产油小球藻高效提油工艺
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一、问题描述(200字以内)

需包括问题背景、领域或行业现状、实际需求及存在问题等

生物燃料产业是我国战略性新兴产业,随着《可再生能源发展“十二五”规划》、《可再生能源中长期发展规划》、《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》等一系列文件的出台,生物燃料产业获得了长足的发展,近年来兴起的微生物制油由于生长周期比传统油类作物短、可工业化生产、占地面积小而备受瞩目。其中微藻制油研究以其能够利用二氧化碳、减少温室气体排放获得了众多国家级科研项目支持。但仍然存在着油脂提取效率低的问题。

二、解题过程(500字以内)

运用TRIZ或其他技术/管理创新方法中具体的原理或工具,分析和解决问题的过程

1、鱼骨图分析

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2、因果树分析

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3、构建物质-场模型

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分析:

萃取机对藻油萃取作用不足,运用标准解1.2.2引入改进的S1或S2来改良现有系统。

4、使用冲突理论:

使用技术冲突分析:

萃取和蒸馏过程:为了使藻油和萃取剂充分接触,需要提高生产率,但是会造成能量损失;转换为triz冲突,则是改善的参数:生产率;恶化的参数:能量损失;得到发明原理为:预先作用原理、机械系统替代原理、气体或液压结构原理、物理或化学参数改变原理;根据发明原理获得的解为:藻细胞为固体而藻油和萃取剂均为液体,预先让藻细胞固定在板框过滤机中,而萃取剂流动在泵的作用下反复 流动,从而实现充分接触,将胞内油脂溶解在萃取剂中从细胞中分离出去;

三、最终方案(500字以内)

简述运用创新方法获得并经验证后的最终方案,简要说明新方案特点与优势等(请配必要的细节图与对比图)

使用板框萃取机进行萃取过程,在高压下,萃取剂与油脂充分接触,而微藻细胞在通过板框时被过滤掉,密度较大的水从板框过滤机下流出,而含油、萃取剂的混合物在板框萃取机中反复的通行,实现完全萃取和萃取剂的有效利用;同时省略了萃取后需要进行固液分离的步骤。

四、创新点(200字以内)

利用板框机进行油脂萃取,全过程管道封闭,萃取剂基本不损耗;板框挤压藻细胞使藻油得以溢出,而萃取剂在管道和设备中反复萃取固定的藻细胞有助于萃取剂和藻油充分接触,从而达到最佳的萃取效果;

六、应用情况及范围

目前上述五项发明专利已经在天冠集团自建千吨级异养小球藻生产线上进行应用,目前藻油提取率由原来的80.5%提高到了97.4%。

七、产生的经济效益或社会效益

使用新工艺提高了生产效率、减少了能耗和物料损失,通过在异养小球藻千吨级生产线上应用能耗降低了37.5%收率提高了23.5%。本案例在天冠集团千吨级微藻柴油生产线应用四个月以来,得益于能耗降低、收率提高,整体减少生产成本52.1万元。