Спосіб виробництва метилових ефірів жирних кислот із суміші тваринних і рослинних жирів

1. Спосіб виробництва метилових ефірів жирних кислот із суміші тваринних і рослинних жирів, що включає розтоплення тваринного жиру до рідкого стану переважно при температурі випарювання незв'язаної з ним води, змішування рідкого тваринного жиру з розчином метанолу та гідроок 3 39429 вколишнього середовища, зумовленої швидким застиганням жиру і перетворенням його у смалець за цієї температури. Однак, і бак-термос, і високотемпературний насос є дорогим і металоємним устаткуванням. Крім того, охолодження в бакутермосі розтопленого і зневодненого тваринного жиру до технологічної температури відбувається дуже тривалий час. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу виробництва метилових ефірів жирних кислот, в якому шляхом зміни вихідних речовин для реакції етерифікації забезпечується швидке охолодження рідкого тваринного жиру до те хнологічної температури без використання дорогого і металоємного устаткування і легке його транспортування по трубопроводах, а також поліпшення фізико-хімічних показників біодобавки, що призводить до здешевлення і спрощення процесу, зменшення його тривалості, підвищення якості біодобавки. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва метилових ефірів жирних кислот із суміші тваринних і рослинних жирів, що включає розтоплення тваринного жиру до рідкого стану переважно при температурі випарювання незв'язаної з ним води, змішування рідкого тваринного жиру з розчином метанолу та гідрооксиду калію і розділення отриманої суміші на метилові ефіри жирних кислот і гліцерин, згідно з корисною моделлю рідкий тваринний жир змішують з рослинним жиром і отриману суміш змішують з розчином метанолу та гідрооксиду калію, В іншій конкретній формі виконання метилові ефіри жирних кислот повторно змішують з розчином метанолу та гідрооксиду калію. Метилові ефіри жирних кислот після повторного змішування з розчином метанолу та гідрооксиду калію нагрівають до температури перегонки метилового ефіру. Метилові ефіри жирних кислот піддають промиванню і тонкому очищенню. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Зміна вихідних речовин для реакції етерифікації, а саме: змішування рідкого тваринного жиру з рослинним жиром і змішування отриманої суміші з розчином метанолу та гідрооксиду калію, у сукупності з відомими ознаками корисної моделі, що заявляється, забезпечує швидке охолодження суміші до технологічної температури практично в момент змішування і безперешкодне транспортування після цього суміші по трубопроводах у реактор етерифікації, навіть якщо температура суміші знизиться до температури навколишнього середовища, внаслідок здатності рослинного жиру залишатися текучим при низьких температурах. При цьому відпадає необхідність у застосуванні дорогого і металоємного обладнання (баків-термосів, високотемпературних насосів). Крім того, використання для реакції етерифікації суміші тваринних і рослинних жирів забезпечує поліпшення фізикохімічних показників метилових ефірів жирних кислот (біопалива): цетанового числа, кінематичної 4 в'язкості. В результаті досягається здешевлення і спрощення процесу отримання метилових ефірів жирних кислот, зменшення його тривалості, підвищення якості біодобавки. А повторне змішування метилових ефірів жирних кислот з розчином метанолу та гідрооксиду калію (реакція переетерифікації) забезпечує відділення залишкового гліцерину і випарювання надлишкового метанолу, що сприяє підвищенню якості біодобавки. Також нагрівання метилових ефірів жирних кислот після реакції переетерифікації до температури перегонки метилового ефіру забезпечує випарювання залишкового метанолу і, відповідно, підвищення якості біодобавки. Крім того, промивання і тонке очищення метилових е фірів жирних кислот безумовно сприяє підвищенню якості біодобавки. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена схема лінії з виробництва метилових ефірів жирних кислот із суміші тваринних і рослинних жирів. На схемі позначені: 1 - кутер (здрібнювач) тваринного жиру, 2 - прийомна ємність, 3 - транспортер, 4 - топковий котел, 5 - якірна мішалка, 6 - змішувач, 7 - ємність з рослинним жиром, 8 - реактор етерифікації, 9 десольвер, 10 - ємність з етанолом, 11 - насос, 12 - якірна мішалка, 13 - гравітаційний сепаратор, 14 трубопровід випарника, 15 - випарник, 16 - насос, 17 - блок промивки і тонкого очищення, 18 - ємність для готової біодобавки. Заявлений спосіб реалізують таким чином. Тваринний жир будь-якого походження (свинячий, яловичий, курячий тощо) подають у кутер 1, де його здрібнюють до пастоподібного стану. З приємної ємності 2 транспортером 3 здрібнений жир подають у топковий котел 4, в якому його нагрівають до температури 100 - 110°С, тобто відбувається процес топлення жиру і випарювання всієї незв'язаної з ним води (конденсат при розморожуванні). Процес топлення жиру