Hielscher Ultrasonics
يسعدنا مناقشة عمليتك.
اتصل بنا: +49 3328 437-420
راسلنا بالبريد الإلكتروني: [email protected]

إنتاج الديزل الحيوي وتحويله

تغلّب على قيود إنتاج الديزل الحيوي باستخدام المفاعلات بالموجات فوق الصوتية! يمكن أن تؤدي حركية التفاعل البطيئة وضعف انتقال الكتلة إلى انخفاض كبير في قدرة مصنع الديزل الحيوي ومردوده وجودة منتجه. تعالج مفاعلات Hielscher بالموجات فوق الصوتية هذه التحديات من خلال تحسين حركية الأسترة التبادلية بدرجة كبيرة. ونتيجة لذلك، تتطلب معالجة الديزل الحيوي كمية أقل من الميثانول الزائد وكميات أقل من المحفز.

التجويف بالموجات فوق الصوتية: حل متفوق للخلط

يستخدم إنتاج الديزل الحيوي التقليدي عادةً مفاعلات دفعية، مع الحرارة والخلط الميكانيكي بوصفهما مدخلات للطاقة. يوفر التجويف بالموجات فوق الصوتية بديلاً فعالاً يحقق خلطاً أفضل في المعالجة التجارية للديزل الحيوي. ويوفر هذا التجويف بالموجات فوق الصوتية طاقة التنشيط اللازمة للأسترة التبادلية الصناعية لإنتاج الديزل الحيوي.

المزايا الرئيسية للأسترة التبادلية للديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية:

  • معدلات تحويل أعلى
  • أزمنة تفاعل أقصر
  • تحسين جودة المنتج
  • القدرة على تحويل الزيوت المستعملة إلى FAME (إسترات ميثيل الأحماض الدهنية)

 

إنتاج الديزل الحيوي باستخدام مفاعلات Hielscher بالموجات فوق الصوتية لزيادة المردود والجودة والطاقة الإنتاجيةفي هذا الفيديو التعليمي، نعرّفك بالأسس العلمية لكيفية تحسين مفاعلات الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي بدرجة كبيرة. تُعد مفاعلات Hielscher للديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية أداة فعالة لتحسين عملية إنتاج الديزل الحيوي، وفي هذا الدرس نشرح مبدأ عملها ونعرض تجهيزات متنوعة للموجات فوق الصوتية تناسب أي حجم إنتاج. حسّن كفاءة إنتاج الديزل الحيوي وجدواه الاقتصادية، وحقق مردودًا أعلى من الديزل الحيوي عالي الجودة مع تحويل سريع. وفي الوقت نفسه، تتيح مفاعلات الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية استخدام زيوت منخفضة الجودة، مثل الزيوت النباتية المستعملة أو دهون الطهي المستهلكة، وتساعد على تقليل استهلاك الميثانول والمحفّز، مما يسهم في تصنيع الديزل الحيوي بطريقة مستدامة وصديقة للبيئة.
في هذا الفيديو التعليمي، نعرّفك بالأسس العلمية لكيفية تحسين مفاعلات الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي بدرجة كبيرة. تُعد مفاعلات Hielscher للديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية أداة فعالة لتحسين عملية إنتاج الديزل الحيوي، وفي هذا الدرس نشرح مبدأ عملها ونعرض تجهيزات متنوعة للموجات فوق الصوتية تناسب أي حجم إنتاج. حسّن كفاءة إنتاج الديزل الحيوي وجدواه الاقتصادية، وحقق مردودًا أعلى من الديزل الحيوي عالي الجودة مع تحويل سريع. وفي الوقت نفسه، تتيح مفاعلات الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية استخدام زيوت منخفضة الجودة، مثل الزيوت النباتية المستعملة أو دهون الطهي المستهلكة، وتساعد على تقليل استهلاك الميثانول والمحفّز، مما يسهم في تصنيع الديزل الحيوي بطريقة مستدامة وصديقة للبيئة.

