Добывающее судно с каталитическим способом переработки водных биоресурсов

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно к конструкциям специализированных рыболовных (добывающих) судов, оснащенных специальным технологическим оборудованием для осуществления на судне каталитического способа переработки водных биоресурсов и получения (производства) из них биодизельного топлива. Добывающее судно с каталитическим способом переработки водных биоресурсов содержит корпус с грузовым трюмом и цистернами, главную энергетическую установку, движительно-рулевой комплекс, промысловое и технологическое оборудование для получения рыбьего жира. Новым является то, что технологическое оборудование выполнено в виде единого судового технологического комплекса каталитической переработки водных биоресурсов и включает технологический участок производства биодизельного топлива из рыбьего жира, причем последний (участок) содержит взаимосвязанные между собой и с оборудованием для получения рыбьего жира устройство для предварительной очистки рыбьего жира, устройство для переэтерификации рыбьего жира, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива и устройство для промывки биодизельного топлива. Полезная модель позволяет осуществлять устойчивый и высокопроизводительный лов массовых видов мезопелагических рыб с одновременной переработкой непосредственно на месте всего улова в конечную продукцию - биодизельное топливо и глицерин.

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно к конструкциям специализированных рыболовных (добывающих) судов, преимущественно типа "траулер кормового траления", например, большого или среднего водоизмещения, оснащенных специальным технологическим оборудованием для осуществления на судне каталитического способа переработки водных биоресурсов и получения (производства) из них биодизельного топлива, а также оснащенных трюмами с цистернами для хранения биодизельного топлива, глицерина и рыбьего жира, и может быть использована при проектировании и строительстве новых типов судов флота рыбной промышленности.

Известны рыболовные (добывающие) суда типа "траулер", являющиеся по своим размерам, и/или общей компоновке, и/или своему предназначению аналогами заявляемого специализированного добывающего судна, например: "Большой морозильный рыболовный траулер типа "Иван Бочков" пр. В-408 (см. "Справочник типовых судов "Флот рыбной промышленности", издание 3, М, "Транспорт", 1990 г., стр.38-41), предназначенный для переработки рыбы в мороженную продукцию в разделанном и неразделанном виде.

Указанное судно предназначено для добычи и переработки традиционных пелагических и донных видов рыб с механической разделкой или без нее и последующего замораживания в морозильных аппаратах и хранения замороженной продукции в рефрижераторных трюмах.

Недостатком аналога является невозможность его использования для массовой переработки мелких гидробионтов с особенными физико-химическими свойствами их живой ткани, например мелких мезопелагических рыб, исключающих их механическую обработку.

Наиболее близким техническим решением к заявленному, по своему назначению, размерам, конструкции и общей компоновке, принятым за ближайший аналог (прототип) полезной модели, является "Рыболовный траулер морозильно-консервный (супертраулер) типа "Пулковский меридиан", пр.1288 с кормовым расположением слипа, предназначенный для лова рыбы донным и разноглубинным тралами в отдаленных районах Мирового океана в условиях автономного или экспедиционного промысла, заморозки обрабатываемой или неразделанной рыбы, переработки непищевого прилова и отходов рыбообработки на кормовую муку, приготовления рыбных консервов, выработки рыбьего жира, хранения продукции и сдачи ее на транспортные суда или транспортировки продукции в порт (см. "Справочник типовых судов "Флот рыбной промышленности", издание 3, М, "Транспорт", 1990 г., стр.34-37).

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является то, что он не в полной мере соответствует современным требованиям в отношении использования судна такого класса для добычи массовых видов мелких мезопелагических рыб из-за невозможности их эффективной и безотходной переработки традиционными способами, например с целью производства из них (мезопелагических рыб) биодизельного топлива.

Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога-прототипа, включая расширение его производственно-технологических возможностей в отношении добычи и обработки наиболее массовых и до настоящего времени невостребованных объектов промысла - мелких мезопелагических рыб с одновременным получением из них в судовых условиях биодизельного топлива.

При этом решена задача создания высокорентабельного добывающего судна с глубокой переработкой водных биоресурсов (улова), особенности конструкции которого в сочетании с заложенными в нем расширенными промысловыми и производственно-технологическими возможностями, позволяют осуществлять устойчивый и высокопроизводительный лов массовых видов мезопелагических рыб с одновременной переработкой непосредственно на месте всего улова в конечную продукцию - биодизельное топливо и глицерин.

