Производство на биодизел с превъзходен процес и ефективност на разходите

Ултразвуковото смесване е превъзходната технология за високоефективно и рентабилно производство на биодизел. Ултразвуковата кавитация подобрява масовото прехвърляне драстично, като по този начин намалява производствените разходи и продължителността на обработката. В същото време могат да се използват некачествени масла и мазнини (напр., отпадни масла) и да се подобри качеството на биодизела. Hielscher Ultrasonics доставя високопроизводителни, здрави ултразвукови смесителни реактори за всяка производствена скала. Прочетете повече как производството ви на биодизел ще се възползва от ултразвук !

Ползи за производството на биодизел с помощта на ултразвук

Биодизел (метилов естер на мастни киселини, абрев. СЛАВА) е продукт на трансестерифицираща реакция на липидната суровина (триглицериди, напр., растително масло, отработени масла за готвене, животински мазнини, алгално масло) и алкохол (метанол, етанол) с помощта на катализатор (напр., калиев хидроксид KOH).
Проблемът: При конвенционалното преобразуване на биодизела с помощта на конвенционално разбъркване, немисивният характер на двата реактора на трансестерифициращата реакция на маслото и алкохола води до лош процент на масов трансфер, водещ до неефективно производство на биодизел. Тази неефективност се характеризира с дълги времена на реакция, по-високи метанол-маслени моларни съотношения, високи изисквания за катализатор, високи температури на процеса и високи темпове на разбъркване. Тези фактори са значителни драйвери на разходите, които правят конвенционалното производство на биодизел скъп процес.
Решението: Ултразвуковото смесване емулгира реакторите по високоефективен, бърз и нискотарифен начин, така че съотношението масло-метанол да може да бъде подобрено, да се намалят изискванията за катализатор, да се понижи времето за реакция и температурата на реакцията. По този начин се спестяват ресурси (т.е., химикали и енергия), както и време, разходите за преработка се намаляват, докато качеството на биодизела и рентабилността на производството са значително подобрени. Тези факти превръщат ултразвуковото смесване в предпочитаната технология за ефикасно производство на биодизел.
Научните изследвания и промишлените производители на биодизел потвърждават, че ултразвуковото смесване е високо рентабилен начин за производство на биодизел, дори когато некачествените масла и мазнини се използват като фуражен ток. Ултразвуковата интензификация на процеса значително подобрява скоростта на преобразуване, намаляваща използването на излишния метанол и катализатор, което позволява да се произвежда биодизел, отговарящ на стандарта за качество на спецификациите на ASTM D6751 и EN 14212. (срв. Абдула et al., 2015)

Ултразвуковата трансестерификация подобрява преобразуването на биодизела.

Трансестерификация на триглицериди в биодизел (МЕТИЛ) с помощта на ултразвук резултати в ускорена реакция и значително по-висока ефективност.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ултразвуков биодизел процесор UIP2000hdT с реактор FC2T500k за бързо преобразуване, по-високи добиви и отлична обща ефективност. Ултразвукът лесно превъзмогва механичните бъркалки в производството на биодизел.

Ултразвуков реактор за биодизел UIP2000hdT за превъзходна ефективност на процеса: по-високи добиви, подобрено качество на биодизела, по-бърза обработка и намаляване на разходите.

Намалете енергийните изисквания на вашия биодизелов процес с ултразвуково смесване!

Ултразвуковото смесване намалява специфичната консумация на енергия inbiodiesel производство надмин хидродинамично магнитно смесване и високо срязване смесители далеч.

Многобройни предимства на ултразвуковото смесване в производството на биодизел

Ултразвуковите смесителни реактори могат лесно да бъдат интегрирани във всяка нова инсталация, както и ретро-монтирани в съществуващите биодизелови растения. Интегрирането на ултразвуков миксер Hielscher превръща всяко съоръжение за биодизел във високопроизводителна производствена инсталация. Опростеният монтаж, здравината и удобната за ползване (не се изисква специфично обучение за експлоатация) дават възможност за надграждане на всяко съоръжение до високоефективна инсталация за биодизел. По-долу ви представяме научно доказани резултати от предимства, документирани от независими трети страни. Числата доказват превъзходството на ултразвуковото смесване на биодизел над всяка конвенционална техника на разбъркване.

