Ultrasonik Təkmilləşdirilmiş (Trans-) Esterifikasiya yolu ilə biyodizel

Biyodizel əsas katalizatordan istifadə edərək transesterifikasiya yolu ilə sintez olunur. Bununla birlikdə, yüksək sərbəst yağ turşusu tərkibli aşağı dərəcəli tullantı tərəvəz kimi xammaldan istifadə edilərsə, bir turşu-katatliz istifadə edərək esterifikasiyanın kimyəvi əvvəlcədən müalicə mərhələsi tələb olunur. Ultrasonikasiya və sonokimyəvi və sonomekanik təsirləri həm reaksiya növlərinə kömək edir, həm də biyodizel çevrilməsinin effektivliyini artırır. Ultrasonik biyodizel istehsalı ənənəvi biyodizel sintezindən əhəmiyyətli dərəcədə daha sürətli, daha yüksək biyodizel məhsuldarlığı və keyfiyyəti ilə nəticələnir və metanol və katalizator kimi reaktivlərə qənaət edir.

Güclü Ultrasəs istifadə edərək biyodizel çevirmə

Biyodizel üçün yağ turşusu esterləri bitki mənşəli yağların və heyvan yağlarının transesterifikasiyası yolu ilə istehsal olunur (məsələn, yağı). Transesterifikasiya reaksiyası zamanı gliserol komponenti metanol kimi başqa bir alkoqolla əvəz olunur. Tərkibində yüksək miqdarda sərbəst yağ turşuları olan xammal anbarları, məsələn, tullantı bitki yağları (WVO), sabun əmələ gəlməməsi üçün turşu esterifikasiyasının əvvəlcədən müalicəsini tələb edir. Bu turşu kataliz prosesi ənənəvi toplu üsulla həyata keçirildikdə çox yavaş bir reaksiya. Yavaş esterifikasiya prosesini sürətləndirmək üçün həll güc ultrasəs tətbiqidir. Sonication, yüksək güclü ultrasəsin sonokimyəvi təsirləri turşu katalizini inkişaf etdirdiyi və gücləndirdiyi üçün reaksiya sürətində, dönüşümdə və biyodizel verimində əhəmiyyətli bir inkişafa nail olur. Ultrasonik kavitasiya sonomekanik qüvvələr, yəni yüksək kəsməli qarışdırma və sonokimyəvi enerji təmin edir. Bu hər iki ultrasəs təsir (sonomekanik və sonokimyəvi) turşu katalizli esterifikasiyanı daha az katalizator tələb edən sürətli reaksiyaya çevirir.

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


3x UIP1000hdT ultrasonicators for highly efficient biodiesel transesterification

Ultrasonik qarışdırma biyodizelin çevrilmə sürətini yaxşılaşdırır, məhsulu artırır və artıq metanol və katalizatordan qənaət edir. UIP1000hdT inline emal üçün (hər biri 1kW ultrasəs gücü).

Ultrasonic transesterification improves biodiesel conversion.

Sonikasiya istifadə edərək trigliseridlərin biodizelə (FAME) transesterifikasiyası sürətlənmiş reaksiya və əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək effektivliklə nəticələnir.

Ultrasonik Biyodizel Dönüşüm necə işləyir?

