Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Producció de biodièsel & transesterificació

Quan realitza el biodièsel, la cinètica de reacció lenta i mala transferència de massa són la reducció de la seva capacitat de planta de biodièsel i el rendiment de biodièsel i de qualitat. reactors d'ultrasons Hielscher millorar la cinètica de transesterificació de manera significativa. Per tant es requereixen menor excés de metanol i menys catalitzador per al processament de biodièsel.

El biodièsel és produït comunament en reactors discontinus utilitzant calor i barreja mecànica com a energia d'entrada. Ultrasònica barreja cavitació és un alternativa eficaç mitjans per aconseguir un millor barrejat en el processament de biodièsel comercial. cavitació ultrasònica proporciona l'energia d'activació necessària per a la transesterificació de biodièsel industrial.

La transesterificació (Química La conversió a biodièsel)

La fabricació de biodièsel a partir d'olis vegetals (per exemple, soja, canola, jatropha, llavor de gira-sol o algues) O greixos animals, implica l'catalitzada per base transesterificació d'àcids grassos amb metanol o etanol per donar els èsters metílics o èsters etílics corresponent. La glicerina és un subproducte inevitable d'aquesta reacció.

Els olis vegetals com greixos animals són triglicèrids compostos per tres cadenes d'àcids grassos units per una molècula de glicerina. Els triglicèrids són èsters. Els èsters són àcids, com àcids grassos, en combinació amb un alcohol. Glicerina (= glicerol) és un alcohol pesat. En el procés de conversió d'èsters de triglicèrids es converteixen en èsters de llogo (= biodièsel) utilitzant un catalitzador (lleixiu) i un reactiu d'alcohol, per exemple, metanol, que ret metil èsters de biodièsel. El metanol substitueix la glicerina.

la glicerina – la fase més pesada – s'enfonsen fins al fons. el biodièsel – la fase més lleugera – flotadors a la part superior i poden separar-se, per exemple, per decantadors o centrífugues. Aquest procés de conversió es denomina transesterificació.

La reacció d'esterificació convencional en el processament per lots tendeix a ser lenta, I la separació de fases de la glicerina és molt de temps, sovint prenent 5 hores o més.

Ultrasons per al Processament de Biodièsel

Tulsa Biofuels_Manufacturer

"Hem estat molt content amb l'equip i el servei de Hielscher i tenim tota la intenció d'incloure la tecnologia d'ultrasons Hielscher en tots els nostres projectes futurs."

Todd Stephens, biocombustibles Tulsa

Avui en dia, el biodièsel es produeix principalment en reactors discontinus. processament de biodièsel d'ultrasons permet el processament en línia contínua. Ultrasons pot aconseguir una rendiment biodièsel en excés de 99%. reactors d'ultrasons reduir el temps de processament des de l'1 convencional a 4 hores de processament per lots a menys de 30 segons. Més important, ultrasonicación redueix el temps de separació de 5 a 10 hores (utilitzant agitació convencional) a menys de 60 minuts. La ultrasonicación no també ajuden a disminuir a quantitat de catalitzador requerida per fins al 50% a causa de la major activitat química en presència de cavitació (vegeu també sonoquímica). Quan s'utilitzen ultrasons de la quantitat de metanol en excés requerida es redueix, també. Un altre avantatge és l'increment resultant en la puresa de la glicerina.

processament ultrasònic de biodièsel implica els següents passos:

  1. l'oli vegetal o greix animal està sent barrejat amb el metanol (que fa èsters de metil) o etanol (per èsters d'etil) i de sodi o metòxid de potassi o hidròxid
  2. la mescla s'escalfa, per exemple, a temperatures entre 45 i 65degC
  3. la mescla s'escalfa està sent inline sonicado durant 5 a 15 segons
  4. glicerina es retira o es separa mitjançant centrifugadores
  5. el biodièsel convertit es va rentar amb aigua

En general, el tractament amb ultrasons és realitzat a una pressió elevada (1 a 3 bar, la pressió de calibre) utilitzant una bomba d'alimentació i una vàlvula de contrapressió ajustable al costat de la cel·la de flux.

processament industrial de biodièsel no necessita molta energia ultrasònica. La taula anterior mostra els requisits d'energia típics per a diversos cabals. El requisit real d'energia pot ser determinada mitjançant un processador d'ultrasons d'1 kW en escala de banc-top. Tots els resultats de tals assajos de banc superior es pot ampliar fàcilment. Si cal, els dispositius ultrasònics de FM i ATEX-certificats estan disponibles, com ara el UIP1000-Ex.

Hielscher subministraments d'equip de processament de biodièsel d'ultrasons industrial, a tot el món. Amb els processadors d'ultrasons de fins potència 16 kW per dispositiu únic, No hi ha límit en la mida de planta de biodièsel o capacitat de processament.