 

طلب معلومات



3x أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT للأسترة التبادلية عالية الكفاءة للديزل الحيوي باستخدام الزيوت النباتية المستعملة أو الشحم الحيواني أو الزيوت الأخرى.

يحسّن الخلط بالموجات فوق الصوتية معدل تحويل الديزل الحيوي، ويزيد المردود، ويوفر الميثانول الزائد والمحفز.

تحسين الأسترة التبادلية للديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية

يتضمن إنتاج الديزل الحيوي عادةً تفاعلاً كيميائياً يسمى الأسترة التبادلية، تتفاعل فيه مادة من ثلاثي الغليسريد (مثل الزيت النباتي أو الدهن الحيواني أو زيوت الطهي المستعملة) مع كحول (مثل الميثانول) بوجود محفز لإنتاج الديزل الحيوي (إسترات ميثيل الأحماض الدهنية) والغليسرول. ويمكن استخدام المفاعلات بالموجات فوق الصوتية لتعزيز عملية الأسترة التبادلية بطرائق عدة، مما يؤدي إلى فوائد متعددة:

  • تحسين الخلط: يمكن للموجات فوق الصوتية أن تولّد فقاعات تجويف تنهار بعنف، مما يسبب خلطاً وتقليباً شديدين لمزيج التفاعل. ويؤدي ذلك إلى تحسين التلامس بين المواد المتفاعلة والمحفز، مما ينتج عنه أسترة تبادلية أسرع وأكثر اكتمالاً.
  • تسريع حركية التفاعل: يمكن للظروف عالية الطاقة التي تولّدها الموجات فوق الصوتية أن تنشّط التفاعل، فتزيد معدل التفاعل وتقلل زمن التفاعل اللازم للوصول إلى مستوى معين من التحويل. وقد يؤدي ذلك إلى مردود أعلى وتكاليف أقل.
  • تقليل استخدام المحفز: يمكن للمفاعلات بالموجات فوق الصوتية تحسين كفاءة استخدام المحفز من خلال توفير مزيد من المواقع النشطة للتفاعل. وهذا يعني أن تحقيق مستوى التحويل نفسه يتطلب كمية أقل من المحفز، مما يقلل التكاليف والأثر البيئي.
  • تحسين جودة المنتج: يمكن للمفاعلات بالموجات فوق الصوتية إنتاج ديزل حيوي ذي محتوى أقل من الأحماض الدهنية الحرة، ونقاوة أعلى، وخصائص تدفق أفضل في درجات الحرارة المنخفضة. ويعود ذلك إلى تحسين الخلط وتسريع حركية التفاعل، مما يحد من تكوّن النواتج الثانوية غير المرغوبة والشوائب.

تجعل هذه المزايا لمعالجة الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية استخدام منظومة مفاعل بالموجات فوق الصوتية اقتصادياً للغاية، لأن استخدام هذه المفاعلات يحسّن بدرجة كبيرة كفاءة الأسترة التبادلية للديزل الحيوي وسرعتها وجودتها. ويعني ذلك، إجمالاً، أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية تجعل الأسترة التبادلية عملية أكثر استدامة اقتصادياً وبيئياً.

مشكلات الخلط التقليدي للديزل الحيوي: يميل تفاعل الأسترة التقليدي في المعالجة الدفعية إلى البطء، كما يستغرق فصل طور الغليسرين وقتاً طويلاً، غالباً ما يبلغ 5 ساعات أو أكثر.
 
تساعدك المفاعلات بالموجات فوق الصوتية على تسريع عملية إنتاج الديزل الحيوي، وزيادة مردوده وجودته في الوقت نفسه، بتكاليف معالجة أقل!
 

مفاعل Hielscher بالموجات فوق الصوتية للأسترة التبادلية للديزل الحيوي بكفاءة متفوقة للعملية

جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT من الفئة الصناعية مع خلية التدفق FC2T500k للأسترة والأسترة التبادلية للديزل الحيوي ضمن خط الإنتاج.

