一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生物油脂水解甘油的分离净化工艺，特别涉及一种氧化+絮凝+气浮协同分离净化水解甘油的工艺。通过本发明专利技术工艺，可以有效脱除甜水中的油脂和不溶性脂肪酸、二价铁离子、蛋白质等杂质，能够加速固液分离速率，具有产品稳定性好、生产效率高、操作简单的优点，实现了生产过程的绿色化和资源化，具有明显的经济效益和社会效益。

A Synergistic Separation and Purification Process for Glycerol Hydrolysis

The invention discloses a separation and purification process for hydrolysis glycerol of bio-oil, in particular relates to a process of synergistic separation and purification of hydrolysis glycerol by oxidation, flocculation and air flotation. The process of the invention can effectively remove oil and insoluble fatty acids, ferrous ions, protein and other impurities in sweet water, accelerate solid-liquid separation rate, has the advantages of good product stability, high production efficiency and simple operation, realizes green and resource production process, and has obvious economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺
本专利技术涉及生物油脂水解甘油
，尤其是一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，使用了氧化+絮凝+气浮协同分离的方法来净化水解甘油，应用于棕榈油等油脂水解甘油的除油、脱杂过程。
技术介绍
生物油脂通常为高级脂肪酸与甘油生成的脂，在生物油脂下游深加工产品的生产过程中，通常需要对油脂进行水解，以得到高级脂肪酸和甘油。棕榈油是一种典型的生物油脂，硬化棕榈油脂水解是硬脂酸生产的关键环节。硬化棕榈油水解后除了得到硬脂酸，还会得到富含甘油的水解液(甜水)，该甜水中通常含有脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸甘油酯、蛋白质、纤维素、金属离子、色素等杂质。甜水浓缩后经除油、脱杂及脱色分离净化，可以进一步生产得到成品甘油。除油是指除去甜水中含有的脂肪酸、蛋白质等杂质，这些甜水中难溶性组分，会导致甘油产品的浊度增加，料液浑浊；脱杂指脱除甜水中混杂的一些金属离子，这些杂离子特别是Fe离子，不仅会引起甘油产品在储存中产生丙烯醛变味，还会引起甘油产品色泽变黄加深等问题，导致产品品质的不稳定；脱色指脱除甜水中存在的色素类杂质，以满足甘油产品无色透明澄清的外观要求。经过分离提纯处理后的甜水，可以浓缩精制得到成品甘油。油脂水解得到的甘油原液(甜水)的主要成分为水、甘油、油脂、脂肪酸及其盐、色素等。作为典型生产过程，棕榈油水解甜水经初步浓缩后，得到的甜水pH值通常为5.35，密度约为1065kg/m3，悬浮物含量约为0.6％wt。该甜水原液在粘度较高，且极为浑浊，含有微细不定形悬浮类物质，能够在料液中较为稳定地悬浮，直接采用普通非均相分离方法难于处理。