TWI618564B - Equipment for extracting wet biomass - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種萃取濕生物質之設備。該萃取濕生物質之設備包括一濕生物質前處理單元、一高壓萃取容器、一液化氣體供應單元及一萃取物分離單元。該濕生物質前處理單元用以混合一濕生物質與一溶劑，以製得一混合物，再分離該混合物，以取得一濃縮生物質。該高壓萃取容器用以萃取該濃縮生物質，該高壓萃取容器包括一容器本體及一多孔性元件。該容器本體具有一內部空間、一入口及一出口，該內部空間用以放置該濃縮生物質，該入口及該出口係連通該內部空間。該多孔性元件設置於該容器本體之內部空間，且位於該入口之上方。該液化氣體供應單元連接該容器本體之入口，用以供應一液化氣體至該內部空間，以使該濃縮生物質與該液化氣體混合。該萃取物分離單元連接該容器本體之出口，用以分離該高壓萃取容器萃取該濃縮生物質所得之油脂、固體渣料及該液化氣體。
Description
本發明係關於一種萃取設備，且更特定言之，係關於一種萃取濕生物質之設備。
生物質如藻類等，因生長快速且可生產油脂，現今已成為熱門的生質能及營養保健成分來源。該生物質一般生長於潮濕環境，故收成時含水量極大。
為避免水份阻礙生物質之油脂萃取，習知萃取設備係會出對濕生物質進行高溫乾燥或冷凍乾燥等脫水處理。然而，高溫乾燥處理係會造成生物質中之熱不穩定物質損失或質變，而冷凍乾燥處理之能源消耗極大且處理時間長，故不利於商業化運轉。
因此，有必要提供一創新且具進步性之萃取濕生物質之設備，以解決上述問題。
萃取濕生物質中油脂之方法包括混合一濕生物質與一第一溶劑，以製得一混合物；分離該混合物，以取得一含第一溶劑之溶液及一濃縮生物質；及加入一液化氣體於該濃縮生物質中，並以機械分散方式萃取該濃縮生物質，以獲得油脂。該液化氣體係指氣體在高壓環境下被液化，用以提升對油脂溶解度，因此萃取濕生物質係在高壓環境下進行，利用液化氣體於一高壓容器中萃取該濃縮生物質，以獲得油脂，當萃取完成後，進行減壓，
以使該液化氣體汽化分離，進而可回收再利用。
在一實施例中，一種萃取濕生物質之設備包括一濕生物質前處理單元、一高壓萃取容器、一液化氣體供應單元及一萃取物分離單元。該濕生物質前處理單元用以混合一濕生物質與一溶劑，以製得一混合物，再分離該混合物，以取得一濃縮生物質。該高壓萃取容器用以萃取該濃縮生物質，該高壓萃取容器包括一容器本體及一多孔性元件。該容器本體具有一內部空間、一入口及一出口，該內部空間用以放置該濃縮生物質，該入口及該出口係連通該內部空間。該多孔性元件設置於該容器本體之內部空間，且位於該入口之上方。該液化氣體供應單元連接該容器本體之入口，用以供應一液化氣體至該內部空間，以使該濃縮生物質與該液化氣體混合。該萃取物分離單元連接該容器本體之出口，用以分離該高壓萃取容器萃取該濃縮生物質所得之油脂、固體渣料及該液化氣體。
在一實施例中，一種高壓萃取容器包括一容器本體及一多孔性元件。該容器本體具有一內部空間、一入口及一出口，該入口及該出口係連通該內部空間。該多孔性元件設置於該容器本體之內部空間，且位於該入口之上方。
1‧‧‧萃取濕生物質之設備
10‧‧‧濕生物質前處理單元
20‧‧‧高壓萃取容器
21‧‧‧容器本體
211‧‧‧入口
212‧‧‧出口
21S‧‧‧內部空間
22‧‧‧多孔性元件
23‧‧‧萃取籃
23B‧‧‧萃取籃之底部
24‧‧‧攪拌裝置
241‧‧‧驅動器
242‧‧‧攪拌桿件
30‧‧‧液化氣體供應單元
31‧‧‧液化氣體儲存槽
32‧‧‧輸送泵浦
40‧‧‧萃取物分離單元
41‧‧‧固液分離裝置
411‧‧‧第一流體方向切換元件
411A‧‧‧第一流體方向切換元件之入口端
411B‧‧‧第一流體方向切換元件之出口端