 

مزايا الأسترة التبادلية للديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية

  • مردود أعلى من الديزل الحيوي بفضل تحسين الخلط
  • زيادة جودة الديزل الحيوي
  • استخدام حتى أدنى الزيوت جودةً بوصفها مادة خام
  • معالجة مستمرة ضمن خط الإنتاج
  • ميثانول أقل
  • محفز أقل
  • توفير الوقت بفضل التحويل عالي السرعة
  • توفير الطاقة
  • تشغيل بسيط وآمن
  • متانة واحتياجات صيانة منخفضة
  • أداء عالٍ: تشغيل 24/7 تحت الحمل الكامل
يُنتج الديزل الحيوي بكفاءة من الزيوت النباتية المستعملة ودهون الطهي المستعملة ومخلفات المسالخ باستخدام أجهزة Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية. وتعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية استخلاص الزيت والأسترة التبادلية اللاحقة لإنتاج الديزل الحيوي.

ينتج المفاعل بالموجات فوق الصوتية UIP16000hdT نحو 32MMGY

Tulsa Biofuels_الشركة المصنّعة

“لقد كنا راضين جداً عن معدات Hielscher وخدماتها، ونعتزم تماماً إدراج تقنية Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في جميع مشاريعنا المستقبلية.”
 
Todd Stephens، Tulsa Biofuels

الموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي

غالباً ما يُنتج الديزل الحيوي في مفاعلات دفعية. ويتيح تحويل الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية المعالجة المستمرة ضمن خط الإنتاج. ويمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تحقيق مردود من الديزل الحيوي يتجاوز 99%. وتقلل المفاعلات بالموجات فوق الصوتية زمن المعالجة من 1 إلى 4 ساعات في المعالجة الدفعية التقليدية إلى أقل من 30 ثانية. والأهم من ذلك أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية تقلل زمن الفصل من 5 إلى 10 ساعات (باستخدام التقليب التقليدي) إلى أقل من 60 دقيقة. كما تساعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية على تقليل كمية المحفز المطلوبة بنسبة تصل إلى 50%، نتيجة زيادة النشاط الكيميائي بوجود التجويف. وعند استخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية، تنخفض أيضاً كمية الميثانول الزائد المطلوبة. ومن الفوائد الأخرى الزيادة الناتجة في نقاوة الغليسرين.
 
إنتاج الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية خطوة بخطوة:

  1. يُخلط الزيت النباتي أو الدهن الحيواني مع الميثانول (الذي ينتج إسترات الميثيل) أو الإيثانول (لإنتاج إسترات الإيثيل)، ومع ميثوكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم أو هيدروكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم
  2. يُسخّن المزيج، مثلاً إلى درجات حرارة بين 45 و65degC
  3. يُعالج المزيج المسخّن بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج لمدة 5 إلى 15 ثانية
  4. ينفصل الغليسرين أو يُفصل باستخدام أجهزة الطرد المركزي
  5. يُغسل الديزل الحيوي الناتج عن التحويل بالماء

 
تُجرى المعالجة بالموجات فوق الصوتية في معظم الحالات عند ضغط مرتفع (1 إلى 3bar، ضغط مقياسي)، باستخدام مضخة تغذية وصمام ضغط خلفي قابل للضبط بجوار خلية التدفق.

لا يتطلب التحويل الصناعي للديزل الحيوي قدراً كبيراً من الطاقة فوق الصوتية. ويمكن تحديد متطلبات الطاقة الفعلية على نطاق منضدي باستخدام، مثلاً، معالج بالموجات فوق الصوتية بقدرة 1kW مثل UIP1000hdT. ويمكن توسيع نطاق جميع نتائج هذه التجارب المنضدية بصورة خطية ودون أي مشكلات. وإذا لزم الأمر، تتوفر أجهزة بالموجات فوق الصوتية معتمدة وفق ATEX، مثل UIP1000-Exd.

تورد Hielscher معدات صناعية لمعالجة الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم. وبفضل المعالجات بالموجات فوق الصوتية التي تصل قدرة الجهاز الواحد منها إلى 16kW، لا يوجد حد لحجم مصنع الديزل الحيوي أو قدرته على المعالجة.