Блоксхема на ултразвукова инсталация за преработка на биодизел

Блоксхемата показва стъпките за производство на биодизел, включително ултразвуково смесване за подобрена ефективност на процеса.

Ефективност и сравнение на разходите: Ултразвук срещу Механично разбъркване

Ултразвукова технология биодизел реактор използва ултразвукова кавитация за превъзходни резултати смесване. Това води до по-висока конверсия на биодизел, по-високи добиви, по-малко метанол и по-малко потребление на катализатор, както и намалени енергийни и оперативни разходи.Gholami et al. (2021) присъстват в сравнителното си проучване предимствата на ултразвуковата трансестерификация пред механичното разбъркване (т.е., миксер на остриета, работно колело, миксер за високо срязване).
Инвестиционни разходи: Ултразвуковият процесор и реактор UIP16000 могат да произвеждат 192 – 384 t биодизел / d с отпечатък само 1.2m x 0.6m. За сравнение, за механично разбъркване (МС) се изисква много по-голям реактор поради дългото време за реакция в механичния процес на стрирднг, което кара разходите на реактора да се увеличат значително. (срв. Gholami et al., 2020)
Разходи за обработка: Разходите за обработка за ултразвуково производство на биодизел са 7,7% по-ниски от тези за процеса на разбъркване, главно заради по-ниската обща инвестиция за процеса на ултразвук. Цената на химикалите (катализатор, метанол/алкохол) е третият по големина разходен двигател и в двата процеса, ултразвук и механично разбъркване. Въпреки това, за ултразвукова биодизел преобразуване разходите за химически са значително по-ниски, отколкото за механичното разбъркване. Разходната фракция за химикали представлява приблизително 5% от крайната стойност на биодизела. Поради по-ниската консумация на метанол, натриев хидроксид, и фосфорна киселина, цената за химикали в процеса на ултразвуков биодизел е с 2,2% по-ниска от тази на процеса на механично разбъркване.
Разходи за енергия: Енергията, консумирана от реактора за ултразвуково смесване, е приблизително три пъти по-ниска от тази от механичната бъркалка. Това значително намаляване на консумацията на енергия е продукт на интензивното микро-смесване и намалено време за реакция, в резултат на производството и колапса на безброй кухини, които характеризират явлението акустична / ултразвукова кавитация (Gholami et al., 2018). В допълнение, в сравнение с конвенционалната бъркалка, консумацията на енергия за възстановяване на метанол и етапи на пречистване на биодизела по време на процеса на ултразвуково смесване се намалява съответно с 26,5% и 1,3%. Този спад се дължи на по-ниските количества метанол, влизащи в тези две дестилиращи колони в процеса на ултразвукова трансестерификация.
Разходи за обезвреждане на отпадъци: Ултразвуковата кавитация технология също забележително намалява разходите за изхвърляне на отпадъци. Този разход в процеса на ултразвук е приблизително една пета от този в процеса на разбъркване, в резултат на значителното намаляване на производството на отпадъци поради по-високо преобразуване на реактора и по-ниски количества консумиран алкохол.
Екологичност: Поради много високата обща ефективност, намаленото потребление на химикали, по-ниските изисквания за енергия и намалените отпадъци, ултразвуковото производство на биодизел е значително по-екологично от конвенционалните процеси на производство на биодизел.

