Ултразвукови реактори за производство на биодизел

Ултразвуковите реактори подобряват кинетиката на химичните реакции в процеса на преобразуване на суровините в биодизел. Това води до по-бърза трансестерификация, по-висока степен на преобразуване и спестява излишен метанол и катализатор. Hielscher произвежда ултразвукови смесителни реактори за производство на биодизел във всякакъв мащаб. Ултразвуковите реактори са компактни, лесни за монтаж и много ефективни.

Увеличено и ускорено производство на биодизел с мощен ултразвук

Биодизелът е възобновяемо гориво с чисто изгаряне, произведено от растителни масла, животински мазнини или отпадъчно олио за готвене. Той може да се произвежда чрез реакция на трансестерификация, която включва преобразуването на триглицериди в метилови естери на мастни киселини (FAMEs) с помощта на алкохол и катализатор. Един от начините за ускоряване на реакцията на трансестерификация е използването на ултразвукови вълни, които могат да подобрят смесването и масообмена на реагентите, както и да подпомогнат раздробяването на маслените капчици и диспергирането на катализатора.
Ултразвуковият апарат със сонда, известен също като сонотрод, е устройство, което генерира високочестотни звукови вълни (обикновено в диапазона от 20 kHz до 30 kHz) чрез вибриране на титанов прът. Ултразвуковите вълни се разпространяват през течността и създават зони с високо и ниско налягане, което води до образуване и бързо колабиране на кавитационни мехурчета. Колабирането на мехурчетата предизвиква интензивно локално нагряване и охлаждане, големи сили на срязване и ударни вълни, които могат да увеличат скоростта на реакцията и ефективността на процеса на трансестерификация.

 

В този видеоурок Ви запознаваме с научните принципи, благодарение на които ултразвуковите реактори за биодизел значително подобряват производството му. Ултразвуковите реактори за биодизел на Hielscher са утвърдено мощно средство за подобряване на производствения процес, а в този урок разглеждаме принципа им на действие и показваме различни ултразвукови конфигурации за всеки производствен мащаб. Повишете ефективността и икономичността на производството на биодизел и постигнете по-високи добиви на висококачествен биодизел чрез бързо преобразуване. Същевременно ултразвуковите реактори за биодизел позволяват използването на нискокачествени масла, като отпадъчни растителни масла или отработени мазнини за готвене, и спомагат за икономията на метанол и катализатор, като допринасят за екологично и устойчиво производство на биодизел.

 

Предимства на ултразвуковото производство на биодизел

Предимствата на използването на ултразвуков апарат със сонда за синтез на биодизел включват:

1. По-висока скорост на реакцията: Ултразвуковите вълни могат да увеличат масообмена на реагентите и да ускорят реакцията на трансестерификация, като съкратят времето за реакция и увеличат добива на биодизел.
2. По-висок добив и чистота: Ултразвуковият процес за производство на биодизел подобрява диспергирането на катализатора и хомогенността на реакционната смес, което води до по-висок добив и чистота на биодизела.
3. Евтина суровина : С помощта на ултразвук можете да използвате суровини с най-ниско качество – като отпадъчни масла за готвене, отпадъчни животински мазнини и неядливи масла – и да ги превърнете във висококачествен биодизел. Прочетете повече!
4. По-ниско потребление на енергия: Използването на ултразвукова обработка намалява енергията, необходима за смесване и нагряване на реакционната смес, както и необходимото количество катализатор, което води до по-устойчив и икономически ефективен процес. Прочетете повече!
5. Гъвкавост и възможност за мащабиране: Ултразвуковите апарати със сонда и реакторите на Hielscher могат да се използват както за малкомащабно, така и за широкомащабно производство на биодизел и могат лесно да се интегрират в съществуващи производствени процеси.

В обобщение това означава, че използването на ултразвукови апарати и ултразвукови реактори на Hielscher за синтез на биодизел предлага значителни предимства по отношение на скоростта на реакцията, добива, чистотата, потреблението на енергия и възможността за мащабиране, което го прави рентабилна технология за устойчиво производство на възобновяеми горива.

