الموجات فوق الصوتية تحسّن كفاءة عملية إنتاج الديزل الحيوي

تحسّن مفاعلات الخلط بالموجات فوق الصوتية من Hielscher عملية إنتاج الديزل الحيوي لديك. تحقق المعالجة بالموجات فوق الصوتية مردود تحويل أعلى في الأسترة التبادلية خلال وقت أقصر. ويزيد الخلط بالموجات فوق الصوتية القدرة الإنتاجية ويقلل استهلاك الميثانول والمحفّز.

معالجة فعّالة للديزل الحيوي

اليوم، لا يقتصر إنتاج الديزل الحيوي على إنتاج وقود متجدد فحسب. بل يجب على منتجي الديزل الحيوي إنتاج ديزل حيوي عالي الجودة ذي خصائص ثابتة، بغض النظر عن تفاوت جودة المواد الأولية. “في الظروف الحالية، لا يستطيع إنتاج الوقود بهامش ربح موجب إلا المنتجون الأقل تكلفة.” (Bill Babler من First Capitol Risk Management).
توفر لك تقنية الخلط بالموجات فوق الصوتية من Hielscher أفضل كفاءة لمعالجة الديزل الحيوي عند إنشاء مصنع جديد للديزل الحيوي أو تحديث المصانع القائمة. وقد خضعت أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية للاختبار وثبتت قدرتها على زيادة مردود الديزل الحيوي وخفض تكاليف التشغيل في منشآت حول العالم. ويشمل ذلك المشاريع الصغيرة التي تنتج 1 مليون غالون سنويًا، وكذلك المصانع الصناعية للديزل الحيوي التي تنتج 45 مليون غالون سنويًا.

تحسين حركية تفاعل الديزل الحيوي يزيد أرباحك

إنتاج الديزل الحيوي من الزيت والميثانول (أو الإيثانول) ومُحفّز هو عملية كيميائية بسيطة تُسمّى الأسترة التبادلية. غير أن حركية التفاعل في هذه العملية تنطوي على مشكلات. فالأسترة التبادلية التقليدية للدهون الثلاثية لتحويلها إلى إسترات الميثيل الدهنية (FAME) والغليسرين بطيئة وغير مكتملة. وخلال عملية التحويل، لا تتحول جميع سلاسل الأحماض الدهنية إلى إسترات الألكيل (الديزل الحيوي). وهذا يقلل مردود الديزل الحيوي وجودته لديك بدرجة كبيرة!

الخلط الأفضل يؤدي إلى مردود أعلى من الديزل الحيوي

يؤدي استخدام أنظمة التحريك الميكانيكي التقليدية إلى إطالة زمن التحويل وانخفاض مردود الديزل الحيوي.
الزيت والميثانول غير قابلين للامتزاج. ولكي يحدث التفاعل الكيميائي لإنتاج الديزل الحيوي، يجب تكوين مستحلب من الميثانول في الزيت. ويتطلب ذلك معدات استحلاب بالموجات فوق الصوتية بدلًا من الخلاطات أو أجهزة التحريك الميكانيكية التقليدية. ويُعد الخلط بالتجويف الناتج عن الموجات فوق الصوتية الوسيلة الأكثر تطورًا لتكوين مستحلبات دقيقة القطرات عند معدلات تدفق مرتفعة. وتنتج قطرات الميثانول الأصغر ديزلًا حيويًا أفضل، وتزيد سرعة التفاعل، وتتطلب كمية أقل من الميثانول الزائد.

هناك ارتباط مباشر بين حجم قطرات الميثانول ومردود الديزل الحيوي، وكذلك سرعة التحويل. وهذا يجعل مفاعلات Hielscher للموجات فوق الصوتية التقنية الأعلى إنتاجية في صناعة الديزل الحيوي. وتنتج مفاعلات الخلط بالموجات فوق الصوتية كميات أكبر من الديزل الحيوي عالي الجودة بسرعة أكبر.
يوضح الرسم البياني أدناه النسبة المئوية الحجمية للغليسرين المنفصل. وبعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة ثانيتين في مفاعل Hielscher للموجات فوق الصوتية، تحصل على كمية أكبر من الغليسرين بسرعة أكبر. ومقابل كل جزيء واحد من الغليسرين تنتجه، تنتج ثلاثة جزيئات من الديزل الحيوي. وهذا يحسّن قدرة عمليتك ومردود إنتاج الديزل الحيوي.

توفير التكاليف من خلال التركيب والتحديث

يقلل تركيب مفاعلات Hielscher للموجات فوق الصوتية في خط معالجة الديزل الحيوي لديك تكاليف التشغيل أيضًا. ويمكنك تركيب مفاعلات Hielscher للموجات فوق الصوتية في أنظمة الديزل الحيوي الصغيرة التي تعمل على دفعات وفي مصانع الديزل الحيوي الكبيرة التي تعمل بصورة مستمرة. ويسعدنا مساعدتك في اختيار أفضل ترتيب للتركيب أو في تحديث عملية إنتاج الديزل الحيوي القائمة لديك بإضافة مفاعلات الموجات فوق الصوتية.