заключение – Ultrasonics подобрява ефективността на производството на биодизел

Ултразвуковото смесване изпревава механичните смесители на работното колело по ефективност.Научната оценка показва ясните предимства на ултразвуковото смесване пред конвенционалното механично разбъркване за производство на биодизел. Предимствата на ултразвуковата обработка на биодизел включват обща капиталова инвестиция, общ продуктов разход, нетна настояща стойност и вътрешен процент на възвръщаемост. Размерът на общата инвестиция в процеса на ултразвукова кавитация е установено, че е по-нисък от този на други от приблизително 20.8%. Използването на ултразвукови реактори намали разходите за продукта с 5.2% – използване на масло от рапица Virgin. Тъй като ултразвукът позволява да се обработват и отработени масла (например, използвани масла за готвене), производствените разходи могат да бъдат намалени значително по-нататък. Gholami et al. (2021) стигат до заключението, че поради положителна нетна сегашна стойност, процесът на ултразвукова кавитация е по-добрият избор на технология за смесване за производство на биодизел.
От техническа гледна точка, най-важните ефекти на ултразвукова кавитация обхваща значителната ефективност на процеса и намаляване на времето за реакция. Образуването и срутване на множество вакуумни мехурчета – известен като акустична / ултразвукова кавитация – намалете времето за реакция от няколко часа в реактора с разбъркан резервоар до няколко секунди в ултразвуковата кавитация реактор. Това кратко време за пребиваване позволява производство на биодизел в поток-през реактор с малък отпечатък. Ултразвуковият кавитационен реактор също така показва полезни ефекти върху енергийните и материалните изисквания, намалявайки консумацията на енергия до близо една трета от консумираната от реактор с разбъркване и метанол и катализатор с 25%.
От икономическа гледна точка общата инвестиция на процеса на ултразвукова кавитация е по-ниска от тази на процеса на механично разбъркване, главно поради близо 50% и 11.6% намаляване на разходите на реактора и разходите на метанолната дестилация колона, съответно. Процесът на ултразвукова кавитация също намалява производствените разходи за биодизел поради 4% намаляване на потреблението на рапица масло, по-ниска обща инвестиция, 2.2% по-ниска консумация на химикали, и 23.8% по-ниски изисквания за полезност. За разлика от механично разбъркания процес, ултразвуковата обработка е приемлива инвестиция поради положителната си нетна сегашна стойност, по-краткото време за разплата и по-високия вътрешен процент на възвръщаемост. В допълнение към техно-икономическите ползи, свързани с процеса на ултразвукова кавитация, той е по-екологичен от механичния процес на разбъркване. Ултразвуковата кавитация води до 80% намаляване на потоците отпадъци поради по-високата конверсия в реактора и намалената консумация на алкохол в този процес. (срв. Gholami et al., 2021)

Ултразвуковите кавитационни реактори от Hielscher Ultrasonics са широко инсталирани в производствените съоръжения за биодизел за подобрена ефективност на процеса, по-високи добиви и намаляване на производствените разходи.

Ултразвуков поток-през реактор с 3x 1kW ултразвукови уреди на модела 1000hdT за високоефективно преобразуване на биодизел.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Блоксхема за непрекъснато инлайн производство на биодизел с помощта на ултразвуков реактор Hielscher за подобрено смесване.

Диаграмата на потока показва типична настройка за ултразвуково подпомаган биодизелов процес. Използването на ултразвуков реактор подобрява ефективността на процеса на биодизел драстично.

