用于生物油收取的方法和系统以及为此的分离助剂的制作方法
2025-07-29 12:21:04 354次浏览
述分离助剂允许通过分离加工例如离屯、进行生物油的收取。分离助剂可增强生物质的油 和非油组分之间的分离，其中可通过简单的分离工艺从生物质W高浓度级分收取油。分离 助剂还可增加经处理的生物质中提供的可收取的油中的澄清度（透明度，clarity)。此外， 从生物质分离油可W比一些对比性处理产品相对低的剂量水平达到，例如在本文中描述的 实施例中显示的。
[0035] 大体上，本发明设及从发酵工艺进行生物油收取的方法。所述方法可包括如下、包 含如下、基本上由如下组成、或由如下组成：将至少一种分离助剂添加到包含油的酒糟，W 形成经处理的酒糟，之后将所述酒糟离屯、。所述方法进一步包括将经处理的酒糟在至少一 个离屯、机（例如，一个、两个、或者=个或更多个）中离屯、W从经处理的酒糟分离所述油的 至少一部分（例如，基于存在于经处理的酒糟中的油的重量，分离至少0. 1重量％ -100重 量％的存在于经处理的酒糟中的可利用的油）。分离助剂可包括如下、基本上由如下组成、 包含如下、或由如下组成：至少一种卵憐脂和至少一种油W及任选的至少一种具有至少6 的HLB值的表面活性剂。
[0036] 在本发明的方法中，分离助剂可在位于离屯、上游的至少一个蒸发器之前和/或之 中添加。
[0037] 在本发明中，发酵工艺可包括如下、包含如下、基本上由如下组成、或由如下组成： 酒糟可顺序地进入且位于离屯、上游的蒸发器系列。分离助剂的添加可刚好在位置较接近于 离屯、机的蒸发器的至少一个之前或之中发生。所述方法可设及蒸发器系列，其可包括1-8 个或更多个蒸发器，例如至少8个蒸发器，其中分离助剂的添加刚好在第5个、第6个、第7 个和/或第8个蒸发器之前或之中发生。
[0038] 本发明的分离助剂可为包括卵憐脂和油的组合物。所述组合物任选地可进一步包 括至少一种具有至少6的HLB值的表面活性剂。运些化合物可满足对于动物饲料规章所 要求的标准，W及与本文中指明的先前的萃取组分相比具有更高的沸点但不具有它们的缺 点。例如，分离助剂可包括卵憐脂和矿物油组分，其被列举为GRAS批准的产品且单独地通 常在许多食品应用中被发现。作为其优点的一些，分离助剂可包括较高沸点组分，GRAS批 准的起始材料，可W较低的剂量要求使用，具有改善的油分离和/或油澄清度，和/或具有 减少的离屯、机结垢和改善的后分离。分离助剂可像破油（油破裂，oilbreaking)添加剂 一样起作用W减少其在酒糟和其它生物质中的乳化或倾向，和/或增强油与水相可分离性 和/或经处理的生物质中的分离。
[0039] 在实例中，用于生物油收取例如用于得自生物质发酵工艺的植物油或得自藻产业 的藻类油的处理的分离助剂可包括卵憐脂、控油、和任选地具有至少9的HLB的表面活性 剂。例如，卵憐脂可为改性卵憐脂，控油可基于矿质海豹油，且如果包括表面活性剂，则表面 活性剂可为基于乙氧基化的糖醇醋或甘油=酸醋的非离子型表面活性剂。当在处理生物质 时将运些卵憐脂、油、和任选的表面活性剂组分组合使用时，所得产品W低的剂量水平帮助 油分离和澄清度。分离助剂在如下方面可为特别有效的：在生物质发酵工艺之后促进在用 所述组合物处理的生物质中的油分离。尽管分离助剂被有利地用在生物油收取中，但其可 用于许多用途和功能例如消泡剂、油分离助剂、发酵助剂、破乳剂，和/或破油助剂。
