由包含有机油和/或脂肪的废物生产甘油酯制造技术

本发明专利技术描述了一种两步方法，包括：第一步，从源自废水处理装置(WWTP)、油脂分离器、几种食品和乳品工业的WWTP和处理动物产品的废物或其它包含有机油和/或脂肪的废物流中提取包含游离脂肪酸(FFA)的油和/或脂肪，其中从源自废水处理装置的废物提取物通常称为棕色脂；和第二步，在不存在催化剂的情况下通过甘油解反应将第一步获得的FFA转化为甘油酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由包含有机油和/或脂肪的废物生产甘油酯
本申请描述了由包含有机油和/或脂肪的废物流回收FFA的方法，目标是将其转化为甘油酯。
技术介绍
与EU法规相关，能量需求的日益增加使人们的注意力转向替代燃料。由化石燃料转向生物燃料与通过使特定废物流增值而获得显著环境和经济效益的废物管理技术高度相关。某些类型的废物可能具有大的有机油和脂肪含量，例如源自废水处理装置(WWTP)的那些(通常称为综色油脂)，再比如来自油脂分离器、几种食品和乳品工业的WWTP和来自处理动物产品的那些废物。这些废物难以处理，主要是由于其具有不均匀的组成、具有高浓度的固体、水和游离脂肪酸(FFA)，其通常最终去填埋(虽然废物管理政策不鼓励这么做)或者送至堆肥装置。另外，具有高FFA含量的油和脂肪不适合直接用于常规的生物燃料生产方法。由于其形成皂类、损失收率并增加产物分离难度，在碱性酯交换过程中，FFA是不希望要的。由废水处理装置(WWTP)回收的有机油和脂肪(通常称为棕色油脂)、以及由油脂分离器和几种食品和乳品工业的WWTP回收的有机油和脂肪可能含有相当大量的FFA。取决于原料的来源，FFA的含量可以为0-100％(w/w)，但所述的由废水处理装置(WWTP)回收的有机油和脂肪(通常称为棕色油脂)、来自油脂分离器和几种食品和乳品工业的WWTP的有机油和脂肪的废物流通常具有高于50％(w/w)的FFA含量。本专利技术公开了从可能含有高含量有机油和/或脂肪的废物流(如棕色油脂)、来自油脂分离器或来自食品工业的WWTP的油/脂肪提取FFA并使之增值的方法，这些废物流因为它们的FFA含量高，不处理的话不能增值而主要进行填埋，与之相关的是负面的环境影响。这种新的废物处理方法为一种两步方法，其中第一步包括对提取物进行物理处理，以从废物流中提取和回收油和/或脂肪，和第二步为甘油解反应，其中将第一步中回收的油和/或脂肪中存在的FFA转化为甘油酯。EP1051386B1公开了通过衍生自动物或植物的脂肪和油的甲基酯甘油解生产甘油单酯的方法。EP0334154公开了用硫酸、甲苯磺酸、氯代磺酸和甲基磺酸在醇中进行FFA酯化，而US6965044公开了用硫酸及甲醇对酸性油或脂肪的酯化。还描述了应用不同类型的固体催化剂如离子交换树脂的其它FFA酯化方法(EP20070254389、EP1921131和US7256301)。US2011/0105775A1公开了应用在醇中溶解的酸性固体催化剂。
技术实现思路
本申请公开了由包含25-50％(w/w)有机油和/或脂肪(包含游离脂肪酸(FFA))的废物流生产甘油酯的方法，包括如下步骤：-粗过滤步骤，其中应用80℃的工艺水液化废物流中的油和/或脂肪内容物以强化动态倾析步骤，其中将粒度大于15mm的固体分离并脱除；-动态倾析步骤，其中将粒度大于1mm的固体分离并脱除；-在80-90℃的温度下的离心分离步骤，其中所得的酸性油物流的水含量低于5％(w/w)和FFA含量高于50％(w/w)；-应用甘油但不用催化剂使前一步获得的酸性油物流进行甘油解反应步骤。在一个实施方案中，使粗过滤步骤得到的过滤后废物流保持在40-85℃的温度并使用20rpm的最大搅拌速度。在另一个实施方案中，在所述动态过滤步骤中，差动转速在5-15rpm之间变化，和液体输出半径的大小在102-106mm间变化。在另一个实施方案中，其中在离心分离步骤中，离心分离的时间在15-99分钟内变化，和液体输出半径的大小在102-127mm间变化。在另一个实施方案中，在甘油解反应步骤中，在反应时间内加入甘油。在另一个实施方案中，所述甘油解反应温度为200℃。在另一个实施方案中，在甘油解反应步骤中，压力在1000-50mbar间变化。在另一个实施方案中，在甘油解步骤后，通过倾析使未反应的甘油与甘油酯物流分离。附图说明无意限制本专利技术，为了更易于理解，本申请给出了描述性实施方案的附图。