Кроме того, решена задача повышения автономности судна, включая значительное увеличение продолжительности общего полезного времени нахождения судна на промысле.

Это достигается тем, что в предлагаемом добывающем судне с каталитическим способом переработки водных биоресурсов, преимущественно мезопелагических рыб, содержащем корпус с грузовым трюмом и цистернами, главную энергетическую установку, движительно-рулевой комплекс, промысловое и технологическое оборудование для получения рыбьего жира, в отличие от ближайшего аналога-прототипа, технологическое оборудование выполнено в виде единого судового технологического комплекса каталитической переработки водных биоресурсов и включает технологический участок производства биодизельного топлива из рыбьего жира, причем последний (участок) содержит взаимосвязанные между собой и с оборудованием для получения рыбьего жира устройство для предварительной очистки рыбьего жира, устройство для переэтерификации рыбьего жира, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива и устройство для промывки биодизельного топлива, при этом устройство для предварительной очистки рыбьего жира выполнено в виде пульсационного аппарата проточного типа, устройство для переэтерификации рыбьего жира - в виде микрореактора одноканального, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива - в виде вихревого струйного аппарата, а устройство для промывки биодизельного топлива - в виде горизонтального пульсационного резонансного аппарата.

Кроме того, для повышения автономности судна и увеличения продолжительности общего полезного времени его нахождения на промысле возможен вариант, при котором топливная система главной энергетической установки судна соединена с выходом технологического участка производства биодизельного топлива и/или цистернами для хранения биодизельного топлива.

Для повышения рентабельности судна такого типа и назначения одним из наиболее оптимальных вариантов выполнения полезной модели является конструкция, при которой технологический комплекс выполнен только в составе взаимосвязанных между собой устройств для осуществления на судне каталитического способа переработки водных биоресурсов и получения (производства) из них биодизельного топлива, без размещения на судне технологических линий, устройств и оборудования для разделки рыбы, морозильных аппаратов и, соответственно, без устройств и оборудования для утилизации отходов рыбопереработки и некондиционного сырья.

В общем случае технологический комплекс включает взаимосвязанные между собой: оборудование для получения (производства) рыбьего жира, устройство для предварительной очистки рыбьего жира, устройство для переэтерификации рыбьего жира, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива и устройство для промывки биодизельного топлива, при этом технологическое оборудование для получения рыбьего жира выполнено в виде судового электрохимического устройства для получения рыбьего жира - электролизера, а процесс переэтерификации предварительно полученного рыбьего жира, осуществляемый, соответственно, с помощью предусмотренного устройства для переэтерификации жира, представляет собой процесс гидролиза рыбьего жира с образованием глицерина и метиловых эфиров жирных кислот, т.е. - биодизельного топлива.

В большинстве случаев судового выполнения технологического комплекса он дополнительно снабжен участком приема и кратковременного хранения улова, включающим, по крайней мере, один бункер-аккумулятор.

Бункер-аккумулятор имеет, преимущественно секционную конструкцию.

Кроме того, для достижения поставленных целей, включая увеличение общего полезного времени нахождения судна на промысле, размещенные в корпусе судна цистерны для хранения жира, глицерина и биодизельного топлива имеют увеличенную емкость и выполнены с возможностью предотвращения окисления жира и дополнительно снабжены устройствами и системами для предотвращения окисления жира, например системой хранения в среде инертного газа. С этой целью грузовой трюм дополнительно снабжен цистернами для хранения биодизельного топлива и глицерина, а участок производства биодизельного топлива дополнительно снабжен устройствами для фасовки, упаковки и транспортирования биодизельного топлива и глицерина.

В условиях серийного производства изготовление заявленной конструкции траулера осуществляют с использованием применяемых в судостроении известных материалов, оборудования и технологий.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен продольный разрез судна с "функционально" обозначенными основными элементами его конструкции.

Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели является предварительная проработка одного из вариантов добывающего судна с каталитическим способом переработки водных биоресурсов и получением из них биодизельного топлива, выполненная ОАО «Гипрорыбфлот» и СПбГТИ(ТУ) в обоснование разработанных ОАО «Гипрорыбфлот» предварительных технических требований к такому судну.