[0040] 所指明的分离助剂可用于例如从得自由玉米生产乙醇的酒糟副产品收取油的方 法，所述由玉米生产乙醇例如通过使用干研磨技术进行，例如美国专利No. 5, 250, 182中描 述的，将其通过参考全部引入本文中。酒糟副产品可为全酒糟、稀酒糟、或来自蒸发器的浆。 如通常知晓的，通过如下收取稀酒糟：在发酵完成之后，从"全酒糟"剩余物分离湿谷物酒 糟。如本领域中还通常知晓的，该机械分离可使用压机/挤出机、沉降式离屯、机（还简称为 "倾析器"）、或筛网离屯、机实现。然后从未过滤的稀酒糟除去水分W产生浓缩物或浆，例如 通过蒸发。本发明的分离助剂使得可容易地从全酒糟、稀酒糟、浆（浓缩物）、或其任意组合 收取有用的油，而无需加压煮制酒糟或使用多级过滤，其可为昂贵的和复杂的形式的加工。
[0041] 参考图1，用于由玉米生产乙醇生物燃料和副产品的工艺100包括从用分离助剂 处理的酒糟进行生物油收取107。在该图中确定了几种工艺副产品101、102、103用于举 例说明多种类型的"酒糟"，其可分别至少部分地用于至少一种、两种或全部S种工艺物流 104、105、和106中W用作生物油收取107中的原料。如图1中所示，在蒸馈之后，全酒糟通 过离屯、机例如沉降式离屯、机分离成湿的谷物和稀酒糟。蒸发器108可通过蒸发将稀酒糟浓 缩成浆，并且所述浆可与湿的谷物组合W产生谷物酒糟及可溶物（distillergrainsand solubles,DGS)，或者可被干燥W产生干谷物酒糟及可溶物值DG巧，或者两者。生物油收取 107可作为子系统实施或者实施成集成到所述图中所示的初级工艺线路中。生物油收取，例 如，可为如下的工艺的一部分：其中酒糟从主要工艺线路转向或取出W用与如下组合的分 离助剂进行处理：在与包括蒸发器108的图1中所示的主要系统线路不同的子系统上的蒸 发器和离屯、机。替代地，生物油收取107可更直接地集成到主要工艺线路中。例如，用分离 助剂对稀酒糟进行处理可与在主要工艺线路的蒸发器108和一起的用于收取油（示于本文 中的其它图中）的添加的离屯、机中进行的蒸发组合发生。在该实例中，主要工艺线路的蒸 发器108和指明的添加的离屯、机用于生物油收取子系统中。为了说明，玉米在图1中被显 示作为生物质材料，且可使用其它生物质材料，例如其它可发酵的包含淀粉的生物质材料。
[0042] 参考图2,显示应用于包含油的酒糟的生物油收取的方法。显示被进料到生物油收 取200 (其可与图1中显示的107相同）的酒糟201，其中用分离助剂202处理酒糟，分离助 剂202可具有本文中描述的组成。将所得的经处理的酒糟203离屯、204W提供油浓缩的产 品205和油贫化的浆206。油贫化的浆206任选地可在步骤207中与湿谷物酒糟（WDG)例 如在图1的工艺流程中显示的WDG组合用于进一步的加工。
[0043] 参考图3,用于生物油收取的子系统300包括多级蒸发器302和离屯、机306用于在 从作为原料的包含油的酒糟301收取生物油308中使用。多级蒸发器302,例如，可为多个 蒸发器的系列布置，所述蒸发器可从酒糟除去水和/或其它挥发物W将稀酒糟浓缩和增加 其固体物含量。多级蒸发器302可为例如多级闪蒸器，其可具有在生物乙醇生产工业中通 常知晓的设备设计。在运方面，降膜、或强制循环、或多效蒸发器、或其它类型的蒸发器可用 于酒糟的浓缩。原料301，例如，可为关于图1所指明的酒糟来源的任意。在其中稀酒糟为 原料的实例中，作为玉米发酵和蒸馈的副产品产生的全酒糟的初始加工可W常规的方式例 如使用离屯、倾析器（未示出）进行，且机械分离的稀酒糟可被递送至形成子系统300的部 分的多级蒸发器302。为了增加效率，可使用运样的多级蒸发器减小正在加热和经加热的介 质之间的溫度差异。