定在上盖板(3)上，第三进水管位于主体反应罐罐体的反应腔内；第一出水管(30)位于主体反应罐罐体的反应腔内，第一出水管(30)的上端与上盖板 (3)上的出水口(19)相连，第二出水管09)的一端与上盖板(3)上的出水口(19)相连，第二出水管G9)的另一端通过三通接头与总水管G8)的输入端相连，第二出水管G9)上设有第一出水电磁阀(50)。
3.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于所述的上盖板(3)上设有通风防护壳(XT)。
4.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于防爆耐腐蚀泵(9)、水泵(10)分别固定在上盖板(3)上。
5.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于所述的第一超声波探头(11)、第三超声波探头(13)、第二超声波探头(1 的下端分别位于主体反应罐罐体的反应腔内的上部、中部和下部，超声波功率范围1 200W，超声波频率范围为 0.5KHz 40KHZ。
6.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于所述的主体反应罐罐体上设有观察窗(5)，观察窗( 处设有视镜标尺。
7.根据权利要求1所述的一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于活动盖板 (21)上设有提手03)。
全文摘要
本发明涉及一种酯交换反应设备。一种智能一体化酯交换反应设备，其特征在于它包括辅料储存系统、辅料输送系统、酯交换反应系统、水路系统、支架；所述的辅料储存系统包括第一辅料储罐、第二辅料储罐、第一液位计、第二液位计和辅助搅拌装置；所述的辅料输送系统包括防爆耐腐蚀泵、第一辅料输送管、第一辅料输送电磁阀、辅料输送总管、第二辅料输送管、第二辅料输送电磁阀；所述的酯交换反应系统包括主体反应罐、主搅拌装置、温度探头、第一超声波探头、第二超声波探头、第三超声波探头、液位探头、静电破乳器；所述的主体反应罐罐体的底部设有出料口，出料管与出料口相连通，出料管上设有出料管阀。该设备具有结构紧凑、分离效率高的特点。
文档编号C11C3/10GK102179223SQ20111010758
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者万楚筠, 刘昌盛, 李文林, 杨湄, 杨金娥, 程小英, 许继取, 邓乾春, 郑明明, 郭萍梅, 钮琰星, 黄凤洪, 黄庆德 申请人:中国农业科学院油料作物研究所