Transesterifikasiyada (bəzən alkololiz də deyilir) və esterləşmədə fərqli fazalar arasındakı ultrasonikasiya qarışmanın gücləndirilməsinə və artan istilik və kütlə ötürülməsinə əsaslanır. Ultrasonik qarışdırma, mayedəki vakuum baloncuklarının nüfuz etməsi nəticəsində baş verən akustik kavitasiya prinsipinə əsaslanır. Akustik kavitasiya yüksək kəsmə qüvvələri və təlatümləri ilə yanaşı çox yüksək təzyiq və temperatur fərqliliyi ilə xarakterizə olunur. Bu qüvvələr transesterifikasiya / esterifikasiyanın kimyəvi reaksiyasını təşviq edir və kütlə və istilik ötürülməsini gücləndirir, bununla da biyodizel çevrilməsinin reaksiyasını xeyli yaxşılaşdırır.
Biyodizel konversiyası zamanı ultrasəs tətbiqinin elmi və sənayedə proses səmərəliliyinin artırıldığı sübut edilmişdir. Proses səmərəliliyinin yaxşılaşdırılması, enerji istehlakının azalması və istismar xərclərinin azalması və alkoqolun (yəni metanol) istifadəsinin azalması, daha az katalizator və reaksiya müddətinin xeyli qısaldılması ilə əlaqələndirilə bilər. Xarici isitmə üçün heç bir ehtiyac olmadığı üçün istilik üçün enerji dəyəri aradan qaldırılır. Əlavə olaraq, biyodizel və qliserol arasındakı faza ayrılması daha qısa bir faza ayırma müddəti ilə daha asandır. Biyodizel istehsalında ultrasəsin ticari istifadəsi üçün vacib bir amil ultrasəs avadanlığının sağlamlığı və etibarlılığı ilə yanaşı istənilən həcmə qədər sadə miqyaslı, etibarlı və təhlükəsiz işləməsidir (sənaye standartı, fasiləsiz işləyə bilən 24/7 /) 365 tam yük altında).

Hielscher ultrasonic reactor for biodiesel transesterification with superior process efficiency

İnline biyodizel esterifikasiyası və transesterifikasiyası üçün axın hüceyrəsi olan ultrasəs sənaye sistemi.

Process chart showing the biodiesel process in continuous flow mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultrasonik esterifikasiya və transesterifikasiya toplu və ya fasiləsiz inline proses kimi işləyə bilər. Qrafikdə biyodizel (FAME) transesterifikasiyası üçün ultrasəs satır prosesi göstərilir.


Process chart showing the biodiesel process in batch mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultrasonik esterifikasiya və transesterifikasiya toplu və ya fasiləsiz inline proses kimi işləyə bilər. Bu qrafik biyodizel konversiyası üçün ultrasəs toplu işini göstərir.

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Turşu və baz katalizli reaksiya addımlarını tətbiq edən Ultrasonik Yardımlı İki Mərhələli Biyodizel Çevrmə

Yüksək FFA tərkibli xammal ehtiyatları üçün biyodizel istehsalı iki mərhələli bir müddətdə turşu və ya bazal katalizli reaksiya şəklində həyata keçirilir. Ultrasəs iki növ reaksiyaya, həm də turşu katalizli esterizasiya və həm də baz katalizli transesterifikasiyaya kömək edir.

Ultrasəs istifadə edərək turşu katalizli esterizasiya

Xammaldakı sərbəst yağ turşularının çoxunu müalicə etmək üçün esterləşmə prosesinə ehtiyac var. Sülfürik turşusu ümumiyyətlə turşu katalizatoru kimi istifadə olunur.

  • Çirkləndiricilərdən və sudan təmizləyərək xammal hazırlayın.
  • Katalizatoru, yəni sulfat turşusunu metanolda həll edin. Xam əvvəlcədən qarışıq əldə etmək üçün bir katalizator / metanol və xammal axını bir istilik dəyişdiricisi və statik qarışdırıcı vasitəsi ilə bəsləyin.
  • Katalizator və xammalın əvvəlcədən qarışığı birbaşa ultrasəs reaksiya otağına daxil olur, burada ultra incə qarışdırma və sonokimya qüvvəyə minir və sərbəst yağ turşuları biyodizelə çevrilir.
  • Nəhayət, məhsulu susuzlaşdırın və ikinci mərhələdən ikisini - ultrasəs transesterifikasiyasını bəsləyin. Asidik nəm metanol bərpa edildikdən, qurudulduqdan və zərərsizləşdirildikdən sonra yenidən istifadəyə hazırdır.
  • Çox yüksək FFA ehtiva edən xammal ehtiyatları üçün, transesterifikasiya mərhələsindən əvvəl FFA-nı məqbul bir səviyyəyə endirmək üçün bəlkə də bir dövriyyə qurulması tələb olunur.