відбувається при ретельному перемішуванні якірною мішалкою 5. Витоплений і зневоднений жир подають у змішувач 6, куди також подають необхідну кількість рослинного жиру (соєва, ріпакова, соняшникова олія тощо) з ємності 7. У змішувачі 6 тваринний і рослинний жири ретельно перемішують за допомогою насоса НШ, при цьому температура суміші швидко знижується до технологічної температури реакції етерифікації 55-70°С. Отриману суміш подають у реактор 8 етерифікації, при цьому вона легко перетікає по трубопроводу, навіть якщо її температура знизиться до температури навколишнього середовища. Попередньо в десольвері 9 готують хімічний реактив для проведення реакції етерифікації. Для цього в десольвер 9 з ємності 10 подають метанол СН3ОН із розрахунку 1 масова частка метанолу на 8 масових часток суміші жирів, туди ж додають каталізатор гідрооксид калію КОН із розрахунку 0,6 % від кількості суміші жирів. За допомогою насоса 11 ретельно перемішують метанол з гідрооксидом калію до повного розчинення. Готовий розчин метанолу і гідрооксиду калію з десольвера 9 подають у реактор 8 етерифікації і 5 39429 протягом 40-50 хвилин ретельно перемішують із сумішшю тваринного і рослинного жирів за допомогою якірної мішалки 12 при температурі 5570°С. Отримані в результаті реакції етерифікації метилові ефіри жирних кислот (біодобавка) подають за допомогою насоса НШ з реактора 8 етерифікації у гравітаційний сепаратор 13 для відділення від біодобавки гліцерину. При цьому гліцерин, що випав, відкачують у промпарк на зберігання, а метилові ефіри жирних кислот можуть повернути в реактор 8 для здійснення реакції переетерифікації і випарювання надлишкового метанолу. Для цього в десольвері 9 готують розчин метанолу (4-5 % від кількості метилових ефірів жирних кислот) і гідрооксиду калію (0,2 % від кількості метилових ефірів жирних кислот), який потім подають у реактор 8, де його ретельно перемішують з метиловими ефірами жирних кислот при температурі 60-70°С протягом 30-40 хвилин. За необхідності технологічну температуру у реакторі 8 підтримують, нагріваючи у тр убчастій печі теплоносій (масло МС-20) оболонки реактора 8. Потім метилові ефіри жирних кислот подають у гравітаційний сепаратор 13 для відділення залишкового гліцерину, який відкачують у промпарк. Після цього метилові ефіри жирних кислот можуть знов повернути у реактор 8 для випарювання залишкового метанолу. Для цього в реакторі 8 метилові ефіри жирних кислот нагрівають вище температури перегонки метилового ефіру, тобто вище 65°С, перекриваючи при цьому зв'язок реактора 8 з атмосферою. Пари метанолу крізь трубопровід 14 випарника подають у випарник 15, де конденсують у вигляді рідини і збирають у прийомній ємності. Метанол 6 повертають у технологічний процес, а метилові ефіри жирних кислот, позбавлені залишкового метанолу, можуть подати за допомогою насоса 16 у блок 17 промивки і тонкого очищення біодобавки. Після очищення біодобавку подають в ємність 18 для зберігання і видачі споживачу. Приклад. Для отримання 1000 л топленого жиру здрібнюють 1240 кг свинячого жиру за допомогою кутера 1. Здрібнений жир перетоплюють у топковому котлі 4 і випарюють воду. Перетоплений і відділений від шквари жир перемішують у змішувачі 6 з 1000 л ріпакової олії. Перемішану і остиглу до температури 65°С суміш свинячого жиру і ріпакової олії перекачують у реактор 8 етерифікації. У десольвері 9 готують розчин, перемішуючи 260 л метанолу і 13 кг гідрооксиду калію, і перекачують його у реактор 8. Реакцію етерифікації здійснюють, перемішуючи всі компоненти протягом 45 хвилин при температурі 65°С. Отриману суміш метилових ефірів жирних кислот і гліцерину зливають у сепаратори 13, де здійснюють процес відділення гліцерину. Після цього відстояні метилові ефіри жирних кислот піддають реакції переетерифікації, для чого готують розчин з 80 л метанолу і 4 кг гідрооксиду калію. Реакцію здійснюють при температурі 60°С протягом 35 хвилин. Потім знов відстояні метилові ефіри жирних кислот повертають у реактор 8, в якому їх нагрівають до температури 70°С для випарювання залишкового метанолу, який повертають у технологічний процес, а отриману біодобавку піддають промивці і тонкому очищенню. Фізико-хімічний склад отриманої біодобавки представлений у таблиці. Таблиця. № п\п Г 2 3 4 5'' 6 7 8 9 10 Фізико-хімічний склад біодобавки. Найменування показника Цетанове число, не менше Кінематична в'язкість при температурі 20°С, мм 2/сек Густина при температурі 20°С, кг/м 3, не більше Температура запалення, °С, не менше Температура застигання, °С, не вище Випробування на мідній пластинці Кислотність, мг КОН на 100 см 3 біодобавки, не більше Зольність, %, не більше Вміст механічних домішок Вміст води Фізико-хімічні показники 51,0 6,0 877,0 110,0 -8,0 витримує 5,0 0,02 відсутність відсутність 7 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 39429 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601