Biodizel istehsalı üçün ultrasəs reaktorları

Ultrasəs reaktorları biodizelə çevrilmə prosesində kimyəvi reaksiyaların kinetikasını yaxşılaşdırır. Bu, daha sürətli transesterləşməyə və daha yüksək çevrilmə çıxımına gətirib çıxarır, həmçinin artıq metanola və katalizatora qənaət edir. Hielscher istənilən miqyasda biodizel istehsalı üçün ultrasəs qarışdırma reaktorları hazırlayır. Ultrasəs reaktorları yığcamdır, asan quraşdırılır və çox səmərəlidir.

Yüksək güclü ultrasəslə biodizel istehsalının artırılması və sürətləndirilməsi

Biodizel bitki yağlarından, heyvan piylərindən və ya tullantı yemək yağından hazırlanan, bərpa olunan və təmiz yanan yanacaqdır. O, spirt və katalizatordan istifadə etməklə triqliseridlərin yağ turşularının metil efirlərinə (FAMEs) çevrilməsini əhatə edən transesterləşmə reaksiyası vasitəsilə istehsal edilə bilər. Transesterləşmə reaksiyasını sürətləndirməyin yollarından biri ultrasəs dalğalarından istifadə etməkdir. Bu dalğalar reagentlərin qarışdırılmasını və kütlə ötürülməsini gücləndirə, həmçinin yağ damcılarının parçalanmasını və katalizatorun dispersiyasını təşviq edə bilər.
Sonotrod kimi də tanınan zond tipli ultrasəs cihazı titan çubuğu titrətməklə yüksək tezlikli səs dalğaları (adətən 20 kHz – 30 kHz diapazonunda) yaradan cihazdır. Ultrasəs dalğaları maye boyunca yayılır və yüksək və aşağı təzyiq zonaları yaradır, bunun nəticəsində kavitasiya qabarcıqları əmələ gəlir və sürətlə çökür. Qabarcıqların çökməsi intensiv yerli qızma və soyuma, yüksək kəsilmə qüvvələri və zərbə dalğaları yaradır. Bunlar transesterləşmə prosesinin reaksiya sürətini və səmərəliliyini artıra bilər.

Bu təlim videosunda ultrasəs biodizel reaktorlarının biodizel istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmasının elmi əsaslarını təqdim edirik. Hielscher ultrasəs biodizel reaktorları biodizel istehsalı prosesini təkmilləşdirmək üçün güclü vasitə kimi özünü təsdiqləmişdir və bu təlimdə onların iş prinsipini ətraflı izah edir, istənilən istehsal miqyası üçün müxtəlif ultrasəs qurğularını göstəririk. Biodizel istehsalınızın səmərəliliyini və iqtisadi əlverişliliyini artırın, sürətli çevrilmə ilə daha yüksək çıxımla yüksək keyfiyyətli biodizel əldə edin. Eyni zamanda, ultrasəs biodizel reaktorları tullantı bitki yağları və ya işlənmiş yemək yağları kimi aşağı keyfiyyətli yağlardan istifadə etməyə imkan verir, metanola və katalizatora qənaət etməyə kömək edərək ekoloji cəhətdən təmiz və dayanıqlı biodizel istehsalına töhfə verir.

Ultrasəslə biodizel istehsalının üstünlükləri

Biodizel sintezi üçün zond tipli ultrasəs cihazından istifadənin üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:

Daha yüksək reaksiya sürəti: Ultrasəs dalğaları reagentlərin kütlə ötürülməsini artıra və transesterləşmə reaksiyasını sürətləndirə bilər, bununla da reaksiya müddətini azaldır və biodizel çıxımını artırır.
Daha yüksək çıxım və saflıq: Ultrasəslə biodizel istehsalı prosesi katalizatorun dispersiyasını və reaksiya qarışığının bircinsliyini yaxşılaşdırır, nəticədə biodizelin çıxımı və saflığı yüksəlir.
Ucuz xammal : Ultrasəsdən istifadə etməklə ən aşağı keyfiyyətli xammaldan – məsələn, tullantı yemək yağlarından, tullantı heyvan piylərindən və qida üçün yararsız yağlardan – istifadə edə və onu yüksək keyfiyyətli biodizelə çevirə bilərsiniz. Ətraflı oxuyun!
Daha az enerji sərfi: Ultrasəs emalı reaksiya qarışığının qarışdırılması və qızdırılması üçün tələb olunan enerjini, eləcə də lazım olan katalizator miqdarını azaldır, nəticədə daha dayanıqlı və iqtisadi cəhətdən daha səmərəli proses əldə edilir. Ətraflı oxuyun!
Çeviklik və miqyasın artırılması imkanı: Hielscher zond tipli ultrasəs cihazları və reaktorları həm kiçik, həm də böyük miqyasda biodizel istehsalı üçün istifadə edilə bilər və mövcud istehsal proseslərinə asanlıqla inteqrasiya oluna bilər.