Bir turşu katalizatoru istifadə edərək esterifikasiya reaksiyası:
FFA + Alkoqol → Ester + Su

Ultrasəs istifadə edərək bazal kataliz edilmiş transesterifikasiya

İndi yalnız az miqdarda FFA-ya sahib olan xammal birbaşa transesterifikasiya mərhələsinə verilə bilər. Ən çox sodyum hidroksid və ya potasyum hidroksid (NaOH, KOH) əsas katalizator kimi istifadə olunur.

  • Katalizatoru, yəni potasyum hidroksidi metanolda həll edin və xam əvvəlcədən qarışıq əldə etmək üçün katalizator / metanol və əvvəlcədən işlənmiş xammal axınlarını statik bir qarışdırıcıdan bəsləyin.
  • Kavitasiyalı yüksək kəsməli qarışdırma və sonokimyəvi müalicə üçün əvvəlcədən qarışığı birbaşa ultrasəs reaksiya otağına verin. Bu reaksiyanın məhsulları alkil esterlər (yəni biyodizel) və qliserindir. Qliserin çökmə və ya santrifüjlə ayrıla bilər.
  • Ultrasonik olaraq istehsal olunan biyodizel yüksək keyfiyyətlidir və metanol və katalizatora qənaət edərək sürətli, enerji qənaətcil və qənaətcil istehsal olunur.

Bir baza katalizatorundan istifadə edərək transesterifikasiya reaksiyası:
Yağ / Yağ + Alkoqol → Biyodizel + Qliserol

Metanol istifadəsi & Metanol Bərpa

Metanol biyodizel istehsalı zamanı əsas komponentdir. Ultrasonik olaraq idarə olunan biyodizel konversiyası metanolun əhəmiyyətli dərəcədə azaldılmasına imkan verir. İndi "metanoldan istifadə etməyimə əhəmiyyət vermirəm, çünki onsuz da bərpa edirəm" deyə düşünürsənsə, buxarlanma mərhələsi üçün tətbiq olunan həddən artıq yüksək enerji xərcini yenidən düşünə və düşünə bilərsən (məsələn, bir damıtma sütunu istifadə edərək). metanolun ayrılması və təkrar emalı üçün lazımdır.
Metanol ümumiyyətlə biyodizel və qliserin iki təbəqəyə ayrıldıqdan sonra çıxarılır və reaksiya geri çevrilməsinə mane olur. Metanol daha sonra təmizlənir və prosesin əvvəlinə qədər geri çevrilir. Ultrasonik olaraq idarə olunan esterifikasiya və transesterifikasiya yolu ilə biyodizel istehsal edərək metanol istifadənizi kəskin şəkildə azaltmaq və bununla da metanolun bərpası üçün həddən artıq yüksək enerji xərclərini azaltmaq mümkündür. Hielscher ultrasəs reaktorlarının istifadəsi, lazımi metanol miqdarını 50% -ə qədər azaldır. 1: 4 və ya 1: 4,5 (yağ: metanol) arasındakı molar nisbət, Hielscher ultrasəs qarışığı istifadə edilərkən bir çox xammal üçün kifayətdir.

Process chart showing the biodiesel processing steps. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultrasonik esterifikasiya əvvəlcədən müalicə mərhələsidir və FFA-larda yüksək dərəcəli xammalın esterlərə endirilməsinə səbəb olur. Ultrasonik transesterifikasiyanın 2-ci addımında trigliseridlər biyodizelə (FAME) çevrilir.