Ултразвуковите реактори за биодизел намаляват разходите и увеличават добива на биодизел

Излишният метанол и катализаторът са значителни разходни фактори при производството на биодизел. Ултразвуковите реактори на Hielscher използват интензивно кавитационно срязване за смесване на метанола с вашата суровина. Това осигурява много по-малки капчици метанол, което води до по-добро използване на метанола и катализатора. Следователно са необходими по-малко излишен метанол и по-малко катализатор. Освен това кавитацията влияе върху кинетиката на реакцията, което води до по-бърза и по-пълна трансестерификация.

Използването на ултразвукови реактори за производство на биодизел се препоръчва при производствен капацитет над 0,25 тона биодизел на час. Hielscher предлага ултразвукови реактори с капацитет до 16 тона/час (5100 галона/час) на реактор. Можете да комбинирате няколко реактора, за да съответстват на капацитета на вашия процес. Можете да добавите още реактори по-късно, когато разширите производствения си капацитет. С удоволствие ще ви препоръчаме най-подходящата конфигурация на реактори за биодизел според конфигурацията на вашата инсталация и капацитета на вашия процес.

Ултразвукови реактори за биодизел за малък и среден мащаб

За малки и средни системи за производство на биодизел с капацитет до 9 тона/час (2900 галона/час) Hielscher ви предлага UIP500hdT (500 вата), UIP1000hdT (1000 вата), UIP1500hdT (1500 вата) или UIP2000hdT (2000 вата). Тези четири ултразвукови проточни реактора са много компактни и лесни за интегриране или допълнително монтиране в съществуващи системи. Те са създадени за работа при голямо натоварване в тежки условия. По-долу ще намерите препоръчителни конфигурации на реактори за различни производствени капацитети.

	тона/час	галона/час
1x UIP500hdT	0,25 до 0,5	80 до 160
1x UIP1000hdT	0,5 до 1,0	160 до 320
1x UIP1500hdT	0,75 до 1,5	240 до 480
1x UIP2000hdT	1,0 до 2,0	320 до 640
2x UIP1500hdT	1,5 до 3,0	480 до 960
2x UIP2000hdT	2,0 до 4,0	640 до 1280
4x UIP1500hdT	3,0 до 6,0	960 до 1920
4x UIP2000hdT	4 до 8	1280 до 2560

Пълномащабни промишлени ултразвукови реактори за биодизел

За промишлени инсталации за производство на биодизел Hielscher предлага UIP4000hdT (4000 вата), UIP6000hdT (6000 вата), UIP10000hdT (10 000 вата) и UIP16000hdT (16 000 вата). Тези ултразвукови хомогенизатори с проточни реактори са проектирани за непрекъснато производство на биодизел при високи дебити. И четирите ултразвукови хомогенизатора се предлагат в шкафове от неръждаема стомана. Вертикалният монтаж изисква минимална подова площ за инсталиране или допълнително оборудване на съществуващи системи. По-долу ще намерите препоръчителни конфигурации за типични промишлени капацитети на обработка.

	тона/час	галона/час
3x UIP4000hdT	6,0 до 12,0	1920 до 3840
5x UIP4000hdT	10,0 до 20,0	3200 до 6400
3x UIP10000hdT	15,0 до 30,0	4800 до 9600
3x UIP16000hdT	24,0 до 48,0	7680 до 15 360
5x UIP16000hdT	40,0 до 80,0	12 800 до 25 600

Проточно ултразвуково смесване на масло и метанол

Ултразвуковите смесителни реактори заменят бъркалките в резервоари и други динамични смесители, работещи чрез срязване. Обикновено ултразвуковите реактори за биодизел се монтират за смесване на два входящи потока: масло и метанол (с катализатор). За тази цел грубо предварително смесената смес се изпомпва през ултразвуковия проточен реактор, където ултразвуковата кавитация смесва и емулгира двата реагента в рамките на 2 до 10 секунди. Това е процес на проточно смесване. Когато сместа излезе от реактора с проточна клетка, глицеринът се отделя под действието на гравитацията за по-малко от 60 минути. Като алтернатива можете да подадете ултразвуково обработената смес в центрофуга след няколко минути реакционно време. Проточното смесване намалява броя и обема на използваните резервоари в сравнение с конвенционалната партидна обработка. Това подобрява използването на капитала.