ميثانول زائد أقل في عملية إنتاج الديزل الحيوي

لا يتفاعل الميثانول الزائد أثناء عملية التحويل لإنتاج الديزل الحيوي. وتُضاف كمية زائدة من الميثانول لتحسين حركية التفاعل الكيميائي. ويجب استرجاع الميثانول الزائد بعد عملية تفاعل الديزل الحيوي. واسترجاع الميثانول مكلف جدًا، لأنه يتطلب قدرًا كبيرًا من الحرارة والتفريغ. ولذلك، فإن كل كمية زائدة من الميثانول تزيد تكاليف المعالجة لديك. وفي كثير من مصانع الديزل الحيوي، يُعد نظام استرجاع الميثانول الزائد أغلى خطوة في العملية.

يقلل استخدام مفاعلات Hielscher للموجات فوق الصوتية كمية الميثانول الزائد المطلوبة بنسبة تصل إلى 50%. وتكفي نسبة ستوكيومترية مقدارها 1:4 أو 1:4.5 (الزيت : الميثانول) لمعظم المواد الأولية عند استخدام الخلط بالموجات فوق الصوتية من Hielscher.

إنتاج ديزل حيوي جيد من مواد أولية منخفضة الجودة

يقلل كثير من منتجي الديزل الحيوي الصغار ومتوسطي الحجم تكاليفهم بالتحول إلى مواد أولية أقل جودة، مثل الدهون الحيوانية أو زيوت الطهي المستعملة أو الزيوت النباتية المستهلكة. ويؤدي تكثيف العملية بالموجات فوق الصوتية إلى تحسين نتائج التحويل لأي مادة أولية. وهذا يسهّل إنتاج ديزل حيوي مطابق للمواصفة ASTM 6751 أو EN 14212 من زيت مرتفع المحتوى من الأحماض الدهنية الحرة (FFA)، أو من دهون أو شحوم عالية اللزوجة.

استخدام كمية أقل من المحفّز عند إنتاج الديزل الحيوي

لا تمثل تكاليف مادة المحفّز سوى جزء ضئيل من تكاليف إنتاج الديزل الحيوي. وكما هو الحال مع الميثانول الزائد، تنشأ التكاليف الفعلية من الاسترجاع وانخفاض جودة الغليسرين. ويحسّن الخلط بالموجات فوق الصوتية في عملية إنتاج الديزل الحيوي استحلاب الميثانول في الزيت، ويولّد قطرات ميثانول أكثر عددًا وأصغر حجمًا. ويؤدي ذلك إلى توزيع أفضل لأحجام القطرات واستخدام أكثر كفاءة للمحفّز. وإضافة إلى ذلك، يحسّن التجويف الناتج عن الموجات فوق الصوتية انتقال الكتلة الكيميائي. ونتيجة لذلك، يمكنك توفير ما يصل إلى 50% من المحفّز مقارنةً بخلاطات القص أو أجهزة التحريك.

“أنا مندهش من الطريقة التي غيّرت بها Hielscher أسلوب إنتاجنا للديزل الحيوي. فالعملية أصبحت أكثر استمرارية، كما أننا نوفر آلافًا في تكاليف المحفّز ونوفر الوقت. وأوصي بشدة بهذه الوحدة لكل من يفكر في اعتماد طريقة إنتاج أكثر استمرارية.” Marcel Steinberg، EECOfuels

إنتاج غليسرين أعلى جودة

الغليسرين منتج ثانوي لإنتاج الديزل الحيوي. ويؤدي ارتفاع معدل التحويل وانخفاض استخدام الميثانول الزائد إلى تحويل كيميائي أسرع بكثير وإلى فصل الغليسرين بصورة أوضح وأسرع. وللأسباب الموضحة أعلاه، يحتوي الغليسرين على كمية أقل من المحفّز ومن الغليسريدات الأحادية. وهذا يقلل تكاليف تنقية الغليسرين.

استخدام طاقة كهربائية أقل وتسخين أقل

الديزل الحيوي وقود أخضر. ولكي يكون كذلك، يجب أن تكون الطاقة اللازمة لزراعة مواده الأولية وحصادها ومعالجتها لإنتاج الديزل الحيوي أقل من الطاقة التي يحتويها الديزل الحيوي. ويقلل تركيب نظام الخلط بالموجات فوق الصوتية من Hielscher إجمالي الطاقة اللازمة لإنتاج الديزل الحيوي. وتتميز أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية بكفاءة طاقة استثنائية في تحويل الكهرباء إلى خلط بالموجات فوق الصوتية في السائل. ولإنتاج 1000 غالون من الديزل الحيوي، تستهلك أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية نحو 7 kWh فقط من الكهرباء. وهذا أقل بكثير من استهلاك الطاقة في خلاطات القص أو الخلاطات الهيدروديناميكية. ويقلل ذلك فاتورة الكهرباء السنوية لمصنع الديزل الحيوي لديك.

بوجه عام، يمكن إجراء الأسترة التبادلية للديزل الحيوي بمساعدة الموجات فوق الصوتية عند درجات حرارة تشغيل أقل. وهذا يقلل طاقة التسخين المطلوبة.