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonik Artan Biyodizel Dönüşüm Səmərəliliyi – Elmi cəhətdən sübut edilmişdir

Çoxsaylı tədqiqatçı qrupu, biyodizelin ultrasəs transesterifikasiyasının mexanizmini və təsirlərini araşdırmışdır. Məsələn, Sebayan Darwin'in tədqiqat qrupu, ultrasəs kavitasiyasının kimyəvi aktivliyi və reaksiya nisbətini artırdığını və ester meydana gəlməsinin əhəmiyyətli dərəcədə artdığını nümayiş etdirdi. Ultrasonik texnika transesterifikasiya reaksiya müddətini 5 dəqiqəyə endirdi – mexaniki qarışdırma emalı üçün 2 saata nisbətən. Ultrasəs altında trigliseridin (TG) FAME-ə çevrilməsi, metanol ilə yağ molar nisbətinin 6: 1 və katalizator kimi% 1 ağırlıqlı sodyum hidroksid ilə% 95.6929 ağırlığını əldə etdi. (bax: Darwin ve ark. 2010)

Gholami et al. (2021) mexaniki qarışıqla müqayisədə ultrasəs yardımlı biyodizel transesterifikasiyasının üstün effektivliyini nümayiş etdirdi. Bu səbəbdən tədqiqat qrupu, Aspen HYSYS V8.4 istifadə edərək dizayn edilmiş ənənəvi mexaniki qarışdırma və ultrasəs kavitasiyasına əsaslanan iki biyodizel bitkisini müqayisə etdi. İki prosesi müqayisə etmək üçün ümumi investisiya, məhsulların maliyyəti, xalis cari dəyər və daxili gəlir dərəcəsi istifadə edilmişdir – ultrasonicator və mexaniki strirrer – bir-biri ilə. Ultrasonik kavitasiya prosesinə edilən ümumi sərmayə, mexaniki qarışdırma prosesindən təxminən% 20,8 nisbətində daha az idi. Ənənəvi proseslə müqayisədə ultrasəs reaktorlarının istifadəsi də məhsulların xərclərinin% 5,2 azalmasına səbəb oldu. Pozitiv xalis indiki dəyər və% 18.3 daxili gəlir dərəcəsi sayəsində ultrasəs kavitasiya prosesi daha yaxşı seçim idi. Üstəlik, ultrasəs kavitasiya həm sərf olunan enerjidə, həm də tullantıların istehsalında mənalı bir azalma ilə nəticələndi. Ultrasonik kavitasiya tətbiq edildikdə ümumi enerji istehlakı% 6.9 azaldı. Ultrasəs köməyi ilə istehsal olunan tullantıların miqdarı mexaniki qarışdırma prosesində bunun beşdə birini təşkil edirdi.

Biyodizel Qenerasiya üçün Orta Ölçülü və Böyük Ölçülü Ultrasonikatorlar

Hielscher ultrason’ biodizelin istənilən həcmdə səmərəli istehsalı üçün kiçikdən orta ölçüyə qədər geniş miqyaslı sənaye ultrasəs prosessorları tədarük edir. Hər miqyasda ultrasəs sistemi təqdim edən Hielscher həm kiçik istehsalçılar, həm də böyük şirkətlər üçün ideal həll təklif edə bilər. Ultrasonik biyodizel konversiyası toplu və ya fasiləsiz inline proses kimi işləyə bilər. Quraşdırma və istismar sadə, təhlükəsizdir və üstün biyodizel keyfiyyətinin etibarlı yüksək nəticələri verir.
Aşağıda bir sıra istehsal dərəcələri üçün tövsiyə olunan reaktor quruluşlarını tapa bilərsiniz.

ton / saat
gal / saat
1x UIP500hdT
0.25 0.5
80 160
1x UIP1000hdT
0.5 1.0
160 320
1x UIP1500hdT
0.75 1.5
240 480
2x UIP1000hdT
1.0 2.0
320 640
2x UIP1500hdT
1.5 3.0
480 960
4x UIP1500hdT
3.0 6.0
960 1920
6x UIP1500hdT
4.5 9.0
1440 üçün 2880

Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!