Els costos de fabricació de biodièsel Ultrasons

(Feu clic per fer més gran!) L'eficiència energètica global és important a l'hora de fer biodièsel. L'eficiència es descriu com gran part de la potència es transmet des de l'endoll en la barreja d'oli / metanol. Els nostres reactors d'ultrasons tenen una eficiència global de més de 80%.Ultrasons és un mitjà eficaç per augmentar la velocitat de reacció i la taxa de conversió en el processament de biodièsel comercial. els costos de processament d'ultrasons genera principalment per la inversió
per equips d'ultrasons, costos de serveis públics i manteniment. l'excepcional l'eficiència energètica (feu clic en gràfic de la dreta) Dels dispositius d'ultrasons Hielscher ajuda a reduir els costos de serveis públics i per això que aquest procés sigui encara més verd. Els costos resultants per a la ultrasonicación varien entre 0.1ct i 1.0ct per litre (0.4ct a 1.9ct / galó) quan utilitzat en escala comercial. Per obtenir més informació sobre els costos de processament d'ultrasons, si us plau feu clic aquí.

gelada & Sullivan Technology Innovation de l'Any

El gel & Sullivan Europeu d'Innovació Tecnològica de la concessió de l'any en tecnologies de processament de biodièsel va a Hielscher ultrasons en reconeixement del desenvolupament de l'empresa de nova tecnologia d'ultrasons per a la producció de biodièsel.

Hielscher Ultrasons va rebre el prestigiós premi de Frost & Sullivan Technology Innovation of the Year Award en reconeixement a l'empresa del desenvolupament de nova tecnologia d'ultrasons per a la producció de biodièsel. Feu clic aquí per llegir més.

Sol·licitar més informació!

Utilitzeu el formulari de sota, si voleu demanar informació addicional sobre l'ús de l'ecografia en la conversió comercial de biodièsel.









Tingueu en compte que Política de privacitat.


Configuració de biodièsel a petita escala Ultrasons

Configuració del tanc ultrasònic únic per Biodièsel Transesterificació - Ultrasons converison de biodièsel es pot realitzar en qualsevol escala.Ultrasons es pot utilitzar per a la conversió d'oli en biodièsel a qualsevol escala. La imatge de la dreta (Feu clic per fer més gran!) mostra una configuració de petita escala per al processament de 60-70L (16 a 19 galons). Aquesta és la configuració típica per als estudis inicials i demostració procés.

Aquesta instal·lació consta de les següents parts:

  • 1 500 watts o 1.000 watts dispositiu d'ultrasons (20 kHz) amb reforç, sonotrodo i la cèl·lula de flux
  • mesurador de potència per a l'energia i l'energia de mesurament
  • tanc de 80L de processament (de plàstic, per exemple HDPE)
  • element d'escalfament (1 a 2 kW)
  • 10L tanc de mescla prèvia de catalitzador (de plàstic, per exemple HDPE)
  • premesclador catalitzador (agitador)
  • bomba (centrífuga, granota o engranatges) durant aprox. 10 a 20 l / min a 1 a 3 barg
  • vàlvula de contrapressió per ajustar la pressió a la cel de flux
  • mesurador de pressió per mesurar la pressió d'alimentació

preparació

Hidròxid de potassi (0,2 a 0,4 kg, catalitzador) es va dissoldre en aprox. El metanol 8.5L en el tanc de mescla prèvia de catalitzador. Això requereix l'agitació de la mescla prèvia del catalitzador. El tanc de processament està sent omplert amb oli 66L vegetal. L'oli s'escalfa per l'element d'escalfament a 45 a 65degC.

transformació

Quan el catalitzador es dissol completament en el metanol, la premescla catalitzador es barreja amb l'oli calent. La bomba s'alimenta la barreja a la cel de flux. Per mitjà de la vàlvula de contrapressió, la pressió s'ajusta a 1 a 3barg (15 a 45psig). Recirculació a través del reactor biodièsel d'ultrasons s'ha de fer durant aprox. 20 minuts. Durant aquest temps, l'oli està sent convertit en biodièsel. Després d'això, la bomba i el ultrasò es desconnecten. La glicerina (fase més pesada) se separarà del biodièsel (fase més lleugera). La separació dura aprox. 30 a 60 minuts. Quan s'acaba la separació, la glicerina pot ser drenat.

El biodièsel es renta

A mesura que el biodièsel convertit conté impureses, es requereix rentat. Per al rentat, l'aigua es barreja en el biodièsel. Ultrasons pot beneficiar la barreja del biodièsel amb l'aigua. Això augmenta l'àrea de superfície activa com a resultat de la reducció de mida de les gotetes (vegeu: emulsionant ultrasònic). Si us plau, consideri, que molt intensa sonicació pot reduir les gotes d'aigua a una mida, que s'està formant una emulsió gairebé estable que requerirà mitjans especials (per exemple centrifugadora) que ha de separar-se.