Ümumilikdə bu o deməkdir ki, biodizel sintezi üçün Hielscher ultrasəs cihazlarından və ultrasəs reaktorlarından istifadə reaksiya sürəti, çıxım, saflıq, enerji sərfi və miqyasın artırılması imkanı baxımından əhəmiyyətli üstünlüklər verir və bu texnologiyanı bərpa olunan yanacaqların dayanıqlı istehsalı üçün gəlirli edir.

Ultrasəs biodizel reaktorları xərcləri azaldır və biodizel çıxımını artırır

Ultrasəslə emulsiyalaşdırma axın xətti ultrasəs reaktorlarında ultrasəs homogenizatorlarının intensiv kavitasiya kəsilməsindən istifadə edir Artıq metanol və katalizator biodizel istehsalında əhəmiyyətli xərc amilləridir. Hielscher ultrasəs reaktorları metanolun xammalınızla qarışdırılması üçün intensiv kavitasiya kəsilməsindən istifadə edir. Bu, xeyli kiçik metanol damcıları yaradır və nəticədə metanoldan və katalizatordan istifadə səmərəliliyi artır. Buna görə də daha az artıq metanol və daha az katalizator tələb olunur. Bundan əlavə, kavitasiya reaksiya kinetikasına təsir edərək daha sürətli və daha tam transesterləşməyə gətirib çıxarır.

Biodizel istehsalı üçün ultrasəs reaktorlarından istifadə saatda 0,25 tondan çox biodizel istehsal gücü üçün tövsiyə olunur. Hielscher hər reaktor üzrə 16 ton/saatadək (5100 qallon/saat) istehsal gücünə malik ultrasəs reaktorları təklif edir. Prosesinizin istehsal gücünə uyğunlaşdırmaq üçün bir neçə reaktoru birləşdirə bilərsiniz. İstehsal gücünüzü artırdığınız zaman sonradan əlavə reaktorlar quraşdıra bilərsiniz. Müəssisənizin quruluşuna və prosesinizin istehsal gücünə ən uyğun biodizel reaktor konfiqurasiyasını tövsiyə etməkdən məmnun olarıq.

Kiçik və orta miqyaslı ultrasəs biodizel reaktorları

9 ton/saatadək (2900 qallon/saat) kiçik və orta ölçülü biodizel istehsalı sistemləri üçün Hielscher sizə UIP500hdT (500 vat), UIP1000hdT (1000 vat), UIP1500hdT (1500 vat) və ya UIP2000hdT (2000 vat) təklif edir. Bu dörd axın xətti ultrasəs reaktoru çox yığcamdır, asanlıqla inteqrasiya edilir və ya mövcud sistemə əlavə olunur. Onlar sərt mühitlərdə ağır iş rejimində fəaliyyət göstərmək üçün hazırlanmışdır. Aşağıda müxtəlif istehsal sürətləri üçün tövsiyə olunan reaktor konfiqurasiyalarını tapa bilərsiniz.

	ton/saat	qallon/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
1x UIP2000hdT	1,0 – 2,0	320 – 640
2x UIP1500hdT	1,5 – 3,0	480 – 960
2x UIP2000hdT	2,0 – 4,0	640 – 1280
4x UIP1500hdT	3,0 – 6,0	960 – 1920
4x UIP2000hdT	4 – 8	1280 – 2560

Tam sənaye miqyaslı ultrasəs biodizel reaktorları

Sənaye biodizel istehsalı müəssisələri üçün Hielscher UIP4000hdT (4000 vat), UIP6000hdT (6000 vat), UIP10000hdT (10.000 vat) və UIP16000hdT (16.000 vat) təklif edir. Axın xətti reaktorları ilə təchiz edilmiş bu ultrasəs homogenizatorları yüksək axın sərflərində fasiləsiz biodizel istehsalı üçün nəzərdə tutulmuşdur. Dörd ultrasəs homogenizatorunun hamısı paslanmayan polad şkaflarda mövcuddur. Şaquli quraşdırma ilkin quraşdırma və ya mövcud sistemə əlavə etmə üçün minimum döşəmə sahəsi tələb edir. Aşağıda tipik sənaye emal sürətləri üçün tövsiyə olunan konfiqurasiyalar verilmişdir.

	ton/saat	qallon/saat
3x UIP4000hdT	6,0 – 12,0	1920 – 3840
5x UIP4000hdT	10,0 – 20,0	3200 – 6400
3x UIP10000hdT	15,0 – 30,0	4800 – 9600
3x UIP16000hdT	24,0 – 48,0	7680 – 15.360
5x UIP16000hdT	40,0 – 80,0	12.800 – 25.600

