一种制备生物柴油的装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种制备生物柴油的装置及制备方法，所述装置包括燃油箱、柴油发动机、发电机、培养基循环补液系统、促生长营养箱、转动机构、磁场发生装置、增殖培养箱、气体补充装置、藻类预培养箱、反应装置、高压泵、萃取装置、加热装置、分离器、物料回收装置、烟囱、智能控制器，所述系统用以生产可再生清洁能源，相比燃烧不可再生的石油能源成本低、环境友好。

A device for preparing biodiesel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种制备生物柴油的装置及制备方法
本专利技术涉及新能源领域，尤其涉及一种制备生物柴油的装置及制备方法。
技术介绍
人们迫切需要建立以可再生能源为主的能源结构逐渐取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的能源结构。目前，业内主要使用燃煤发电、燃油发电和水电发电，同时还大力开发了风能、地热、太阳能、核能及生物质能发电技术。生物质能发电技术因其可再生性和无污染性被世界各国所重视，但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的。生物柴油属生物质能利用的一种，生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和微藻等水生植物油脂通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，这种绿色柴油生产过程中具有绿色、环保的特点，有利于环境的可持续发展。日前，生物柴油发电还存在下述技术壁垒：不使用有机溶剂就达不到高酯交换率；反应系统中的甲醇达到一定量时脂酶就失活；反应时间长；由于酶的介入成本高、效率低。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种制备生物柴油的装置及制备方法。本专利技术是以如下技术方案实现的：一种制备生物柴油的装置，所述装置包括燃油箱、柴油发动机、发电机、培养基循环补液系统、促生长营养箱、转动机构、磁场发生装置、增殖培养箱、气体补充装置、藻类预培养箱、反应装置、高压泵、萃取装置、加热装置、分离器、物料回收装置、烟囱、智能控制器。进一步地，所述培养基循环补液系统、促生长营养箱均与增殖培养箱连接，并分别受控于智能控制器，用于向增殖培养箱输送营养物质。进一步地，转动机构与磁场发生装置相连，所述磁场发生装置设置在增殖培养箱四周并与转动机构相连接，所述转动机构受控于所述智能控制装置，以带动磁场发生装置围绕增殖培养箱转动，所述气体补充装置分别与所述增殖培养箱及萃取装置连接，所述增殖培养箱的输出端与反应装置连接，增殖后的物料通过所述反应装置处理后进入萃取装置，所述萃取装置连接有加热装置与高压泵，所述加热装置、高压泵与智能控制器连接并受控于智能控制器，用于给萃取装置加热及提供压力以形成超临界萃取状态，所述萃取装置下方还连接有分离器及物料回收装置，物料回收装置获得的生物柴油经燃油箱燃烧将热能通过柴油发动机转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能，燃烧产生的废气经烟囱排出。进一步地，所述增殖培养箱为透明柱体培养箱，所述藻类预培养箱为多个单体培养箱。进一步地，所述增殖培养箱外周设置有两条与增殖培养箱垂直方向平行的磁场发生装置，所述磁场发生装置在转动机构的带动下围绕增殖培养箱做平面转动并提供75mT的磁场。进一步地，经增殖培养后的黄丝藻进入反应装置进行酯化反应，反应后的混合物料进入萃取装置，萃取装置气体补充装置的CO2通过高压泵连通萃取装置，高压泵能够将CO2输送至萃取装置内，萃取装置在高压CO2加热条件形成超临界CO2萃取，萃取完成后的生物柴油经分离器分离进入物料回收装置。进一步地，超临界CO2萃取的最佳参数为压力5.3M-5.7MPa，温度288-302K。本专利技术具备下述有益效果：1.本系统能够保障黄丝藻藻体的快速繁殖及生物量的大幅提高；2.酯化反应时间短，无需生物酶介入，仅需化学催化剂，显著降低生产成本；3.酯化反应与萃取反应分别在两个工作室进行，以防止超临界萃取效率或酯化反应效率降低；4.黄丝藻含油量极高，并且生长周期短，可以利用光合作用，无二次污染，是一种十分具有工业化前景的新型能源生物。5.本专利技术将可再生清洁能源生物能转化为电能，相比燃烧不可再生的石油能源成本低、环境友好、发电效率高。附图说明图1是本实施例提供所述高效生产生物能源的自动化系统的结构示意图，1-培养基循环补液系统、2-促生长营养箱、3-转动机构、4-磁场发生装置、5-增殖培养箱、6-气体补充装置、7-藻类预培养箱、8-反应装置、9-高压泵、10-萃取装置、11-加热装置、12-分离器、13-物料回收装置、14-燃油箱、15-柴油发动机、16-发电机、17-烟囱、101-智能控制器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，本专利技术实现所述技术效果基于各部件、结构或系统的连接关系，本专利技术所使用的控制方法均为本领域技术人员所知悉的通用方法。