تكاليف تصنيع الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية

(انقر لعرض أكبر!) تُعد كفاءة الطاقة الإجمالية مهمة عند إنتاج الديزل الحيوي. وتصف الكفاءة مقدار القدرة المنتقلة من المقبس الكهربائي إلى مزيج الزيت/الميثانول. وتتميز مفاعلاتنا بالموجات فوق الصوتية بكفاءة إجمالية تزيد على 80%.تُعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية وسيلة فعالة لزيادة سرعة التفاعل ومعدل التحويل في الإنتاج التجاري للديزل الحيوي. وتنتج تكاليف المعالجة بالموجات فوق الصوتية أساساً عن الاستثمار في معدات الموجات فوق الصوتية وتكاليف المرافق والصيانة. وتساعد كفاءة الطاقة المتميزة لأجهزة Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية على خفض تكاليف المرافق، وبالتالي جعل هذه العملية أكثر مراعاةً للبيئة. وتتراوح التكاليف الناتجة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بين 0.1ct و1.0ct لكل لتر (0.4ct إلى 1.9ct/gallon) عند استخدامها على نطاق تجاري.
اقرأ المزيد عن كفاءة العملية والفوائد الاقتصادية لإنتاج الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية!
 

قلّل متطلبات الطاقة لعملية إنتاج الديزل الحيوي لديك باستخدام الخلط بالموجات فوق الصوتية!

يقلل الخلط بالموجات فوق الصوتية استهلاك الطاقة النوعي في تصنيع الديزل الحيوي، ويتفوق بفارق كبير على الخلط المغناطيسي الهيدروديناميكي والخلاطات عالية القص.

 

منظومة صغيرة النطاق لإنتاج الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية

يمكن استخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية لتحويل الزيت إلى ديزل حيوي على أي نطاق. وتوضح الصورة أدناه منظومة صغيرة النطاق لمعالجة 60–70L (16 إلى 19 غالوناً). وهذه هي المنظومة النموذجية للدراسات الأولية والعرض التوضيحي للعملية.

مخطط للعملية يوضح عملية إنتاج الديزل الحيوي بالنمط الدفعي. ويمكن للموجات فوق الصوتية تحسين الأسترة والأسترة التبادلية بدرجة كبيرة.

يمكن إجراء الأسترة والأسترة التبادلية بالموجات فوق الصوتية بوصفهما عملية دفعية أو عملية مستمرة ضمن خط الإنتاج. ويوضح هذا المخطط العملية الدفعية بالموجات فوق الصوتية لتحويل الديزل الحيوي.

تُركّب مفاعلات التجويف بالموجات فوق الصوتية من Hielscher Ultrasonics على نطاق واسع في منشآت تصنيع الديزل الحيوي، لتحسين كفاءة العملية وزيادة المردود وخفض تكاليف الإنتاج.

3x أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية بقدرة 1kW من الطراز 1000hdT مع مفاعل تدفق عبوري بالموجات فوق الصوتية لتحويل الديزل الحيوي بكفاءة عالية.

لإنشاء منظومة بسيطة وعالية الفعالية لإنتاج الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية، تحتاج إلى المعدات التالية:

  • جهاز معالجة واحد بالموجات فوق الصوتية (مثل UIP500hdT أو UIP1000hdT) مع معزّز وسونوترود وخلية التدفق
  • مقياس قدرة لقياس القدرة والطاقة
  • خزان معالجة بسعة 80L (بلاستيكي، مثل HDPE)
  • عنصر تسخين (1 إلى 2kW)
  • خزان مزيج أولي للمحفز بسعة 10L (بلاستيكي، مثل HDPE)
  • خلاط أولي للمحفز (مقلب)
  • مضخة (طرد مركزي أو mono أو تروس) لمعدل يقارب 10 إلى 20L/min عند ضغط 1 إلى 3 barg
  • صمام ضغط خلفي لضبط الضغط في خلية التدفق
  • مقياس ضغط لقياس ضغط التغذية
انقر هنا لتنزيل نسختك بصيغة PDF المتعلقة بـ”الخلط بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي”

طلب معلومات



مفاعلات بالموجات فوق الصوتية لمعالجة متفوقة للديزل الحيوي

تقدم Hielscher Ultrasonics معالجات ومفاعلات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية، لتحسين إنتاج الديزل الحيوي لديك من خلال زيادة المردود، وتحسين الجودة، وتقليل زمن المعالجة، وخفض تكاليف الإنتاج.