在图3中，蒸汽310被进料到多级蒸发器302的单独的蒸发器303A、 303B和303C的至少一个中，且挥发物313B和313A从蒸发器系列作为塔顶馈出物排放且 可在随后的蒸发器中用于加热那个单元中的酒糟。如图3中所示，新鲜蒸汽可通过阀316G 引入到蒸发器303C。例如，蒸汽可在蒸发器303C的热交换设计的蒸汽侧（非产品侧）引 入，且经加热的酒糟的挥发物313B可从蒸发器303B的酒糟侧排放。浓缩的加热蒸汽317 可从蒸发器303C取出。在蒸发器303C中产生的酒糟挥发物313B可被进料到随后的蒸发 器303B的热交换设计的蒸汽侧并用于加热那个单元中的酒糟。轮流地，从蒸发器303B的 酒糟侧排放的挥发物313A可被进料到另一蒸发器303A的热交换设计的蒸汽侧并用于加热 那个单元中的酒糟。蒸气/挥发物物流311可从蒸发器303A的酒糟侧排放。新鲜蒸汽还 可被至少部分地用于加热所述蒸发器的多个和全部中的酒糟。累可在多级蒸发工艺中的蒸 发器之间用于将未挥发的包含油的液体（"底沉积物"）从一个蒸发器连续地传导到多级蒸 发器单元的工艺流程中的下一蒸发器。 W44] 图3中使用的多级蒸发器302,例如，可具有多个级（即，"n"个级，其中n>扣。 "级"的数目"n"可为例如串联布置的2或更多个级、或者5或更多个级、或8或更多个级、 或2-8个级、或2-9个级、或2-10个级、或其它数量。蒸发器302,例如，可具有8个级W及 用于将酒糟从第一蒸发器或第一级累送到第2级、从第2级累送到第3级、从第3级累送到 第4级、从第4级累送到第5级、从第5级累送到第6级、从第6级累送到第7级、和从第7 级累送到第8级的7个中间累。可使用额外的累例如第八个累从最后的蒸发器累送底沉积 物。随着酒糟通过蒸发器的级的系列前进，蒸发器中的酒糟底沉积物的油含量可逐渐变得 更大且含水的和挥发性有机可溶物含量可逐渐变得更小。例如，图3显示具有n个级的蒸 发器的多级蒸发器302,其包括蒸发器303A、303B和303C。阀316A-F可用于控制通过蒸发 器系统302的液体酒糟的流。累304A将底沉积物从第一蒸发器303A累送到随后的蒸发 器，例如蒸发器303B或其它中间蒸发器（未示出）。累304A还可用于将蒸发器303A的底 沉积物再循环回到那个蒸发器中。累304B将底沉积物从蒸发器303B累送至蒸发器303C。 累304B还可用于将底沉积物再循环回到蒸发器303B。累304C可用于将蒸发器303C的底 沉积物再循环回到那个蒸发器中和/或可将底沉积物307从最后的蒸发器303C累送到离 屯、机306。独立的滑油供应累（oilskidsupplypump) 304D可由选定的蒸发器例如蒸发器 303B的抽吸进行拉拽，且累304D可将酒糟/浆312从选定的蒸发器供应到油离屯、机306。 蒸发器303B在图3的图示中被显示为选择用于该目的，但可选择另外的蒸发器例如303A、 303C等等，如所指明的，额外的蒸发器和累可在第一蒸发器303A和其排放累304A之间W及 在蒸发器303B和其排放累304B之间安装和使用。示出了到相应的不同蒸发器303A、303B 和303C的原料301A、301B和301C。如图3中所示，可包括阀系W任选地将底沉积物的一些 或不将底沉积物从相应的蒸发器再循环回到相同的蒸发器中。分离助剂305A可被添加到 酒糟原料301，或者分离助剂305B可在累304A处添加，或者分离助剂305C可在累304B处 或在累304D处添加，或者分离助剂可添加到通过累...
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