Спосіб отримання біопалива з жировмісних відходів птахопереробних підприємств

Реферат: Спосіб отримання біопалива з жировмісних відходів птахопереробних підприємств полягає в отриманні жиру, нейтралізації вільних жирних кислот, промиванні жиру сольовим розчином і водою, очищенні від домішок та переестерифікації. Крім цього використовується технічний курячий жир з підвищеним вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - двічі 5 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65 °C при постійному перемішуванні, з відділенням води і спирту, причому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 6:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - КОН. UA 95206 U (12) UA 95206 U UA 95206 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі первинної переробки сільськогосподарської продукції, зокрема до способів одержання рідких біопалив з поновлювальної сировини. Відомий спосіб [Пат. RU № 2467056, опуб. 20.11.2012, бюл. № 32], що включає отримання риб'ячого жиру із кислотним числом 2,1-4,6 мг КОН/г, його нейтралізацію (пониження значення кислотного числа до 0,7 мг КОН/г). Нейтралізований жир, що містить мила і залишки лугу, промивають один раз 10 %-вим сольовим розчином і 2 рази водою за температури 90-95 °C протягом 90 хвилин. Здійснюють процес переестерифікації риб'ячого жиру з додаванням 25 % етанолу і 0,75 % NaOH від маси взятого жиру. Недоліком даного способу є застосування етилового спирту, який створює азеотроп при змішуванні з водою, що вимагає його дегідратації і призводить до підвищення енергетичних витрат і інвестицій в обладнання. Етилові ефіри мають більшу спорідненість з гліцерином, що ускладнює їх поділ, а витрати на виробництво дизельного біопалива на основі етилового спирту можуть бути вдвічі більшими ніж на основі метанолу. А біопаливо, отримане в результаті застосування цього способу має якісні параметрами, характерні для дизельного біопалива. В основу корисної моделі поставлена задача отримання біопалива з технічних курячих жирів отриманих з відходів птахопереробних підприємств - (пір'я, крові, субпродуктів та ін.), що залишаються після розділення тушок і виробництва м'ясо-кісткового борошна із підвищеним вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, зниження собівартості, підвищення виходу продукту з поліпшеними якісними показниками. Поставлена задача отримання біопалива з жировмісних відходів птахопереробних підприємств, що полягає в отриманні жиру, нейтралізації вільних жирних кислот, промиванні жиру сольовим розчином і водою, згідно з корисною моделлю, використовується технічний курячий жир з підвищеним вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - двічі 5 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65° С при постійному перемішуванні, з відділенням води і спирту, причому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 6:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - КОН. Спосіб здійснюється так: жировмісні відходи піддають мийці, подрібнюють вовчком з діаметром отворів решітки (2-3 мм) до однорідної маси, вилучають жир, після чого проводять нейтралізацію вільних жирних кислот і переестерифікацію. Для вилучення жиру способом витоплювання до подрібнених жировмісних відходів додають воду в співвідношенні субстрат/вода 2:1, і отриману суміш нагрівають до температури 75-80 °C, і витримують протягом 40 хв. Відділення жиру від водо-білкової частини проводиться центрифугуванням при частоті обертання ротора 3000-3500 об/хв протягом 20 хв. Для грубої очистки жиро-водної суспензії встановлюють сепаратори з між тарілковим зазором 2 мм, а для остаточної тонкої очистки і зневоднення - з між тарілковим зазором 0,75 мм. Обробка відділеного жиру здійснюється в декілька етапів, перший з яких естерифікація сировину змішують з концентрованою сірчаною кислотою для жиру з вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, проводиться дві естерифікація H2SO4 в кількості 5 % до маси і метанолом протягом 2 год. При цьому процес ведуть за температури 60-65° С протягом 120 хв. при механічному перемішуванні з швидкістю 100-300 об/хв і атмосферному тиску, після кожного змішування здійснюють відділення води і спирту. Метанол і концентровану H2SO4 беруть у співвідношенні 6:1; другий - нейтралізації виділеного після естерифікації жиру, розчином КОН і води; третій - промивання жиру 10 %-ним розчином хлориду натрію і водою з дотриманням співвідношень жир/вода 1:1, промивку 10 %-ним розчином хлориду натрію здійснюють один раз; четвертий - промивка водою 2 рази за температури 90-95 °C, загальною тривалістю 90 хв, при постійному механічному перемішуванні з швидкістю 50-100 об/хв і атмосферному тиску; п'ятий відокремлення промивних розчинів від жиру методом сепарування. Вихід жиру становить 8590 %. Очищений жир, звільнений від вмісту вільних жирних кислот і домішок, направляють на переестерифікацію; шостий етап - переестерифікацію тригліцеридів ведуть метанолом при молярному співвідношенні спирт/жир 6:1, у присутності гомогенного каталізатора у 1 % співвідношенні до об'єму жировмісної сировини, яку отримали після естерифікації. Процес ведуть за температури 55-65 °C протягом 90 хв. при механічному перемішуванні з швидкістю 100-400 об/хв і атмосферному тиску. Потім проводять відділення гліцеролового шару, що утворився в ході реакції, метилові ефіри від залишків гліцерину звільняють в два прийоми, промиванням водою з температурою 20 °C, через 1 годину відстоювання суміш розділяється на дві фази за рахунок переходу гліцерину в нижню водну частину суміші, яка відділяється від метилових ефірів шляхом зливу нижньої частини. 1 UA 95206 U 5 10 15 Після завершення відділення промивних вод залишки спирту і води відокремлює методом відгону в роторній ректифікаційній установці при температурі 75-80 °C. Вихід метилових ефірів, тобто дизельного біопалива, становить 85-95 % від початкової маси спрямованого жиру. Як сировину використовують технічний курячий жир, отриманий з жировмісних відходів птахопереробних підприємств з вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, вартість якого втричі нижча у порівнянні з оліями рослинного походження, а як кислотний і гетерогенний каталізатори - сірчану кислоту і гідроксид калію, відповідно. Прийоми і режими здійснення способу спрямовані на отримання рідкого біопалива, при цьому в процесі отримання його з сировини, що має темний колір і неприємний запах, важлива попередня обробка жирової сировини з підвищеним вмістом вільних жирних кислот, що включає видалення води, очищення від механічних домішок і освітлення, що є необхідною умовою для більш ефективного проходження реакції і збільшення виходу кінцевого продукту. Таким чином, удосконалений спосіб отримання дизельного біопалива з жировмісних відходів птахопереробних підприємств дозволяє оптимізувати процес перетворення будь-якої ліпідної сировини в дизельне біопаливо, зменшує матеріальні та енергетичні витрати на обробку сировини, а застосування гетерогенного каталізатора збільшує рівень конверсії ефірів та їх відповідність вітчизняним та зарубіжним стандартам. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб отримання біопалива з жировмісних відходів птахопереробних підприємств полягає в отриманні жиру, нейтралізації вільних жирних кислот, промиванні жиру сольовим розчином і водою, очищенні від домішок та переестерифікації, який відрізняється тим, що використовується технічний курячий жир з підвищеним вмістом вільних жирних кислот 20-40 мг КОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - двічі 5 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65 °C при постійному перемішуванні, з відділенням води і спирту, причому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 6:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - КОН. 30 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2