مفاعلات بالموجات فوق الصوتية صغيرة ومتوسطة النطاق للأسترة التبادلية للديزل الحيوي

محوّلات بالموجات فوق الصوتية UIP500hd (500W) وUIP1000hd (1000W) وUIP15000 (1500W) مع خلايا التدفق للمعالجة المستمرة للديزل الحيويلإنتاج الديزل الحيوي على نطاق صغير ومتوسط يصل إلى 9ton/hr (2900 gal/hr)، تقدم لك Hielscher الأجهزة UIP500hdT (500 watts) وUIP1000hdT (1000 watts) وUIP1500hdT (1500 watts) وUIP2000hdT (2000 watts)، بوصفها خلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية مزودة بمفاعلات تدفق عبوري، لمعالجة موثوقة وفعالة للديزل الحيوي ضمن خط الإنتاج. وهذه المفاعلات الأربعة بالموجات فوق الصوتية مدمجة للغاية ويسهل دمجها أو إضافتها إلى المنظومات القائمة. وقد صُممت للتشغيل الشاق في البيئات القاسية. وستجد أدناه منظومات مفاعلات موصى بها لمجموعة من معدلات الإنتاج.

ton/hr
gal/hr
1x UIP500hdT (500 watts)
0.25 إلى 0.5
80 إلى 160
1x UIP1000hdT (1000 watts)
0.5 إلى 1.0
160 إلى 320
1x UIP1500hdT (1500 watts)
0.75 إلى 1.5
240 إلى 480
1x UIP2000hdT (2000 watts)
1.0 إلى 2.0
320 إلى 640
2x UIP2000hdT (2000 watts)
2.0 إلى 4.0
640 إلى 1280
4xUIP1500hdT (1500 watts)
3.0 إلى 6.0
960 إلى 1920
6x UIP1500hdT (1500 watts)
4.5 إلى 9.0
1440 إلى 2880
6x UIP2000hdT (2000 watts)
6.0 إلى 12.0
1920 إلى 3840

مفاعلات صناعية للديزل الحيوي ذات معدلات معالجة مرتفعة للغاية

خلية التدفق UIP4000hdT للمعالجة بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج على نطاق صناعيلمصانع إنتاج الديزل الحيوي ذات المعالجة الصناعية، تقدم Hielscher المجانسات بالموجات فوق الصوتية UIP4000hdT (4kW) وUIP6000hdT (6kW) و10000 (10kW) وUIP16000hdT (16kW)! وقد صُممت هذه المعالجات بالموجات فوق الصوتية للمعالجة المستمرة بمعدلات تدفق عالية. ويمكن دمج UIP4000hdT وUIP6000hdT وUIP10000 في حاويات الشحن البحري القياسية. وبدلاً من ذلك، تتوفر طرازات المعالجات الأربعة جميعها في خزائن من الفولاذ المقاوم للصدأ. ويتطلب التركيب الرأسي مساحة ضئيلة. وستجد أدناه منظومات موصى بها لمعدلات المعالجة الصناعية النموذجية.

ton/hr
gal/hr
1x UIP6000hdT (6000 watts)
3.0 إلى 6.0
960 إلى 1920
3x UIP4000hdT (4000 watts)
6.0 إلى 12.0
1920 إلى 3840
5x UIP4000hdT (4000 watts)
10.0 إلى 20.0
3200 إلى 6400
3x UIP6000hdT (6000 watts)
9.0 إلى 18.0
2880 إلى 5880
3x UIP10000 (10,000 watts)
15.0 إلى 30.0
4800 إلى 9600
3x UIP16000hdT (16,000 watts)
24.0 إلى 48.0
7680 إلى 15,360
5x UIP16000hdT
40.0 إلى 80.0
12,800 إلى 25,600

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب مزيدًا من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول معالجات ومفاعلات الموجات فوق الصوتية التي نقدمها لإنتاج الديزل الحيوي، والبيانات التقنية، والأسعار. يسعدنا مناقشة عملية إنتاج الديزل الحيوي لديكم معكم وتقديم مفاعل بالموجات فوق الصوتية يلبي متطلباتكم!