Planta de fabricació de biodièsel

El diagrama de flux que mostra una configuració típica per a la sonicació en línia d'oli per a la conversió en biodièsel. Feu clic al gràfic per obtenir una visió més gran.

Feu clic per fer més gran! Continu Biodièsel Processing diagrama de flux Usant ultrasònic Cavitacional Barreja - conversió d'ultrasons de biodièsel es pot realitzar en qualsevol escala.

El processament continu de Biodièsel i Separació

En una configuració de la processament de biodièsel contínua i separació contínua, L'oli s'escalfa i la premescla de catalitzador es barregen junts utilitzant contínuament bombes regulables. Un mesclador estàtic en línia millora l'homogeneïtat de l'alimentació al reactor ultrasònic. La barreja oli / catalitzador passa a la cel de flux, on està sent exposat a ultrasons cavitació durant aprox. 5 a 30 segons. Una vàlvula de contrapressió s'utilitza per controlar la pressió a la cel de flux. La barreja es va sotmetre a ultrasons entra a la columna del reactor a la part superior. El volum de la columna d'reactor està dissenyat per donar aprox. temps de retenció 1 hora a la columna. Durant aquest temps, el reacció de transesterificació s'ha completat. La barreja de glicerina / biodièsel reaccionat es bomba a la centrífuga, on se separa en les fraccions de biodièsel i glicerina. Post-tractament inclogui recuperació de metanol, rentat i assecat i es pot fer de forma contínua, també.

aquesta configuració elimina lots reactor de biodièsel, Agitadors convencionals i tancs separadors de grans dimensions.

La transesterificació de biodièsel velocitat de reacció

Els següents diagrames mostren resultats típics de la transesterificació d'oli de colza (grau industrial) amb metòxid de sodi (esquerra) i hidròxid de potassi (dreta). Per a ambdues proves, una mostra de control (línia blava) es va exposar a la barreja mecànica intensa. La línia vermella representa la mostra es va sotmetre a ultrasons de la formulació idèntiques pel que fa a relació de volum, concentració de catalitzador i la temperatura. L'eix horitzontal mostra el temps després de la barreja o sonicació, respectivament. L'eix vertical mostra el volum de glicerina que es va instal·lar a la part inferior. Aquest és un mitjà simple de mesurament de la velocitat de reacció. En ambdós diagrames, la mostra sonicado (vermell) reacciona molt més ràpid que el mostra de control (blau).

Biodièsel a partir d'oli de colza utilitzant metòxid de sodi - Diagrama velocitat transesterificació Biodièsel a partir d'oli de colza utilitzant hidròxid de potassi - Diagrama velocitat transesterificació

Enllaços per Subministraments Biodièsel

Feu clic aquí per obtenir enllaços als proveïdors de bombes i tancs per a la indústria del biodièsel.

Informació de seguretat química i

Si us plau, llegiu atentament la següent informació, per evitar complicacions i efectes adversos per a la salut.

biodièsel Productes Químics

El metanol és tòxic. Pot causar deteriorament dels nervis com a resultat de l'ús prolongat. Pot ser absorbit per la pell, també. Si esquitxa als ulls pot causar ceguesa i metanol pot ser fatal si s'ingereix. Per aquesta raó, prendre les precaucions necessàries en manipular el metanol. Es recomana utilitzar un bon respirador, un davantal i guants de goma.

L'hidròxid de potassi (KOH) és tòxic i provoca cremades a la pell després del contacte. És necessària una bona ventilació.

Assegureu-vos que l'espai de treball és generosa i ben ventilada per permetre que els gasos s'escapin. respiradors cartutx de vapor no són eficaços contra els vapors de metanol. Un sistema de subministrament d'aire (SCBA — Autònom aparell de respiració) dóna una millor protecció contra vapors de metanol.

Biodièsel i peces de cautxú

Córrer en 100% de biodièsel durant més temps pot causar complicacions a les peces de goma mullades (bomba, mànegues, juntes tòriques) del motor. Substitució per peces d'acer o de cautxú d'alta resistència pot eliminar aquest problema. Alternativament, vostè pot barrejar aprox. 25% (fòssil) dièsel convencional en la seva biodièsel per evitar complicacions.

Biodièsel

Biodièsel, tal com èster metílic de colza (RME) és un combustible renovable i biodegradable. Biodièsel té diversos avantatges quan es compara amb l'oli vegetal recte (SVO). No requereix cap modificació de conversió de motor o el sistema de combustible per funcionar biodièsel en els motors dièsel convencionals. El biodièsel és comunament afegit a la dièsel de petroli es ven a les bombes d'avui per augmentar la lubricitat de pura Dièsel ultra baix en sofre (ULSD), El que és avantatjós des Biodièsel gairebé no té contingut de sofre.