Добывающее судно с каталитическим способом переработки водных биоресурсов и получением из них биодизельного топлива содержит корпус 1 с машинным отделением (главной энергетической установкой) 2, кормовым слипом (на чертеже не показан), движительно-рулевым комплексом 3, в средней части которого (корпуса), предусмотрен грузовой трюм (трюм готовой продукции) 4 с цистернами (на чертеже не показаны) для хранения произведенного биодизельного топлива, цистерны для хранения жира и глицерина 5, участок временного хранения водных биоресурсов (улова), включающий бункер-аккумулятор 6; технологический комплекс, выполненный в составе технологического участка с оборудованием для получения рыбьего жира (на чертеже не показаны), технологического участка производства биодизельного топлива, содержащего взаимосвязанные между собой устройство для предварительной очистки рыбьего жира 7, выполненное в виде пульсационного аппарата проточного типа (на чертеже не показаны), устройство для переэтерификации рыбьего жира 8, выполненное в виде микрореактора одноканального (на чертеже не показаны), устройство для отделения глицерина от биодизеля 9, выполненное в виде вихревого струйного аппарата (на чертеже не показаны) и устройство для промывки биодизеля 10, выполненное в виде горизонтального пульсационного резонансного аппарата (на чертеже не показаны).

Промысловое устройство судна состоит из двух тралов с предусмотренными двумя автономными траловыми дорожками, каждая из которых позволяет производить все промысловые операции без ущерба для работ со вторым тралом, при этом может быть предусмотрен пульпопровод и водоотделитель, от которого улов, перекачивают из трала рыбонасосом и транспортируют в рыбные бункеры; рыбонасосы расположены побортно в "карманах" в районе кормовой оконечности судна.

Работа с тралом по его спуску, подъему и выливке улова производится обычным способом в обычной последовательности, при этом в случае большого улова производят выливку последнего с помощью рыбонасоса, а малые уловы поднимают по слипу и выливают обычным способом.

Технологический комплекс судна в оптимальном варианте предназначен для переработки мелких мезопелагических рыб полностью только на рыбий жир, с последующей переработкой всего жира в биодизельное топливо.

При необходимости технологический комплекс может вырабатывать жир из любого вида сырья водного происхождения (водных биоресурсов).

В целом технологический комплекс судна включает в себя:

- участок приема и временного хранения рыбы (других водных биоресурсов) в составе подпалубного четырехсекционнного бункера-аккумулятора 6 с системой охлаждения и циркуляции охлаждающей воды, установки вакуумной перекачки улова, водоотделителя (на чертеже не показаны);

- участок выработки рыбьего жира или жира из других гидробионтов (на чертеже не показаны);

- участок получения (производства) биодизельного топлива из рыбьего жира, содержащий взаимосвязанные между собой устройство для предварительной очистки рыбьего жира 7, устройство для каталитической переэтерификации рыбьего жира 8, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива (биодизеля) 9, и устройство для промывки биодизельного топлива 10.

Для получения рыбьего жира используют известную технологию по патенту РФ 2090594 следующим образом.

Выловленная и предварительно измельченная рыба после получения из нее однородной эмульсии с раствором электролита при температуре 30-50°С поступает в электрохимическое устройство для получения рыбьего жира - электролизер, где подвергается электрохимической обработке, извлечение жира происходит с выходом 95-98%. Следующей стадией является рафинация жира с помощью смешения полученного жира с 2-3%-ным раствором NaCl в катодном пространстве электролизной установки, здесь одновременно происходит гидратация, нейтрализация и разрушение образующейся мыльной эмульсии при температуре 50-60°С (соотношение раствор электролита и жира 3:1). Затем полученный жир направляют на пульсационный аппарат проточного типа, где происходит очистка жира от фосфатидов, глицерина и растворенных примесей.

Предложенную конструкцию добывающего судна при его практической эксплуатации используют следующим образом.