معالج صناعي بالموجات فوق الصوتية بقدرة معالجة 16,000 watts لطاقات معالجة مرتفعة للديزل الحيوي.

جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP16000hdT قادر على معالجة 32MMGY من الديزل الحيوي.

جائزة Frost & Sullivan للابتكار التقني للعام

تُمنح جائزة Frost & Sullivan الأوروبية للابتكار التقني للعام في تقنيات معالجة الديزل الحيوي إلى Hielscher Ultrasonics، تقديراً لتطوير الشركة تقنية مبتكرة بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي.

حصلت Hielscher Ultrasonics على جائزة Frost and Sullivan المرموقة للابتكار التقني للعام، تقديراً لتطوير الشركة تقنية مبتكرة بالموجات فوق الصوتية لإنتاج الديزل الحيوي.
انقر هنا لقراءة المزيد عن جائزة Frost and Sullivan لمفاعلات Hielscher Ultrasonics للديزل الحيوي!

الأسترة التبادلية – التحويل الكيميائي للديزل الحيوي

يتضمن تصنيع الديزل الحيوي من الزيوت النباتية (مثل فول الصويا والكانولا والجاتروفا وبذور دوار الشمس)، والطحالب، والدهون الحيوانية، وكذلك زيوت الطهي المستعملة، الأسترة التبادلية للأحماض الدهنية المحفزة بقاعدة، مع الميثانول أو الإيثانول لإنتاج إسترات الميثيل أو إسترات الإيثيل المقابلة. والغليسرين ناتج ثانوي حتمي لهذا التفاعل.

الزيوت النباتية، مثل الدهون الحيوانية، هي مركبات ثلاثي الغليسريد تتكون من ثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية مرتبطة بجزيء غليسرين. وثلاثي الغليسريد من الإسترات. والإسترات هي أحماض، مثل الأحماض الدهنية، متحدة مع كحول. والغليسرين (= الغليسرول) كحول ثقيل. وفي عملية التحويل، تُحوّل إسترات ثلاثي الغليسريد إلى إسترات ألكيل (= الديزل الحيوي) باستخدام محفز (قلوي كاوٍ) وكاشف كحولي، مثل الميثانول، الذي ينتج ديزل حيوي من إسترات الميثيل. ويحل الميثانول محل الغليسرين. وتسمى عملية التحويل الكيميائي هذه الأسترة التبادلية.

بعد الأسترة التبادلية، يهبط الغليسرين، وهو الطور الأثقل، إلى القاع. ويطفو الديزل الحيوي، وهو الطور الأخف، في الأعلى، ويمكن فصله، مثلاً باستخدام أجهزة الفصل بالترويق أو أجهزة الطرد المركزي.

تحضير الديزل الحيوي

يُذاب هيدروكسيد البوتاسيوم (0.2 إلى 0.4kg، محفز) في نحو 8.5L من الميثانول داخل خزان المزيج الأولي للمحفز. ويتطلب ذلك تقليب المزيج الأولي للمحفز. ويُملأ خزان المعالجة بـ66L من الزيت النباتي. ويُسخّن الزيت بواسطة عنصر التسخين إلى 45 إلى 65degC.

تحويل الديزل الحيوي

عندما يذوب المحفز بالكامل في الميثانول، يُخلط المزيج الأولي للمحفز مع الزيت المسخّن. وتغذّي المضخة خلية التدفق بالمزيج. ويُضبط الضغط بواسطة صمام الضغط الخلفي إلى 1 إلى 3barg (15 إلى 45psig). وينبغي إجراء إعادة التدوير عبر مفاعل الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية لمدة تقارب 20 دقيقة. وخلال هذه الفترة، يتحول الزيت إلى ديزل حيوي. وبعد ذلك، تُوقف المضخة والموجات فوق الصوتية. وينفصل الغليسرين (الطور الأثقل) عن الديزل الحيوي (الطور الأخف). ويستغرق الفصل نحو 30 إلى 60 دقيقة. وعند اكتمال الفصل، يمكن تصريف الغليسرين.