图1:由包含有机油和/或脂肪的废物生产甘油酯的示意图，其已经用于本公开描述的方法实施方案中，其中：S1代表方法的第一步和S2代表方法的第二步；a代表来自废水处理装置(WWTP)的有机油和/或脂肪(通常称为棕色油脂)、来自油脂分离器和来自几种食品和乳品工艺的WWTP的废物流或含有机油和/或脂肪的其它废物流；b代表由粗过滤步骤(CF)获得的含粒度大于15mm的固体的滤液；c代表由动态倾析步骤(DD)获得的含粒度大于1mm的固体和水的物流；d代表由高速离心分离步骤(C)获得的含粒度小于1mm的残余固体和水的物流；e代表高速离心分离步骤获得的含油和/或脂肪(具有高FFA含量)的物流，也称作酸性油物流；f代表由甘油解步骤(G)获得的含水和未反应甘油的物流；和g代表由甘油解步骤获得的含甘油酯的物流。具体实施方式参考附图，这里更详细描述了任选的实施方案，但不用于限制本申请的范围。本专利技术涉及一种方法，其中在第一步中从包含有机油和/或脂肪的废物流提取具有高FFA含量的油和/或脂肪和使之增值，和在第二步中在甘油解反应中使FFA转化为甘油酯。第一步包括物理萃取而第二步包括化学转化。待处理的废物流为含大量即25-50％(w/w)有机油和/或脂肪的那些,如来自废水处理装置(WWTP)的有机油和脂肪(通常称为棕色油脂)、来自油脂分离器的油/脂肪或来自食品和乳品工业的WWTP的废物流。由于这种废物的非均匀性和组成(即具有高含量的固体和水)，应用物理方法提取该物流的油和/或脂肪内容物。可以通过常规方法脱除固含量，如粗过滤(固体大于15mm)，接着进行动态倾析，以减小其含量至小于1％(w/w)。由于不同的液相密度，可以通过高速离心脱除水，获得最终的油和/或脂肪物流，也称为水含量小于5％(w/w)且具有相当高FFA含量的酸性油物流。在方法的第二步中，然后通过甘油解反应处理该具有高FFA含量的酸性油，从而将FFA转化为甘油单酯、二酯和三酯。在本专利技术的第一步中，将所选的废物流在没有任何化学添加的情况下提交至一个三步物理处理过程，以从所述废物流中提取和回收具有相当高FFA含量的油和/或脂肪。所述物理方法包括在第一步中通过粗过滤从原料物流中脱除固体，其中将粒度大于15mm的固体脱除。在粗过滤步骤中，应用80℃的工艺水液化废物流中的油和/或脂肪内容物以强化动态倾析步骤和脱除粒度大于15mm的固体。然后将该过滤后的废物流贮存于加热且搅拌的罐中，其中使温度保持在40-85℃和20rpm的最大搅拌速度，以避免脂脂乳化。在动态倾析步骤中，根据废物的种类、废物流中存在的固含量和固体种类(即可沉降固体或悬浮固体但不限于此)以及油和脂肪的含量，调节差动转速和液体输出半径的大小。所述差动转速在5-15rpm间变化，和所述液体输出半径的大小在102-106mm间变化。该过滤步骤结束时，获得水和固体含量<1％(w/w)的包含油和/或脂肪的物流。在第三步中，通过高速离心分离(接近5200rpm)脱除水和仍存在的一些固体。离心分离步骤在温度范围80-90℃下发生，离心时间为15-99min和液体输出半径的大小为102-127mm。可以决定调节离心分离的时间，以避免操作中固体的累积。最终，获得水含量小于5％(w/w)和FFA含量相当高(大于50％)的油物本文档来自技高网...

【技术保护点】
由包含25‑50％(w/w)有机油和/或脂肪的废物流生产甘油酯的方法，其中所述有机油和/或脂肪包含游离脂肪酸(FFA)，所述方法包括如下步骤：粗过滤步骤，其中应用80℃的工艺水液化废物流中的油和/或脂肪内容物以强化动态倾析步骤，其中将粒度大于15mm的固体分离并脱除；动态倾析步骤，其中将粒度大于1mm的固体分离并脱除；在80‑90℃的温度下的离心分离步骤，其中所得的酸性油物流的水含量低于5％(w/w)和FFA含量高于50％(w/w)；应用甘油但不用催化剂使前一步获得的酸性油物流进行甘油解反应步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.11 PT 1088101.由包含25-50％(w/w)有机油和/或脂肪的废物流生产甘油酯的方法，其中所述有机油和/或脂肪包含游离脂肪酸(FFA)，所述方法包括如下步骤：粗过滤步骤，其中应用80℃的工艺水液化废物流中的油和/或脂肪内容物以强化动态倾析步骤，其中将粒度大于15mm的固体分离并脱除；动态倾析步骤，其中将粒度大于1mm的固体分离并脱除；在80-90℃的温度下的离心分离步骤，其中所得的酸性油物流的水含量低于5％(w/w)和FFA含量高于50％(w/w)；应用甘油但不用催化剂使前一步获得的酸性油物流进行甘油解反应步骤。2.前述权利要求的方法，其中使来自粗过滤步骤的过滤后废物流保...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·多敏古兹德马托斯，A·R·莫莱斯塞奎拉，
申请(专利权)人：瑞斯威可持续解决方案股份有限公司，
类型：发明
国别省市：葡萄牙,PT