目前通常采用盐酸-石灰法工艺进行甜水除油，该方法通过等电点凝聚来使得甜水中的油脂等凝聚，具有简单易操作，成本低等优点，但生产中存在板框过滤速率不稳定、处理负荷可控性差等问题，并且产生的固废(滤渣)是再处理的极大难点，特别就连焚烧处理也存在易结垢风险。甜水中存在的色素类组分，通常通过活性炭吸附处理，但活性炭只能吸附除去其中大分子色素及难溶性色素类物质，对于具有一定颜色及导致甘油产品问题的溶解性铁离子，则无法脱除。针对该生物油脂水解产生的甜水，探索合适的除油脱杂(特别是铁离子)方法，寻求一种简单易操作、效果好、成本低、生产过程稳定且可控性好的工艺，成为一个重要的问题。从生产角度上看，水解甘油的分离提纯，不仅直接关系到了甘油产品的品质，同时也成为影响生产过程效率和绿色化的关键技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，该工艺特别使用了氧化+絮凝+气浮协同分离的方法来净化水解甘油，本专利技术可用于棕榈油等天然生物油脂及回收油脂水解甘油的除油、脱杂离子及脱色过程。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，具有以下步骤：(1)、经过初步浓缩的甘油原液进入处理罐，通过氧化操作，使得溶液中的二价铁离子氧化形成难溶性三价铁氢氧化物析出；(2)、加入絮凝剂进行絮凝，然后进行曝入微气泡，在絮凝作用和微气泡相界面吸附作用的协同作用下，油脂水解甘油中的不溶性油脂、蛋白、三价铁沉淀及有色物质，聚集在一起，在甘油水中形成悬浮的大尺寸不溶性团块；(3)、进行气浮操作，微气泡与液相中的不溶性团块结合，在密度差(重力)的作用和气浮作用下，迅速上升至液相表面，形成油污泡沫层，与甘油水分离；(4)、进行除油沫处理，将甘油水中的油污脱除；(5)、进行保安过滤，固液分离以得到无色澄清的高品质甘油水；(6)、分离出的富含油脂和硬脂酸的油污，经收集后升温熔化，然后进行萃取净化处理，净化后的油脂返回水解工段回用或作毛油脂利用。进一步地，所述步骤(1)中氧化操作为曝气供氧、气浮供氧和/或在搅拌条件下添加氧化剂。氧化剂为双氧水、次氯酸钙等，特别地，当使用铁盐絮凝剂时，通过氧化作用能够充分地降低铁盐在料液中残留的二价铁离子浓度，提高最终甘油产品品质。进一步地，所述步骤(2)中絮凝剂为铁盐、铝盐或有机高分子絮凝剂中的一种或多种。铁盐和铝盐，主要为氯化铁、聚合氯化铁、氯化铝、聚合氯化铝及二者的混合物；有机高分子絮凝剂，主要是羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐、聚乙烯亚胺絮凝剂，。在实际使用中，有机絮凝剂可以和无机絮凝剂混合使用，以增强效果。进一步地，所述步骤(3)中气浮操作所使用的气体为空气、氮气、或氮气与氧气的混合物。步骤(3)中曝入的气体，还具有气升搅拌作用，特别适合于需要低剪切力的絮凝过程，能够有效避免机械搅拌带来的径向线速度分布不匀，剪切力过大导致絮团破碎等问题，而且也能过有效地加速絮团的气浮分离速度。在甜水处理的不同阶段，通过控制曝入气体的速率、组成和气泡大小，可以实现气升搅拌、供氧、气体吸附和气浮的功能化作用，从而对甜水的处理过程进行有效调控，实现节能增效。进一步地，所述步骤(2)中曝入微气泡操作在加入絮凝剂后进行，微气泡平均直径为0.1μm～10mm。在加入絮凝剂后往料液中曝入平均直径为0.1μm～10mm的微气泡，在气-液界面的吸附作用下，利用微气泡自身巨大的比表面积，对液相中的油脂、蛋白、三价铁沉淀及有色物质等产生吸附富集作用，从而进一步强化絮凝作用对甜水中油污等组分的富集和分离，并形成更大尺寸和规模的结块和集群。进一步地，所述步骤(4)与步骤(3)同时进行，当油沫升至液面后，可通过刮沫、捞取或溢流方式将油沫与甘油水分离。进一步地，所述步骤(6)中萃取净化处理所使用的萃取剂为强酸性水溶液或有机溶剂。