Daha ətraflı məlumat üçün müraciət edin

Zəhmət olmasa, ultrasəs prosessorları, tətbiqetmələr və qiymətlər haqqında əlavə məlumat tələb etmək üçün aşağıdakı formadan istifadə edin. Prosesinizi sizinlə müzakirə etməkdən və tələblərinizə cavab verən bir ultrasəs sistemini təklif etməkdən məmnun olarıq!









Xahiş edirik unutmayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında tətbiqetmələri qarışdırmaq, dağılmaq, emulsiya etmək və hasil etmək üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.



Ədəbiyyat / İstinadlar


Bilmək lazımdır

biyodizel Production

Biodizel triqeridlərin transesterifikasiya kimi tanınan kimyəvi reaksiya yolu ilə sərbəst yağ metil esterinə (FAME) çevrildiyi zaman istehsal olunur. Transesterifikasiyanın reaksiyası zamanı bitki yağlarında və ya heyvan yağlarında olan trigileridlər bir katalizator (məsələn, kalium hidroksid və ya sodyum hidroksid) iştirakı ilə birincil alkoqolla (məsələn, metanol) reaksiya verirlər. Bu reaksiya zamanı alkil esterləri bitki yağı və ya heyvan yağı xammalından əmələ gəlir. Trigliseridlər, qliserolun yağ turşuları kimi tanınan uzun zəncirli turşularla esterfizə edildiyi gliseridlərdir. Bu yağ turşuları bitki yağı və heyvan yağlarında bolca mövcuddur. Biyodizel bakirə bitki yağları, tullantı bitki yağları, istifadə olunan qızartma yağları, yağ və donuz yağı kimi heyvan yağları kimi müxtəlif xammallardan istehsal oluna bildiyindən sərbəst yağ turşularının (FFA) miqdarı çox dəyişə bilər. Trigliseridlərin sərbəst yağ turşularının faizi, biyodizel istehsal prosesini və nəticədə biyodizel keyfiyyətini kəskin şəkildə təsir edən həlledici bir amildir. Yüksək miqdarda sərbəst yağ turşuları konversiya prosesinə mane ola bilər və son biyodizel keyfiyyətini pisləşdirə bilər. Əsas problem sərbəst yağ turşularının (FFA) sabunun əmələ gəlməsi ilə nəticələnən qələvi katalizatorları ilə reaksiyaya girməsidir. Sabun əmələ gəlməsi sonradan qliserol ayırma problemlərinə səbəb olur. Buna görə, yüksək miqdarda FFA-lər olan xammal ehtiyatları, əvvəllər FFA-lərin esterlərə çevrildiyi əvvəlcədən müalicə tələb olunur (esterifikasiya reaksiyası deyilir). Ultrasonikasiya hər iki reaksiyanı, transesterifikasiyanı və esterifikasiyanı təşviq edir.

Esterifikasiyanın kimyəvi reaksiyası

Esterifikasiya bir ester (RCOOR) və su meydana gətirmək üçün üzvi bir turşunun (RCOOH) bir alkoqolla (ROH) birləşdirilməsidir.

Asidik Esterifikasiyada Metanol İstifadəsi

Xammaldakı FFA-ları azaltmaq üçün turşu esterifikasiyası istifadə edildikdə, dərhal enerji tələbləri nisbətən aşağıdır. Lakin esterifikasiya reaksiyası zamanı su yaranır – zərərsizləşdirilməli, qurudulmalı və bərpa edilməli olan nəm, asidik metanol yaratmaq. Bu metanol bərpa prosesi bahalıdır.
Başlanğıc xammal ehtiyatlarında% 20-40 və ya daha yüksək faiz nisbəti varsa, onları məqbul səviyyəyə endirmək üçün bir çox addım lazım ola bilər. Bu, daha da asidik, nəm metanolun yaranması deməkdir. Asidik metanol neytrallaşdırıldıqdan sonra, qurutma, çox yüksək enerji istifadəsi ilə nəticələnən, əhəmiyyətli dərəcədə geri qayıtma dərəcələri ilə çoxpilləli distillə tələb olunur.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics, yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir Laboratoriya qədər sənaye ölçüsü.