Yüksək güclü ultrasəs ilə bioenerji istehsalının səmərəliliyinin artırılması

Bərpa olunan enerji istehsalında yüksək intensivlikli ultrasəsin (sonikasiyanın) tətbiqi prosesin səmərəliliyində mühüm irəliləyişdir. Akustik kavitasiyadan istifadə edən ultrasəs texnologiyası biodizel, bioetanol və bioqaz daxil olmaqla müxtəlif bioyanacaq istehsalı proseslərində kütlə ötürülməsini gücləndirir, hüceyrə strukturlarını parçalayır və kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir.
Neft qiymətləri yeni yüksək hədlərə çatdıqca bərpa olunan yanacaqlara tələbat artır. Biodizel, bioetanol və bioqaz kimi ekoloji təmiz yanacaqların istehsalında ultrasəs texnologiyasının tətbiqi texniki və kommersiya səmərəliliyini artırır.

İşlənmiş bitki yağından və heyvan piyindən biodizel

Biodizel dizel mühərriklərində neftdən hazırlanan dizel yanacağına alternativ kimi istifadə edilə bilən bərpa olunan yanacaqdır. Biodizel bitki yağları, heyvan piyləri və ya yağlı tullantılar kimi mənbələrdən transesterifikasiya yolu ilə hazırlanır. Ən çox istifadə olunan xammallar soya, raps və ya yosun yağıdır. Biodizel istehsalı spirtlə (metanol və ya etanol) katalitik reaksiyanı əhatə edir. Yağın, piyin və ya yağlı tullantıların spirtlə ultrasəs vasitəsilə qarışdırılması reaksiyanın sürətini və məhsul çıxımını əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Bu, investisiya və istismar xərclərini azaldır.

• Sürətləndirilmiş transesterifikasiya: Ultrasəs şüalanması biodizel istehsalı üçün reaksiya müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və çox vaxt onu bir neçə saatdan beş dəqiqədən də az müddətə endirir.
• Təkmilləşdirilmiş ayırma: Bu texnologiya qliserinin biodizeldən ayrılmasını yaxşılaşdırır və durulma müddətini bir neçə saatdan 15 dəqiqədən də az müddətə endirir.
• Daha yüksək məhsul çıxımı: Ultrasəs emalı reagentlərin hərtərəfli qarışmasını təmin etməklə biodizel çıxımının 99%-dən çox olmasına kömək edə bilər.

Biodizel üçün ultrasəs qarışdırma reaktorları haqqında daha ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin!

Nişasta və şəkərdən bioetanol

Bioetanol benzinə ekoloji təmiz alternativ kimi istifadə olunur. O, qarğıdalı, buğda, kartof, şəkər qamışı, düyü və digər dənli bitkilərdən fermentasiya yolu ilə hazırlanır. Bu bitkilərdə olan nişasta və şəkərləri fermentasiya yolu ilə etanola çevirmək üçün mayadan istifadə olunur. Hüceyrə strukturlarının ultrasəslə parçalanması və hüceyrədaxili materialın ekstraksiyası hissəciklərin ölçüsünü azaldır və mayeləşdirmə zamanı fermentlər üçün daha böyük səth sahəsini əlçatan edir. Bu, nişasta və şəkərin bioloji əlçatanlığını yaxşılaşdırır və daha sürətli, daha tam fermentasiyaya səbəb olaraq daha çox etanol əldə edilməsini təmin edir.
Bioetanol istehsalı fermentasiya oluna bilən şəkərlərin ayrılması üçün liqnosellülozalı biokütlənin səmərəli parçalanmasından böyük dərəcədə asılıdır. Ultrasəs bu prosesə bir neçə yolla kömək edir:

• Gücləndirilmiş hidroliz: Ultrasəslə ilkin emal bitki hissəciklərinin parçalanmasını asanlaşdırır və quru üyütmə üsulundan istifadə edən etanol zavodlarında qarğıdalı suspenziyasından qlükozanın ayrılmasını yaxşılaşdırır.
• Stimullaşdırılmış fermentasiya: Ultrasəsin qarışıq tullantı ofis kağızı kimi materialların eyni vaxtda şəkərləşdirilməsi və fermentasiyası (SSF) zamanı etanol istehsalını stimullaşdırdığı göstərilmişdir.
• Ekstraksiya səmərəliliyi: Yüksək güclü ultrasəs qarğıdalı qıçalarının özəklərindən və qabıqlarından ksilan və heteroksilan kimi aktiv komponentlərin ekstraksiyasında, eləcə də soya paxlasından yağ ekstraksiyasının yaxşılaşdırılmasında effektivdir və bu, daha geniş bioloji xammala əsaslanan istehsal zəncirlərini dəstəkləyir.

Ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin: hüceyrələrin parçalanması və ekstraksiya!

Tullantılardan və lildən bioqaz

Bələdiyyə üzvi tullantıları, kanalizasiya lili, peyinli çamur və peyin bioqaz mənbəyi kimi xidmət edir. Belə materialın aerob və ya anaerob həzm reaktorlarında emalı üzvi materialı bioqaza çevirir. Ultrasəs vasitəsilə üzvi materialın parçalanması həzmdən əvvəl aparıldıqda materialın strukturunu dəyişir, fermentləri sərbəstləşdirir və aktivləşdirir. Bu, üzvi materialın həzmini yaxşılaşdıraraq daha sürətli emala, daha çox qazın və daha az qalıq lilin yaranmasına səbəb olur. Bu isə mövcud həzm reaktorlarının məhsuldarlığını artırır və tullantıların kənarlaşdırılması xərclərini azaldır.

Anaerob həzmdə üzvi maddəni bakteriyalar üçün daha əlçatan etmək məqsədilə biokütlənin (məsələn, tullantı aktiv lilin) parçalanması üçün ultrasəslə ilkin emaldan istifadə olunur.

• Artırılmış bioqaz çıxımı: Sonikasiyanın ümumi bioqaz istehsalını artırmaqda effektiv olduğu sübut edilmişdir. Tədqiqatlarda emal olunmamış lillə müqayisədə bioqaz istehsalında 26%-dən 36%-ə qədər artım qeydə alınmışdır.
• Bərk maddələrin miqdarının daha səmərəli azaldılması: Ultrasəs emalı uçucu bərk maddələrin (VS) parçalanmasını gücləndirir. Məsələn, üzvi yükdən və daxil edilən enerjidən asılı olaraq VS parçalanması 30%-dən 35%-ə və ya daha yüksək səviyyəyə (39%-ə qədər) arta bilər.
• Tullantı sularının emalı ilə inteqrasiya: Şəhər və sənaye tullantı sularının təmizlənməsi qurğularından, eləcə də bioqaz qurğularının özündən alınan bioloji bərk qalıqlar stabilləşdirmə və enerjinin bərpası prosesini optimallaşdırmaq üçün ultrasəs reaktorları ilə effektiv şəkildə emal edilə bilər.

Ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin: lilin ultrasəslə parçalanması!

Heyvan peyininin anaerob həzmdən əvvəl ultrasəslə parçalanması bioqaz çıxımını artırır.

Ultrasəs enerji balansı

Yuxarıda qeyd olunan proseslər çox ultrasəs enerjisi tələb etmir. Ümumiyyətlə, sonikasiya nəticəsində əldə edilən əlavə enerji ultrasəsin yaradılmasına sərf olunan enerjini kompensasiya edir. Hielscher ultrasəs cihazlarının ümumi səmərəliliyi 85%-dən çoxdur. Bu o deməkdir ki, elektrik enerjisinin 85%-dən çoxu çevrilərək mexaniki enerji şəklində mayeyə ötürülür. Prosesin faktiki enerji tələbatı kiçik miqyasda, laboratoriya masası miqyasında 1kW ultrasəs prosessorundan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər. Bu cür laboratoriya masası sınaqlarının bütün nəticələri asanlıqla daha böyük miqyasa keçirilə bilər. Hielscher bütün dünyada sənaye ultrasəs emalı avadanlıqları təchiz edir. Hər bir sonikator üzrə gücü 16kW-a qədər olan sənaye ultrasəs homogenizatorları ilə müəssisənin ölçüsündə və ya emal gücündə heç bir məhdudiyyət yoxdur.