本专利技术的有益效果是：本专利技术设计合理，操作简便，具有以下优点：1)采用氧化+絮凝+气浮协同分离净化工艺代替现有的盐酸+氢氧化钙工艺，能够有效脱除甜水中的二价铁离子、能够加速固液分离速率、能够在曝气同时实现搅拌和供氧作用，具有产品稳定性好、生产效率高、操作简单的优点；与常规的盐酸+氢氧化钙工艺处理使甜水中的脂肪酸、蛋白质等形成钙皂凝聚沉降相比，本专利技术极大地降低了原生产板框过滤固液分离的生产负荷，同时也避免了氢氧化钙的加入，减少了固废产生的总量；2)处理过程中未添加氢氧化钙等不溶性固形添加剂，分离得到的油脂类物质可以经过热熔脱盐和萃取预处理，实现油脂和硬脂酸的分离回收循环再利用，彻底根除了固体废物的产生，实现了生产过程的绿色化和资源化，具有明显的经济效益和社会效益；3)氧化+絮凝+气浮协同分离净化工艺对工艺设备要求不高，甚至只需对原有中和设备进行适当改造即可使用，具有设备投资或改造费用低、应用可行性强和实现容易的特点。具体实施方式现在结合优选实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1某车间从高压水解工段来的未处理甘油水，经蒸发系统粗浓缩得到浓度约为25％的甜水(甘油水)。甘油水经甜水进料泵将打入处理罐，大气量大气泡曝气气升搅拌条件下升温至60℃以上，然后在甘油水中加入氯化铁溶液进行预絮凝，搅拌均匀后加入聚丙烯酰胺絮凝剂进行絮凝。停大气泡气升搅拌，静置15min后开微气泡曝气装置，气浮使悬混在甜水中的油脂等分离出来，撇去上层油渣。检测甘油水中二价铁离子浓度小于10ppm后，停止气浮并将处理好的甘油水过保安过滤，得到无色透明的甘油水。将含甘油约为25％的滤液打入蒸发系统，直接浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，其特征在于：具有以下步骤：(1)、经过初步浓缩的甘油原液进入处理罐，通过氧化操作，使得溶液中的二价铁离子氧化形成难溶性三价铁氢氧化物析出；(2)、加入絮凝剂进行絮凝，然后进行曝入微气泡，在絮凝作用和微气泡相界面吸附作用的协同作用下，油脂水解甘油中的不溶性油脂、蛋白、三价铁沉淀及有色物质，聚集在一起，在甘油水中形成悬浮的大尺寸不溶性团块；(3)、进行气浮操作，微气泡与液相中的不溶性团块结合，在密度差的作用和气浮作用下，迅速上升至液相表面，形成油污泡沫层，与甘油水分离；(4)、进行除油沫处理，将甘油水中的油污脱除；(5)、进行保安过滤，固液分离以得到无色澄清的甘油水；(6)、分离出的油污，经收集后升温熔化，然后进行萃取净化处理，净化后的油脂返回水解工段回用或作毛油脂利用。

【技术特征摘要】
1.一种用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，其特征在于：具有以下步骤：(1)、经过初步浓缩的甘油原液进入处理罐，通过氧化操作，使得溶液中的二价铁离子氧化形成难溶性三价铁氢氧化物析出；(2)、加入絮凝剂进行絮凝，然后进行曝入微气泡，在絮凝作用和微气泡相界面吸附作用的协同作用下，油脂水解甘油中的不溶性油脂、蛋白、三价铁沉淀及有色物质，聚集在一起，在甘油水中形成悬浮的大尺寸不溶性团块；(3)、进行气浮操作，微气泡与液相中的不溶性团块结合，在密度差的作用和气浮作用下，迅速上升至液相表面，形成油污泡沫层，与甘油水分离；(4)、进行除油沫处理，将甘油水中的油污脱除；(5)、进行保安过滤，固液分离以得到无色澄清的甘油水；(6)、分离出的油污，经收集后升温熔化，然后进行萃取净化处理，净化后的油脂返回水解工段回用或作毛油脂利用。2.根据权利要求1所述的用于油脂水解甘油的协同分离净化工艺，其特征在于：所述步骤(1)中氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岚，缪赟，秦勇明，祝强，孙磊，王龙耀，
申请(专利权)人：南通市康桥油脂有限公司，常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32