Bioenerji İstehsalının Səmərəliliyinin Ultrason ilə Artırılması

Yüksək intensivlikli ultrasəsin (sonikasiya) bərpa olunan enerji istehsalına tətbiqi prosesin səmərəliliyində mühüm irəliləyişdir. Akustik kavitasiya prinsiplərindən istifadə edərək, ultrasəs texnologiyası kütləvi daşınmanı artırır, hüceyrə strukturlarını pozur və biodizel, bioetanol və biogaz daxil olmaqla müxtəlif bioyanacaq istehsal yollarında kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir.
Neft qiymətləri yeni zirvələri qeyd etdiyi üçün bərpa olunan yanacaqlara artan tələbat var. Ultrasəs texnologiyasının biodizel, bioetanol və bioqaz kimi yaşıl yanacaqların istehsalına tətbiqi texniki və kommersiya səmərəliliyini artırır.

Tullantı Bitki Yağı və Heyvan Yağından Biodizel

Biodizel, neftdən alınan dizel yanacağına alternativ olaraq dizel mühərriklərində istifadə oluna bilən bərpa olunan yanacaqdır. Biodizel, bitki yağları, heyvan yağları və ya piy kimi mənbələrdən transesterləşmə yolu ilə hazırlanır. Ən çox istifadə olunan xammallar soya, kolza və ya yosun yağlarıdır. Biodizelin istehsalı spirt (metanol və ya etanol) ilə katalitik reaksiyanı əhatə edir. Yağ, piy və ya piyanı spirt ilə ultrasəs qarışdırmaq, reaksiya sürətini və məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Bu isə investisiya və əməliyyat xərclərini azaldır.

• Sürətlənmiş transesterifikasiya: Ultrasəs radiasiyası, biodizel istehsalında reaksiya müddətini əhəmiyyətli dərəcədə qısaldır, tez-tez onu saatlardan beş dəqiqədən az bir vaxta endirir.
• Təkmilləşdirilmiş Ayırma: Texnologiya biodizeldən qliserinin ayrılmasını yaxşılaşdırır və çökmə vaxtını bir neçə saatdan 15 dəqiqədən az müddətə endirir.
• Yüksək məhsuldarlıq: Ultrasəs müalicəsi reaktivlərin tam qarışmasını təmin edərək biodizelin 99%-dən çox məhsuldarlıqla alınmasını təmin edə bilər.

Biodizel üçün ultrasəs qarışdırma reaktorları haqqında daha çox oxumaq üçün buraya klikləyin!

Nişasta və şəkərdən bioetanol

Bioetanol benzinə yaşıl alternativ kimi istifadə olunur. O, qarğıdalı, buğda, kartof, şəkər qamışı, düyü və digər taxıllardan fermentasiya yolu ilə hazırlanır. Maya bu bitkilərdə olan nişasta və şəkəri etanola fermentasiya etmək üçün istifadə olunur. Hüceyrə strukturlarının ultrasəslə parçalanması və hüceyrədaxili materialın çıxarılması hissəcik ölçüsünü azaldır və mayeləşmə zamanı fermentlərə daha böyük səth sahəsi açır. Bu, nişastanın və şəkərin bioəlçatanlığını artırır və daha sürətli və tam fermentasiya ilə nəticələnərək daha çox etanolun əldə olunmasına səbəb olur.
Bioetanol istehsalı əsasən lignosellüloz biomassasının effektiv parçalanmasına əsaslanaraq fermentasiya olunan şəkərlərin sərbəst buraxılmasına əsaslanır. Ultrasəs bu prosesə bir neçə cəhətdən kömək edir:

• Gücləndirilmiş Hidroliz: Ultrasonik əvvəlcədən emal bitki hissələrinin parçalanmasını asanlaşdırır və quru üyüdülmüş etanol zavodlarında qarğıdalı qarışığından qlükoza çıxmasını yaxşılaşdırır.
• Stimulyasiya olunmuş Fermentasiya: Ultrasəs, qarışıq ofis kağızı kimi materialların eyni vaxtda saccharifikasiyası və fermentasiyası (SSF) zamanı etanol istehsalını stimullaşdırdığı göstərilmişdir.
• Çıxarma Səmərəliliyi: Yüksək güclü ultrasəs, qarğıdalı dırnaqları və qabıqlarından ksilana və heteroksilana bənzər aktiv komponentlərin çıxarılmasında effektivdir, eləcə də soya fasulyəsindən yağ çıxarılmasını artırır ki, bu da daha geniş bio-əsaslı istehsal zəncirlərini dəstəkləyir.

Haqqında daha çox oxumaq üçün bura klikləyin hüceyrənin parçalanması və Çıxarma!

Tullantı və çamurdan bioqaz

Məişət üzvi tullantıları, kanalizasiya lilləri, palçıq və peyin bioqaz mənbəyi kimi xidmət edir. Belə materialın aerob və ya anaerob parçalayıcılarda emalı üzvi materialı bioqaza çevirir. Ultrasəs üzvi materialın parçalanması həzmdən əvvəl maddi quruluşu dəyişdirir və fermentləri buraxır və aktivləşdirir. Bu, daha sürətli emal, daha çox qaz və daha az qalıq çamura səbəb olan üzvi materialın həzmini yaxşılaşdırır. Bu, öz növbəsində, mövcud qazma qurğularının tutumunu artırır və utilizasiya xərclərini azaldır.

Anaerob həzm prosesində, ultrasəs əvvəlcədən emal bioması (məsələn, tullanan aktivləşdirilmiş ləkə) parçalamaq üçün istifadə olunur ki, üzvi maddələr bakteriyalar üçün daha əlçatan olsun.

• Artan Biogaz Məhsuldarlığı: Sonikasiya yığılmış bioqaz istehsalını artırmaqda effektiv olduğunu sübut edib. Tədqiqatlar bioqaz istehsalında müalicə olunmamış çöküntüyə nisbətən 26%-dən 36%-ə qədər artım göstərib.
• Təkmilləşdirilmiş Bərk Maddələrin Reduksiyası: Ultrasəs müalicəsi uçucu bərk maddələrin (VS) məhv edilməsini artırır. Məsələn, VS məhv edilməsi orqanik yük və enerji girişindən asılı olaraq 30%-dən 35%-ə və ya daha yüksək (39%-ə qədər) arta bilər.
• Tullantı sularının inteqrasiyası: Şəhər və sənaye çirkab su təmizləmə zavodlarından və bioqaz zavodlarından çıxan biobərk maddələr, ultrasəs reaktorları vasitəsilə sabitləşdirmə və enerji bərpası prosesini optimallaşdırmaq üçün effektiv şəkildə emal oluna bilər.

Haqqında daha çox oxumaq üçün bura klikləyin ultrasəs palçıq parçalanması!

Heyvan peyinlərinin anaerob həzmdən əvvəl ultrasəslə parçalanması bioqaz məhsuldarlığını yaxşılaşdırır.

Ultrasonik Enerji Balansı

The processed mentioned above do not require much ultrasonic energy. In general the surplus energy as a result sonication makes up for the energy used to generate the ultrasound. Hielscher ultrasonic devices have an overall efficiency of more than 85%. This means that more than 85% of the electric energy is converted and delivered to the liquid by means of mechanical energy. The actual energy requirement of a process can be determined in small scale using a 1kW ultrasonic processor in bench-top scale. All results from such bench-top trials can be scaled up easily. Hielscher supplies industrial ultrasonic processing equipment, worldwide. With industrial ultrasonic homogenizers of up to 16kW power per single sonicator, there is no limit in plant size or processing capacity.