Поднятую на борт судна рыбу размещают на охлаждение и временное хранение в подпалубных бункерах-аккумуляторах 6. Охлажденный улов посредством установки вакуумной перекачки или иным способом подают на пульпопровод или транспортеры, основной поток направляют на участок производства рыбьего жира к измельчителям (на чертеже не показаны), измельчающим рыбу, и перекачивают в бункер-дозатор (на чертеже не показаны). Измельченная, преимущественно мезопелагическая, рыба образует однородную эмульсию с раствором электролит (после смешивания с последним) при температуре 30-50°С, затем поступает в электрохимическое устройство - судовой электролизер (электролизную установку) (на чертеже не показаны), где подвергается электрохимической обработке, в результате чего извлечение жира происходит с выходом 95-98%. Следующей стадией является рафинация жира посредством смешивания полученного жира с 2-3%-ным раствором NaCl в катодном пространстве электролизной установки (на чертеже не показана), здесь одновременно происходит гидратация, нейтрализация и разрушение образующейся мыльной эмульсии при температуре 50-60°С (соотношение раствор электролита и жира 3:1). Затем полученный жир направляют в устройство для предварительной очистки рыбьего жира 7, выполненное в виде на пульсационного аппарата проточного типа, где происходит очистка жира от фосфатидов, глицерина и растворенных примесей. После очистки рыбьего жира от механических и растворенных примесей жир подают в устройство для переэтерификации рыбьего жира 8, выполненное в виде микрореактора одноканального, где протекает реакция переэтерификации с получением сырого биодизельного топлива (биодизеля) и глицерина, разделение которых осуществляют в устройстве для отделения глицерина от биодизеля 9, выполненном в виде вихревого струйного аппарата. Для очистки биодизеля от растворенных примесей - свободных жирных кислот и остатков катализатора осуществляют его промывку в устройстве для промывки биодизеля 10, выполненном в виде горизонтального пульсационного резонансного аппарата.

Полностью готовое биодизельное топливо с выхода устройства 10 для его промывки поступает в цистерны (на чертеже не показаны) для хранения произведенного биодизельного топлива в грузовой трюм (трюм готовой продукции) 4.

Для увеличения автономности по топливу топливная система (на чертеже не показана) главной энергетической установки 2 соединена с выходом устройства 10 для промывки готового биодизеля и с цистернами (на чертеже не показаны) для хранения произведенного биодизельного топлива в грузовом трюме 4.

Расчет показывает, что промысловые и производственно-технологические возможности добывающего судна с каталитическим способом переработки гидробионтов, включая производство биодизельного топлива, предложенной конструкции для промысла самых массовых, преимущественно мезопелагических, видов рыб с последующей безотходной переработкой всего улова в биодизельное топливо, превосходят уровень его аналогов в отношении всех известных на сегодняшний день добывающих судов, в том числе траулеров, прежней постройки.

1. Добывающее судно с каталитическим способом переработки водных биоресурсов, преимущественно мезопелагических рыб, содержащее корпус с грузовым трюмом и цистернами, главную энергетическую установку, движительно-рулевой комплекс, промысловое и технологическое оборудование для получения рыбьего жира, отличающееся тем, что технологическое оборудование выполнено в виде единого судового технологического комплекса каталитической переработки водных биоресурсов и включает технологический участок производства биодизельного топлива из рыбьего жира, причем последний (участок) содержит взаимосвязанные между собой и с оборудованием для получения рыбьего жира, устройство для предварительной очистки рыбьего жира, устройство для переэтерификации рыбьего жира, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива и устройство для промывки биодизельного топлива, при этом устройство для предварительной очистки рыбьего жира выполнено в виде пульсационного аппарата проточного типа, устройство для переэтерификации рыбьего жира - в виде микрореактора одноканального, устройство для отделения глицерина от биодизельного топлива - в виде вихревого струйного аппарата, а устройство для промывки биодизельного топлива - в виде горизонтального пульсационного резонансного аппарата.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что технологическое оборудование для получения рыбьего жира выполнено в виде электрохимического устройства для получения рыбьего жира - электролизера, а грузовой трюм дополнительно снабжен цистернами для хранения биодизельного топлива и глицерина.

3. Судно по п.1 или 2, отличающееся тем, что топливная система главной энергетической установки судна соединена с выходом технологического участка производства биодизельного топлива и/или цистернами для хранения биодизельного топлива.

4. Судно по п.3, отличающееся тем, что технологический комплекс дополнительно снабжен участком приема и кратковременного хранения улова, включающим, по крайней мере, один бункер-аккумулятор, преимущественно секционной конструкции.

5. Судно по п.4, отличающееся тем, что цистерны для хранения жира, глицерина и биодизельного топлива дополнительно снабжены устройствами и системами для предотвращения их окисления, например, системой хранения в среде инертного газа.

6. Судно по п.5, отличающееся тем, что участок производства биодизельного топлива дополнительно снабжен устройствами для фасовки, упаковки и транспортирования биодизельного топлива и глицерина.