Yağ və metanolun axın xəttində ultrasəslə qarışdırılması

Ultrasəs qarışdırma reaktorları çən qarışdırıcılarını və digər dinamik kəsilmə qarışdırıcılarını əvəz edir. Ümumiyyətlə, ultrasəs biodizel reaktorları iki qidalandırma axınını qarışdırmaq üçün quraşdırılır: yağ və metanol (katalizatorla). Bunun üçün kobud ilkin qarışıq axın xətti ultrasəs reaktorundan nasosla keçirilir. Burada ultrasəs kavitasiyası hər iki reagenti 2 – 10 saniyə ərzində qarışdırır və emulsiyalaşdırır. Bu, axın xəttində qarışdırma prosesidir. Qarışıq axın kameralı reaktordan çıxdıqda qliserin cazibə qüvvəsinin təsiri ilə 60 dəqiqədən az müddətdə ayrılır. Alternativ olaraq, bir neçə dəqiqəlik reaksiya müddətindən sonra ultrasəslə emal edilmiş qarışığı sentrifuqaya ötürə bilərsiniz. Axın xəttində qarışdırma ənənəvi partiyalarla emalla müqayisədə istifadə olunan çənlərin sayını və həcmini azaldır. Bu, kapitaldan istifadə səmərəliliyini yaxşılaşdırır.

Fasiləsiz axın rejimində biodizel prosesini göstərən proses sxemi. Ultrasəs efirləşməni və transesterləşməni əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Ultrasəslə efirləşmə və transesterləşmə partiyalarla və ya axın xəttində fasiləsiz proses kimi həyata keçirilə bilər. Sxem biodizelin (FAME) transesterləşməsi üçün axın xəttində ultrasəs prosesini göstərir.

Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!

Əlaqəli mövzular

Ədəbiyyat / İstinadlar

Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.
Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production

Tez-tez verilən suallar

Biodizel istehsalı üçün hansı xammaldan istifadə edilə bilər?

Biodizel istehsalı üçün xammala rafinə edilmiş bitki yağları, qida üçün yararsız yağlar, tullantı bitki yağları, tullantı yemək yağları, istifadə edilmiş qızartma yağları, iç piyi kimi heyvan piyləri və bəzi balıq yağları daxildir, bir şərtlə ki, onların triqliseridləri və ya sərbəst yağ turşuları biodizel efirlərinə çevrilə bilsin. Ultrasəs emalı bir-birində qarışmayan yağ və spirt fazaları arasında qarışdırmanı intensivləşdirərək kömək edir. Bu, hətta aşağı keyfiyyətli və dəyişkən xammalı da səmərəli transesterləşmə üçün daha uyğun edir.

Biodizelin transesterləşməsi üçün aşağı keyfiyyətli xammaldan istifadənin çətinlikləri hansılardır?

Biodizelin transesterləşməsində aşağı keyfiyyətli xammalın əsas çətinlikləri dəyişkən tərkib, çirklənmə, su tərkibi, parçalanmış lipidlər, daha yüksək özlülük və daha mürəkkəb faza davranışıdır. Bunların hamısı çevrilmə səmərəliliyini azalda, sabun əmələ gəlməsini təşviq edə və biodizel–qliserol ayrılmasını ləngidə bilər. Ultrasəs emalı kavitasiya vasitəsilə istilik və kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırmaqla və emalı çətin olan xammal sistemlərində reaksiya kinetikasını sürətləndirməklə bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmağa kömək edir. Ultrasəs emalının aşağı keyfiyyətli xammalın yüksək keyfiyyətli biodizelə transesterləşməsinə necə müsbət təsir etdiyini öyrənin!

Biodizel emalında xərcləri müəyyən edən amillər hansılardır?

Biodizel emalında xərcləri müəyyən edən əsas amillər xammalın qiyməti, metanol və katalizator sərfi, enerji tələbatı, reaksiya müddəti, ayırma və təmizləmə üçün tələb olunan iş və müəssisənin ümumi emal məhsuldarlığıdır. Xammal adətən ən böyük xərc komponentidir. Ultrasəs emalı reaksiya müddətini qısaltmaqla, çevrilməni yaxşılaşdırmaqla və fazaların ayrılmasını sürətləndirməklə emal xərclərini azaltmağa kömək edir. Bu, enerji sərfini azalda və emal məhsuldarlığını artıra bilər. Ultrasəs reaktorlarından istifadə etməklə xərc və enerji baxımından səmərəli biodizel istehsalı haqqında ətraflı oxuyun!