Biodizel iz algi pomoću ultrazvuka
Ulje algi je zanimljiva održiva sirovina za proizvodnju biodizela. To je alternativa popularnim sirovinama, poput soje, repice i palme. Ultrazvučna obrada poboljšava ekstrakciju ulja iz ćelija algi i pretvaranje u biodizel.
U poređenju sa tradicionalnim uljaricama, alge daju mnogo više ulja po hektaru. Dok soja obično proizvodi manje od 50 galona ulja po jutru, a sjemenke uljane repice manje od 130 galona po jutru, alge mogu dati do 10.000 galona po jutru. Posebno su dijatomeje i zelene alge dobri izvori za proizvodnju biodizela.
Kao i druge biljke, alge pohranjuju energiju u obliku lipida. Postoje različite metode za ekstrakciju ulja, kao što su prešanje, pranje heksanom rastvaračem i ultrazvučna ekstrakcija.
Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi
Intenzivna sonikacija tekućina stvara zvučne valove koji se šire u tekući medij što rezultira naizmjeničnim ciklusima visokog i niskog pritiska. Tokom ciklusa niskog pritiska, u tečnosti se stvaraju mali vakuumski mehurići visokog intenziteta. Kada mjehurići dostignu određenu veličinu, nasilno se kolabiraju tokom ciklusa visokog pritiska. Ovo se zove kavitacija. Tokom implozije lokalno se proizvode vrlo visoki pritisci i velike brzine. Rezultirajuće posmične sile razbijaju strukturu ćelije mehanički i poboljšavaju prijenos materijala. Ovaj efekat podržava ekstrakciju lipida iz algi.
Ultrazvučno miješanje poboljšava stopu konverzije biodizela, povećava prinos i štedi višak metanola i katalizatora. Na slici je prikazana instalacija 3x UIP1000hdT (svaki 1kW) u postrojenju za biodizel.
Tabela ispod prikazuje tipične zahtjeve za snagom za različite zapreminske protoke. Ultrazvučni sistem je generalno integrisan u liniji. Ultrazvučni reaktor se može lako naknadno ugraditi u postojeće objekte, poboljšavajući ekstrakciju algi.
|
Flow Rate
|
moć
|
|---|---|
|
20 – 100L/h
|
|
|
80 – 400L/h
|
|
|
0.3 – 1,5m³/h
|
|
|
2 – 10m³/h
|
|
|
20 – 100m³/h
|
Ultrazvučni preparat za hladno ceđenje ulja algi
Posebno u svrhu presovanja, potrebna je dobra kontrola poremećaja ćelija, kako bi se izbjeglo nesmetano oslobađanje svih intracelularnih produkata uključujući ćelijske ostatke ili denaturaciju proizvoda. Razbijanjem ćelijske strukture, više lipida pohranjenih unutar ćelija može se osloboditi primjenom vanjskog pritiska.
Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi rastvaračem
Ciklusi visokog pritiska ultrazvučnih talasa podržavaju difuziju rastvarača, kao što je heksan, u ćelijsku strukturu. Kako ultrazvuk mehanički lomi ćelijski zid kavitacionim smicajućim silama, on olakšava transfer lipida iz ćelije u rastvarač. Nakon što se ulje otopi u cikloheksanu, pulpa/tkivo se filtrira. Otopina se destilira kako bi se odvojilo ulje od heksana. Za ultrazvučnu obradu zapaljivih tekućina ili otapala u opasnim okruženjima Hielscher nudi FM i ATEX-certificirane ultrazvučne sustave, kao što je UIP1000-Exd.
Ultrazvučna enzimska ekstrakcija ulja algi
Snažni sinergijski efekti se mogu uočiti kada se kombinuje enzimski tretman sa sonikacijom. Kavitacija pomaže enzimima da prodre u tkivo, što rezultira bržom ekstrakcijom i većim prinosom. U ovom slučaju voda djeluje kao rastvarač, a enzimi razgrađuju ćelijske zidove.
Biodizel iz ulja algi
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnoj obradi u proizvodnji biodizela.
Ultrazvučna obrada ulja algi od pilot skale do proizvodnje
Preporučujemo pilotska ispitivanja, npr. korištenjem sistema od 1kW. Ovo će pokazati opšte efekte i poboljšanja za vaš određeni tok procesa. Svi rezultati se mogu linearno povećati na velike procesne tokove. Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu sa vama i da vam preporučimo dalje korake.
Ultrazvučna esterifikacija i transesterifikacija se mogu izvoditi kao serijski ili kontinuirani inline proces. Grafikon prikazuje ultrazvučni inline proces za transesterfikaciju biodizela (FAME).
Ultrazvučni industrijski sistem sa protočnom ćelijom za inline esterfikaciju i transesterifikaciju biodizela.
Ultrasonikatori srednje veličine i velike veličine za industrijsku proizvodnju biodizela
Hielscher Ultrasonics isporučuje industrijske ultrazvučne procesore srednje veličine kao i velike industrijske za efikasnu proizvodnju biodizela u bilo kojoj količini. Sav sistem se može koristiti za poboljšanje transesterifikacije bilo koje vrste sirovina uključujući ulje algi, biljna ulja, životinjske masti, otpadna ulja itd.
Budući da Hielscher portfolio pokriva ultrazvučne sisteme za bilo koji proizvodni kapacitet, možemo ponuditi idealno rješenje za male proizvođače i velike kompanije. Ultrazvučna konverzija biodizela može se raditi kao serija ili kao kontinuirani inline proces. Instalacija i rad je jednostavan, siguran i daje pouzdano visoke rezultate vrhunskog kvaliteta biodizela.
Ispod ćete pronaći preporučene postavke reaktora za niz proizvodnih stopa.
|
tona/hr
|
gal/hr
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0.25 do 0.5
|
80 do 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0.5 do 1.0
|
160 do 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75 do 1.5
|
240 do 480
|
| 2x UIP1000hdT |
1.0 do 2.0
|
320 do 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 do 3,0
|
480 do 960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 do 6,0
|
960. do 1920. godine
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 do 9,0
|
1440 do 2880
|
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- 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.
- 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 proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.