412‧‧‧第一固液分離元件
412A‧‧‧第一固液分離元件之入口端
412B‧‧‧第一固液分離元件之出口端
413‧‧‧第二固液分離元件
413A‧‧‧第二固液分離元件之入口端
413B‧‧‧第二固液分離元件之出口端
414‧‧‧第二流體方向切換元件
414A‧‧‧第二流體方向切換元件之入口端
414B‧‧‧第二流體方向切換元件之出口端
42‧‧‧分離槽
42B‧‧‧分離槽之底部
43‧‧‧萃取物收集容器
43P‧‧‧氣體排放管線
B‧‧‧濕生物質
B'‧‧‧濃縮生物質
G‧‧‧液化氣體
G'‧‧‧殘餘液化氣體
M‧‧‧混合物
S‧‧‧溶劑
S'‧‧‧溶液
圖1顯示本發明之實施態樣的萃取濕生物質之設備之結構示意圖。
圖2顯示本發明之實施態樣的高壓萃取容器之結構圖。
圖3顯示本發明之實施態樣的固液分離裝置之放大示意圖。
圖式及本文中使用共同的參考編號來指示相同或類似組件。本發明由以下詳細描述結合隨附圖式而更為清楚。
圖1顯示本發明之實施態樣的萃取濕生物質之設備之結構示意圖。圖2顯示本發明之實施態樣的高壓萃取容器之結構圖。配合參閱圖1及圖2，本發明之萃取濕生物質之設備1包括一濕生物質前處理單元10、一高壓萃取容器20、一液化氣體供應單元30及一萃取物分離單元40。
該濕生物質前處理單元10用以混合一濕生物質B與一溶劑S，以製得一混合物M，再分離該混合物M，以取得一濃縮生物質B'及一含該溶劑S之溶液S'。
在一或多個實施態樣中，該濕生物質B係可為藻類、菌類、動物類泥漿或植物類泥漿。
上述藻類包括但不限於如下的其中一種：綠藻、矽藻、螺旋藻、紅球藻、小球藻、擬球藻、扁藻、黃金藻、引藻、藍綠藻、破囊壺藻(Thraustochytrium sp.)及裂壺藻(Schizochytrium sp.)、隱甲藻(Crypthecodinium cohnii)、吾肯氏壺藻(Ulkenia sp.)。
上述菌類包括但不限於如下的其中一種：酵母菌、大腸桿菌及乳酸菌。
上述動物類泥漿成分包括如下的其中一種：魚、蝦、貝、禽鳥、豬、牛、羊及雞。此外，泥漿成分包括上述動物之皮、肉、骨、殼或其彼此之混合物。
上述植物類泥漿成分包括如下的其中一種：植物之果實、果肉、果皮、果籽、種皮、根、莖、葉或其彼此之混合物。
該溶劑S包括如下的其中一種：甲醇、乙醇、異丙醇、丙二醇、丙酮或其混合物。
該高壓萃取容器20用以萃取該濃縮生物質B'。該高壓萃取容器20包括一容器本體21及一多孔性元件22。該容器本體21具有一內部空間21S、一
入口211及一出口212。該內部空間21S用以放置該濃縮生物質B'。該入口211及該出口212係連通該內部空間21S。該多孔性元件22係設置於該容器本體21之內部空間21S，且位於該入口211之上方。
為方便於將該濃縮生物質B'放入該內部空間21S，在一或多個實施態樣中，該高壓萃取容器20可進一步包括一萃取籃23。該萃取籃23用以盛載該濃縮生物質B'，且該萃取籃23係於盛載完成後設置於該內部空間21S。此外，該多孔性元件22係可設置於該萃取籃23之底部23B。
該液化氣體供應單元30係連接該容器本體21之入口211，用以供應一液化氣體G至該內部空間21S，以使該濃縮生物質B'與該液化氣體G混合。在本實施態樣中，該液化氣體G係會穿透該多孔性元件22而進入該萃取籃23，並與該萃取籃23中之該濃縮生物質B'混合。該多孔性元件22用以分散該液化氣體G，如此可使該液化氣體G分散進入該內部空間21S。
在一或多個實施態樣中，該高壓萃取容器20可進一步包括一攪拌裝置24。該攪拌裝置24具有一驅動器241及一攪拌桿件242，該驅動器241設置於該容器本體21之上方，該攪拌桿件242穿設於該容器本體21之內部空間21S，且該攪拌桿件242之一端係連接該驅動器241。該驅動器241用以驅動該攪拌桿件242轉動，以充分攪拌混合該濃縮生物質B'與該液化氣體G，如此可使該濃縮生物質B'之油脂萃取率大幅提升。