实施例1：如图1所示，本专利技术所述系统包括培养基循环补液系统1、促生长营养箱2、转动机构3、磁场发生装置4、增殖培养箱5、气体补充装置6、藻类预培养箱7、反应装置8、高压泵9、萃取装置10、加热装置11、分离器12、物料回收装置13、燃油箱14、柴油发动机15、发电机16、烟囱17、智能控制器101；所述培养基循环补液系统、促生长营养箱均与增殖培养箱连接，并分别受控于智能控制器，控制用于向增殖培养箱输送营养物质，转动机构与磁场发生装置相连，所述磁场发生装置位于设置在增殖培养箱四周并与转动机构相连接，所述转动机构受控于所述在智能控制装置，用于控制下带动磁场发生装置围绕增殖培养箱转动，所述增殖培养箱用于物料的快速增殖，所述气体补充装置与所述增殖培养箱连接，用于定期向所述增殖培养箱补充CO2，所述增殖培养箱的输出端与反应装置连接，增殖后的物料通过所述反应装置反应处理后进入萃取装置，所述萃取装置连接有加热装置与高压泵，所述加热装置、高压泵与智能控制器连接并受控于智能控制器；用于给萃取装置加热及提供压力以形成超临界萃取状态，所述萃取装置下方还连接有分离器及物料回收装置，物料回收装置获得的生物柴油经燃油箱燃烧将热能通过柴油发动机转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能，燃烧产生的废气经烟囱排出。如图1所示，箭头实现表示物料流转方向，虚线表示电连接，双实线表示能量传递，基循环补液系统、促生长营养箱、增殖培养箱、气体补充装置、转动机构、藻类预培养箱、反应装置、高压泵、萃取装置、加热装置、分离器、燃烧箱、柴油发动机与智能控制器电连接并受智能控制器控制。所述藻类预培养箱将预培养后的藻类输送至增殖培养箱以实现快速增殖的目的，所述培养基循环补液系统与促生长营养箱向增殖培养箱定期补充营养物质以保证藻类快速增殖，满足生产需要，气体补充装置向增殖培养箱定期补充CO2以保证藻类的油产量，快速增殖后的藻类进入反应装置进行酯化反应后初产物运输至萃取装置，通过超临界CO2对靶标产物进行萃取，萃取后的产物输送至物料回收装置。实施例2：培养基循环补液系统内设置有BG11培养基，促生长营养箱内设置有微量元素，所述微量元素含有ω-7脂肪酸(前体物质)，受智能控制系统控制定期向增殖培养箱中补充培养基及微量元素；所述增殖培养箱为透明柱体增殖培养箱，增殖培养箱中培养大量经过藻类预培养箱预培养的黄丝藻，所述藻类预培养箱为多个单体培养箱，单体培养箱个数为8-15个，气体补充装置内贮藏有CO2，定期向增殖培养箱补充，形成兼性有氧环境，有效刺激黄丝藻生长；增殖培养箱外周设置有两条与增殖培养箱垂直方向平行的磁场发生装置，所述磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备生物柴油的装置，其特征在于，所述装置包括燃油箱、柴油发动机、发电机、培养基循环补液系统、促生长营养箱、转动机构、磁场发生装置、增殖培养箱、气体补充装置、藻类预培养箱、反应装置、高压泵、萃取装置、加热装置、分离器、物料回收装置、烟囱、智能控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备生物柴油的装置，其特征在于，所述装置包括燃油箱、柴油发动机、发电机、培养基循环补液系统、促生长营养箱、转动机构、磁场发生装置、增殖培养箱、气体补充装置、藻类预培养箱、反应装置、高压泵、萃取装置、加热装置、分离器、物料回收装置、烟囱、智能控制器。


2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述培养基循环补液系统、促生长营养箱均与增殖培养箱连接，并分别受控于智能控制器，用于向增殖培养箱输送营养物质。


3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，转动机构与磁场发生装置相连，所述磁场发生装置设置在增殖培养箱四周并与转动机构相连接，所述转动机构受控于所述智能控制装置，以带动磁场发生装置围绕增殖培养箱转动，所述气体补充装置分别与所述增殖培养箱及萃取装置连接，所述增殖培养箱的输出端与反应装置连接，增殖后的物料通过所述反应装置处理后进入萃取装置，所述萃取装置连接有加热装置与高压泵，所述加热装置、高压泵与智能控制器连接并受控于智能控制器，用于给萃取装置加热及提供压力以形成超临界萃取状态，所述萃取装置下方还连接有分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑权，
申请(专利权)人：郑权，
类型：发明
国别省市：湖北;42