Използвайте катализатора по ваш избор

Ултразвуковият процес на трансестерификация на биодизел е доказан като ефективен с помощта както на алкални, така и на основни катализатори. Forinstance, Shinde и Kaliaguine (2019) сравняват ефективността на ултразвуковото и мехническото смесване на остриета с помощта на различни катализатори, а именно натриев хидроксид (NaOH), калиев хидроксид (KOH), (CH3ONa), тетраметил амониев хидроксид и четири гуанидини (Пропил-2,3-дициклохексил гуанидин (PCHG), 1,3-дициклохексил 2 n-октил гуанидин (DCOG), 1,1,3,3-тетраметил гуанидин(TMG), 1,3-дифенил гуанидин (DPG)). Ултразвуково смесване (при 35º), както е показано превъзходно за производството на биодизел отлично механично смесване (при 65º) от по-високи добиви и скорост на преобразуване. Ефективността на масов трансфер в ултразвуковото поле засили скоростта на реакция на трансестерификация в сравнение с механичното разбъркване. Sonication надвишава механично разбъркване за всички тествани катализатори. Изпълнението на реакцията на трансестерификация с ултразвукова кавитация е енергийно ефективна и промишлено жизнеспособна алтернатива за производство на биодизел. Освен широко използваните катализатори KOH и NaOH, както гуанидиновите катализатори, пропил-2,3 дициклохексилгуанидин (PCHG) и 1,3-дициклохексил 2 n-октилгуанидин (DCOG), и двете са показани като интересни алтернативи за преобразуване на биодизел.
Mootabadi et al. (2010) изследва ултразвуково подпомаган синтез на биодизел от палмово масло с помощта на разнообразни алкални метални оксидни катализатори като CaO, BaO и SrO. Активността на катализатора при синтеза на биодизел с ултразвукова помощ беше сравнена с традиционния магнитен процес на разбъркване и беше установено, че ултразвуковият процес показва 95,2% от добива с помощта на BaO в рамките на 60 мин време за реакция, които в противен случай вземат 3–4 ч в конвенционалния процес на разбъркване. За ултразвуково подпомогната трансестерификация при оптимални условия се изискваше 60 мин за постигане на 95% добив в сравнение с 2 – 4 h с конвенционално разбъркване. Също така, добивите, постигнати с ултразвук в 60 мин, се увеличават от 5,5% на 77,3% с помощта на CaO като катализатори, 48,2% до 95,2% използване на SrO като катализатори, и 67,3% до 95,2, използвайки BaO като катализатори.

Ултразвуковото смесване превъзмогва механичното разбъркване в добива на биодизел, времето и цялостната ефективност. За изследването е използван ултразвуков уред Hielscher UP200St.

Производство на биодизел с помощта на различни гуанидини (3% мол) като катализатор. (A) Механичен разбъркващ партиден реактор: (метанол:рапично масло) 4:1, температура 65ºC; (Б) Ултразвуков партиден реактор: ултразвуков UP200St, (метанол:рапица масло) 4:1, 60% САЩ амплитуда, температура 35ºC. Ултразвуково задвижвано смесване надминава механичното разбъркване далеч.
(Проучване и графики: Шинде и Калиагин, 2019 г.)

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ултразвукови реактори с висока производителност за превъзходна обработка на биодизел

Hielscher Ultrasonics предлага високопроизводителни ултразвукови процесори и реактори за подобрено производство на биодизел, което води до по-високи добиви, подобрено качество, намалено време за обработка и по-ниски производствени разходи.

Малките и средните Биодизел реактори

Ултразвукова смесване реактори за производство на биодизелЗа малки и средни производство на биодизел размер на до 9ton / час (2900 галона / час), Hielscher ви дава предлага UIP500hdT (500 вата), UIP1000hdT (1000 вата), UIP1500hdT (1500 вата), и UIP2000hdT (2000 вата) ултразвукови модели високосрязки миксери. Тези четири ултразвукови реактора са много компактни, лесни за интегриране или ретро-годни. Те са изградени за тежкотоварни операции в сурови среди. По-долу ще намерите препоръчителните настройки на реактора за набор от производствени ставки.