غسل الديزل الحيوي

نظراً لاحتواء الديزل الحيوي الناتج عن التحويل على شوائب، يلزم غسله. وللغسل، يُخلط الماء مع الديزل الحيوي. ويمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تحسين خلط الديزل الحيوي بالماء. ويزيد ذلك مساحة السطح النشط نتيجة تقليل حجم القطرات. ويرجى مراعاة أن المعالجة الشديدة جداً بالموجات فوق الصوتية قد تقلل حجم قطرات الماء إلى حد يتكوّن معه مستحلب شبه مستقر، يتطلب وسائل خاصة (مثل جهاز طرد مركزي) لفصله.
 

فيديو: UP400St – مجانس بالموجات فوق الصوتية بقدرة 400 واطيعرض الفيديو استحلاب الزيت بكفاءة عالية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار. المعالج بالموجات فوق الصوتية المستخدم هو جهاز UP400St من Hielscher، وهو مثالي لتحضير دفعات متوسطة الحجم من المستحلبات عالية الجودة.
يعرض الفيديو استحلاب الزيت بكفاءة عالية باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار. المعالج بالموجات فوق الصوتية المستخدم هو جهاز UP400St من Hielscher، وهو مثالي لتحضير دفعات متوسطة الحجم من المستحلبات عالية الجودة.

 

مصنع تصنيع الديزل الحيوي

يوضح مخطط التدفق أدناه منظومة نموذجية لمعالجة الزيت والميثانول والمحفز بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج لتحويلها إلى ديزل حيوي.
 

مخطط للعملية يوضح عملية إنتاج الديزل الحيوي بنمط التدفق المستمر. ويمكن للموجات فوق الصوتية تحسين الأسترة والأسترة التبادلية بدرجة كبيرة.

يمكن إجراء الأسترة والأسترة التبادلية بالموجات فوق الصوتية بوصفهما عملية دفعية أو عملية مستمرة ضمن خط الإنتاج. ويوضح المخطط عملية الأسترة التبادلية للديزل الحيوي (FAME) بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج.

 

المعالجة المستمرة للديزل الحيوي وفصله

في منظومة المعالجة المستمرة للديزل الحيوي والفصل المستمر، يُخلط الزيت المسخّن والمزيج الأولي للمحفز معاً بصورة مستمرة باستخدام مضخات قابلة للضبط. ويحسّن خلاط ساكن ضمن خط الإنتاج تجانس التغذية المتجهة إلى المفاعل بالموجات فوق الصوتية. ويمر مزيج الزيت/المحفز عبر خلية التدفق، حيث يتعرض للتجويف بالموجات فوق الصوتية لمدة تقارب 5 إلى 30 ثانية. ويُستخدم صمام ضغط خلفي للتحكم في الضغط داخل خلية التدفق. ويدخل المزيج المعالج بالموجات فوق الصوتية إلى عمود المفاعل من الأعلى. ويُصمم حجم عمود المفاعل لتوفير زمن مكوث يقارب 1 ساعة في العمود. وخلال هذه الفترة، يكتمل تفاعل الأسترة التبادلية. ويُضخ مزيج الغليسرين/الديزل الحيوي بعد التفاعل إلى جهاز الطرد المركزي، حيث يُفصل إلى جزأي الديزل الحيوي والغليسرين. وتشمل المعالجة اللاحقة استرجاع الميثانول والغسل والتجفيف، ويمكن إجراؤها بصورة مستمرة أيضاً.

تلغي هذه المنظومة الحاجة إلى تشغيل مفاعل الديزل الحيوي على دفعات، وإلى المقلبات التقليدية وخزانات الفصل الكبيرة.