該液化氣體供應單元30包括一液化氣體儲存槽31及一輸送泵浦32。該液化氣體儲存槽31用以儲存該液化氣體G。該輸送泵浦32之兩端分別連接該液化氣體儲存槽31及該容器本體21之入口211，用以輸送該液化氣體儲存槽31內之該液化氣體G進入該容器本體21之入口211。
在一或多個實施態樣中，該液化氣體G係可為丙烷、丁烷、異丁烷、
氟環烷、氫氟碳化物(HFCs)冷媒、氫氟烯烴(HFOs)冷媒或其混合物。而所述氫氟碳化物(HFCs)冷媒包含1,1,1,2-四氟乙烷，所述氫氟烯烴(HFOs)冷媒包含2,3,3,3-四氟丙烯。
該萃取物分離單元40係連接該容器本體21之出口212，用以分離該高壓萃取容器20萃取該濃縮生物質B'所得之油脂B1、固體渣料B2及該液化氣體G。
該萃取物分離單元40包括一固液分離裝置41、一分離槽42及一萃取物收集容器43。
圖3顯示本發明之實施態樣的固液分離裝置之放大示意圖。配合參閱圖1及圖3，該固液分離裝置41係連接該容器本體21之出口212，用以分離出固體渣料B2，以獲得油脂B1及該液化氣體G。
該固液分離裝置41包括一第一流體方向切換元件411、一第一固液分離元件412、一第二固液分離元件413及一第二流體方向切換元件414。該第一流體方向切換元件411之入口端411A係連接該容器本體21之出口212，該第一固液分離元件412之入口端412A及該第二固液分離元件413之入口端413A係連接該第一流體方向切換元件411之出口端411B，該第一固液分離元件412之出口端412B及該第二固液分離元件413之出口端413B係連接該第二流體方向切換元件414之入口端414A，該第二流體方向切換元件414之出口端414B係連接該分離槽42。在一或多個實施態樣中，該固液分離裝置41係可為過濾器、旋風分離器或擋板。
在本實施態樣中，該第一流體方向切換元件411及該第二流體方向切換元件414係同時切換同一個管路，以使固體渣料B2、油脂B1及該液化氣體G流向該第一固液分離元件412或該第二固液分離元件413。
若是先切換到該第一固液分離元件412，則可在該第一固液分離元件412濾除填滿固體渣料B2後，再切換到該第二固液分離元件413，並將已經填滿固體渣料B2之該第一固液分離元件412取出進行清洗動作。
在一或多個實施態樣中，該第一固液分離元件412及該第二固液分離元件413係可為過濾器、旋風分離器或擋板。
該分離槽42係連接該固液分離裝置41，用以分離油脂B1及該液化氣體G。在本實施態樣中，該分離槽42係進一步連接該液化氣體儲存槽31，因此，該分離槽42所分離出之該液化氣體G可回收至該液化氣體儲存槽31。
該萃取物收集容器43係連接該分離槽42之底部42B，用以收集分離後之油脂B1。由於分離後之油脂B1仍會混有些許殘餘液化氣體G'，為避免汽化之殘餘液化氣體G'累積過多在該萃取物收集容器43內而有爆炸風險，在一或多個實施態樣中，該萃取物收集容器43可具有一氣體排放管線43P，用以排放汽化之殘餘液化氣體G'至大氣中或經由尾氣燃燒機處理。
本發明之萃取濕生物質之設備1可直接萃取濕生物質中油脂，其濕生物質不需經過高溫乾燥或冷凍乾燥等脫水處理，故非常適合商業化運轉。此外，本發明之萃取濕生物質之設備可在低溫環境下操作，因此，可降低能源消耗及避免萃取成分因高溫而造成損失或發生質變。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
Claims (7)