т / час
гал / час
1x UIP500hdT (500 вата)
00,25 до 0,5
80-160
1x UIP1000hdT (1000 вата)
00,5 до 1,0
160-320
1x UIP1500hdT (1500 вата)
00,75 до 1,5
240-480
1x UIP2000hdT (2000 вата)
1.0 до 2.0
320-640
2x UIP2000hdT (2000 вата)
от 2,0 до 4,0
640 до 1280
4xUIP1500hdT (1500 вата)
3.0 до 6.0
960-1920
6x UIP1500hdT (1500 вата)
4.5 до 9.0
1440-2880
6x UIP2000hdT (2000 вата)
6.0 до 12.0
1920-3840

Много големи-пропускателна промишлени биодизел реактори

производство на биодизелЗа производствени предприятия промишлена преработка на биодизел Hielscher предлага UIP4000hdT (4 кВт), UIP6000hdT (6kW), UIP10000 (10 kW) и UIP16000hdT (16kW) ултразвукови хомогенизатори! Тези ултразвукови процесори са предназначени за непрекъсната обработка на високи дебити. UIP4000hdT, UIP6000hdT и UIP10000 могат да бъдат интегрирани в стандартни морски товарни контейнери. Друга възможност е и четирите процесорни модела да се предлагат в шкафове от неръждаема стомана. Изправена инсталация изисква минимално пространство. По-долу можете да намерите препоръчителни настройки за типичните индустриални проценти на обработка.

т / час
гал / час
1x UIP6000hdT (6000 вата)
3.0 до 6.0
960-1920
3x UIP4000hdT (4000 вата)
6.0 до 12.0
1920-3840
UIP4000hdT (4000 вата)
10.0 до 20.0
3200-6400
3x UIP6000hdT (6000 вата)
от 9,0 до 18,0
2880 до 5880
3x UIP10000 (10 000 вата)
15.0 до 30.0
4800-9600
3x UIP16000hdT (16 000 вата)
24,0 до 48,0
7680-15360
16000hdT
40,0 до 80,0
12800-25600

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, която отговаря на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ултразвукови хомогенизатори с висока срязване се използват в лаборатория, пейка-топ, пилотна и промишлена обработка.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори за смесване на приложения, дисперсия, емулгиране и екстракция на лаборатория, пилот и промишлен мащаб.



Литература / Препратки

Факти заслужава да се знае

производство на биодизел

Биодизелът се произвежда, когато триглицеридите се превръщат в свободен мастен метилов естер (FAME) чрез химическа реакция, известна като трансестерификация. Триглицеридите са глицериди, при които глицеролът се естерфира с дълги верижни киселини, известни като мастни киселини. Тези мастни киселини изобилно присъстват в растително масло и животински мазнини. По време на реакцията на трансестерификацията триглицеридите, присъстващи във фуражния запас (напр., растителни масла, отработени масла за готвене или животински мазнини) реагират при наличие на катализатор (напр., калиев хидроксид или натриев хидроксид) с първичен алкохол (напр., метанол). В реакцията на биодизелова трансестерификация се образуват алкилни естери от фуражния запас от растително масло или животинска мазнина. Тъй като биодизелът може да бъде произведен от различни различни фуражни запаси като девствени растителни масла, отпадъчни растителни масла, използвани масла за пържене, животински мазнини като лой и мас, количеството на свободните мастни киселини (FFAs) може да варира силно. Процентът на свободните мастни киселини на триглицеридите е решаващ фактор, който влияе на процеса на производство на биодизел и полученото качество на биодизела драстично. Високото количество свободни мастни киселини може да попречи на процеса на преобразуване и да влоши крайното качество на биодизела. Основният проблем е, че свободните мастни киселини (FFAs) реагират с алкални катализатори, които водят до образуването на сапун. Образуването на сапун впоследствие причинява проблеми с разделянето на глицерол. Следователно фуражните заводи, съдържащи високи количества FFAs, най-вече изискват предварително третиране ( така наречена естерифицираща реакция), по време на която FFAs се трансформират в естери. Ultrasonication насърчава както реакции, трансестерификация и естерификация.
Прочетете повече за ултразвуково подпомаганата киселинно катализирана естерификация и катализираната в основата трансестерификация на бедни масла и мазнини към висококачествен биодизел!


Ултразвук с висока производителност! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактния ултразвуков апарат на лабораторията над пейка-топ единици до пълноиндустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.