سرعة تفاعل الأسترة التبادلية للديزل الحيوي

توضح الرسوم البيانية أدناه نتائج نموذجية للأسترة التبادلية لزيت بذور اللفت (من الدرجة الصناعية) باستخدام ميثوكسيد الصوديوم (يساراً) وهيدروكسيد البوتاسيوم (يميناً). وفي كلا الاختبارين، تعرضت عينة ضابطة (الخط الأزرق) لخلط ميكانيكي شديد. ويمثل الخط الأحمر العينة المعالجة بالموجات فوق الصوتية ذات التركيبة المطابقة من حيث النسبة الحجمية وتركيز المحفز ودرجة الحرارة. ويوضح المحور الأفقي الزمن بعد الخلط أو المعالجة بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. ويوضح المحور الرأسي حجم الغليسرين الذي ترسب في القاع. وهذه وسيلة بسيطة لقياس سرعة التفاعل. وفي كلا الرسمين البيانيين، تتفاعل العينة المعالجة بالموجات فوق الصوتية (بالأحمر) أسرع بكثير من العينة الضابطة (بالأزرق).
 

يتفوق الخلط بالموجات فوق الصوتية على الخلط التقليدي من خلال تحقيق مردود أعلى من الديزل الحيوي وتحويل أسرع. وتنطبق هذه الميزة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بصرف النظر عن المحفز المستخدم.

مقارنة الخلط بالموجات فوق الصوتية (الرسم البياني الأحمر) بالخلط التقليدي (الرسم البياني الأزرق) لإنتاج الديزل الحيوي – باستخدام ميثوكسيد الصوديوم (يساراً) وهيدروكسيد البوتاسيوم (يميناً) بوصفهما محفزين.

 

روابط مستلزمات الديزل الحيوي

انقر هنا للحصول على روابط موردي المضخات والخزانات لصناعة الديزل الحيوي.

معلومات المواد الكيميائية والسلامة

يرجى قراءة المعلومات أدناه بعناية لتجنب المضاعفات والآثار الصحية الضارة.

المواد الكيميائية للديزل الحيوي

الميثانول سام. ويمكن أن يسبب تدهور الأعصاب نتيجة الاستخدام المطول. كما يمكن أن يمتزّه الجلد. وإذا تناثر في العينين، فقد يسبب العمى، وقد يكون الميثانول قاتلاً عند ابتلاعه. ولهذا السبب، اتخذ الاحتياطات اللازمة عند التعامل مع الميثانول. ويوصى باستخدام جهاز جيد لحماية التنفس ومئزر وقفازات مطاطية.

هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) سام ويسبب حروقاً جلدية عند التلامس. ويلزم توفير تهوية جيدة.

تأكد من توفير تهوية وافرة وشاملة لمكان العمل للسماح بخروج الأبخرة. وأجهزة حماية التنفس المزودة بخراطيش للأبخرة غير فعالة ضد أبخرة الميثانول. ويوفر نظام إمداد بالهواء (SCBA – جهاز تنفس مستقل) حماية أفضل من أبخرة الميثانول.

الديزل الحيوي والأجزاء المطاطية

قد يؤدي التشغيل بديزل حيوي بنسبة 100% لفترة طويلة إلى مشكلات في الأجزاء المطاطية الملامسة للوقود (المضخة والخراطيم وحلقات O) في المحرك. ويمكن أن يؤدي استبدالها بأجزاء فولاذية أو مطاط ملائم للاستخدام الشاق إلى إزالة هذه المشكلة. وبدلاً من ذلك، يمكنك خلط نحو 25% من الديزل التقليدي (الأحفوري) مع الديزل الحيوي لتجنب المشكلات.



المؤلفات / المراجع


موجات فوق صوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher النطاق الكامل، بدءاً من جهاز المعالجة المخبري المدمج بالموجات فوق الصوتية، مروراً بالوحدات المنضدية، وصولاً إلى الأنظمة الصناعية الكاملة بالموجات فوق الصوتية.

تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية، تتراوح أحجامها من الحجم المخبري إلى الحجم الصناعي.

يسعدنا مناقشة عمليتك.

✕