- 一種萃取濕生物質之設備，包括：一濕生物質前處理單元，用以混合一濕生物質與一溶劑，以製得一混合物，再分離該混合物，以取得一濃縮生物質；一高壓萃取容器，用以萃取該濃縮生物質，該高壓萃取容器包括一容器本體及一多孔性元件，該容器本體具有一內部空間、一入口及一出口，該內部空間用以放置該濃縮生物質，該入口及該出口係連通該內部空間，該多孔性元件設置於該容器本體之內部空間，且位於該入口之上方；一液化氣體供應單元，連接該容器本體之入口，用以供應一液化氣體至該內部空間，以使該濃縮生物質與該液化氣體混合；及一萃取物分離單元，連接該容器本體之出口，用以分離該高壓萃取容器萃取該濃縮生物質所得之油脂、固體渣料及該液化氣體。
- 如請求項1之萃取濕生物質之設備，其中該高壓萃取容器進一步包括一萃取籃，該萃取籃設置於該內部空間，用以盛載該濃縮生物質。
- 如請求項2之萃取濕生物質之設備，其中該多孔性元件設置於該萃取籃之底部，以供該液化氣體穿透而進入該萃取籃。
- 如請求項1之萃取濕生物質之設備，其中該高壓萃取容器進一步包括一攪拌裝置，該攪拌裝置具有一驅動器及一攪拌桿件，該驅動器設置於該 容器本體之上方，該攪拌桿件穿設於該容器本體之內部空間，且該攪拌桿件之一端連接該驅動器。
- 如請求項1之萃取濕生物質之設備，其中該液化氣體供應單元包括一液化氣體儲存槽及一輸送泵浦，該輸送泵浦之兩端分別連接該液化氣體儲存槽及該容器本體之入口。
- 如請求項1之萃取濕生物質之設備，其中該萃取物分離單元包括一固液分離裝置、一分離槽及一萃取物收集容器，該固液分離裝置連接該容器本體之出口，用以分離出固體渣料，以獲得油脂及該液化氣體，該分離槽連接該固液分離裝置，用以分離油脂及該液化氣體，該萃取物收集容器連接該分離槽之底部，用以收集分離後之油脂。
- 如請求項6之萃取濕生物質之設備，其中該固液分離裝置係為過濾器、旋風分離器或擋板。
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Publications (2)
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|---|---|
| TWI618564B true TWI618564B (zh) | 2018-03-21 |
| TW201822859A TW201822859A (zh) | 2018-07-01 |
Family
ID=62189106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105144115A TWI618564B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Equipment for extracting wet biomass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI618564B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1411389A (zh) * | 2000-03-03 | 2003-04-16 | 贝林格尔·英格海姆药物公司 | 通过反复的溶剂膨胀－收缩处理物料 |
-
2016
- 2016-12-30 TW TW105144115A patent/TWI618564B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1411389A (zh) * | 2000-03-03 | 2003-04-16 | 贝林格尔·英格海姆药物公司 | 通过反复的溶剂膨胀－收缩处理物料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201822859A (zh) | 2018-07-01 |
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