Bionafta z řas pomocí ultrazvuku
Řasy olej je zajímavý udržitelný suroviny pro výrobu bionafty. Jedná se o alternativu k populárním surovin, jako je sója, řepka a dlaň. Ultrazvuku zlepšuje extrakce oleje z řas buňkami a konverze na bionaftu.
Ve srovnání s tradičními tukový plodin, řasy přináší mnohem více oleje na akr. Zatímco sója typicky produkuje méně než 50 litry oleje na akr a řepkový generuje méně než 130 litry na akr, řasy může přinést až 10.000 litrů na akr. Zejména rozsivek a zelených řas, jsou dobrým zdrojem pro výrobu bionafty.
Stejně jako ostatní rostliny, řasy ukládají energii ve formě lipidů. Existují různé metody extrakce olejů, jako je lisování, mytí hexanovým rozpouštědlem a ultrazvuková extrakce.
Ultrazvuková extrakce oleje z řas
Intenzivní sonikace tekutin vytváří zvukové vlny, které se šíří do kapalného média, což vede ke střídání vysokotlakých a nízkotlakých cyklů. Během nízkotlakého cyklu se v kapalině vytvářejí malé vakuové bubliny vysoké intenzity. Když bubliny dosáhnou určité velikosti, prudce se zhroutí během vysokotlakého cyklu. Toto se nazývá kavitace. Během implozí jsou lokálně vyráběny velmi vysoké tlaky a vysokorychlostní tekutiny. Výsledné smykové síly mechanicky rozbíjejí strukturu buněk a zlepšují přenos materiálu. Tento efekt podporuje extrakci lipidů z řas.
Ultrazvukové míchání zlepšuje konverzi bionafty, zvyšuje výtěžek a šetří přebytečný methanol a katalyzátor. Obrázek zobrazuje instalaci 3x UIP1000hdT (každý 1kW) v zařízení na výrobu bionafty.
|
průtok
|
Napájení
|
|---|---|
|
20 – 100L / hod
|
|
|
80 – 400L / hod
|
|
|
00,3 – 1.5m³ / h
|
|
|
2 – 10m³ / h
|
|
|
20 – 100m³ / h
|
Ultrazvukový přípravek pro lisování oleje z řas za studena
Zejména pro účely lisování, je nutná dobrá kontrola rozrušení buněk, aby se zabránilo neomezený propuštění všech intracelulárních výrobků včetně úlomků buněk nebo denaturace produktu. Porušením buněčnou strukturu, více lipidy uložené uvnitř buněk může být uvolněn aplikací vnějšího tlaku.
Ultrazvuková extrakce rozpouštědel z řasového oleje
Vysokotlaké cykly ultrazvukových vln podporují difúzi rozpouštědel, jako je hexan do buněčné struktury. Vzhledem k tomu, že ultrazvuk mechanicky rozbíjí buněčnou stěnu smykovými silami kavitace, usnadňuje přenos lipidů z buňky do rozpouštědla. Po rozpuštění oleje v cyklohexanu se buničina/tkáň odfiltruje. Roztok se destiluje, aby se olej oddělil od hexanu. Pro sonikaci hořlavých kapalin nebo rozpouštědel v nebezpečných prostředích Hielscher nabízí FM a ATEX-certifikované ultrazvukové systémy, jako je UIP1000-Exd.
Ultrazvuková enzymatická extrakce oleje z řas
Silné synergické účinky mohou být pozorovány při kombinaci enzymatické léčby ultrazvuku. Kavitace pomáhá enzymy v pronikání do tkáně, což vede k rychlejšímu těžbě a vyšší výnosy. V tomto případě se voda působí jako rozpouštědlo a enzymy degradují buněčnou stěnu.
Bionafta z řas olej
Klikněte zde se dozvíte více o ultrazvuku ve výrobě bionafty.
Ultrazvukové zpracování oleje z řas z pilotního měřítka do výroby
Doporučujeme pilotních studií např. pomocí 1kW systémů. To se projeví celkové účinky a zlepšení pro váš konkrétní procesního proudu. Všechny výsledky mohou být zmenšen až lineární velkých výrobních toků. Budeme rádi, diskutovat svůj proces s vámi a doporučit další kroky.
Ultrazvuková esterifikace a transesterifikace mohou být spuštěny jako dávkový nebo kontinuální inline proces. Graf ukazuje ultrazvukový inline proces pro transesterfikaci bionafty (FAME).
Ultrazvukový průmyslový systém s průtokovou buňkou pro inline esterfikaci a transesterifikaci bionafty.
Středně velké a velké ultrasonicators pro průmyslovou výrobu bionafty
Hielscher Ultrasonics dodává průmyslové střední velikosti, stejně jako velké průmyslové ultrazvukové procesory pro efektivní výrobu bionafty v jakémkoli objemu. Všechny systémy lze použít ke zlepšení transesterifikace jakéhokoli druhu vstupních surovin včetně řasového oleje, rostlinných olejů, živočišných tuků, odpadních olejů atd.
Vzhledem k tomu, že portfolio Hielscher pokrývá ultrazvukové systémy pro jakoukoli výrobní kapacitu, můžeme nabídnout ideální řešení jak pro malé výrobce, tak pro velké společnosti. Ultrazvuková přeměna bionafty může být provozována jako šarže nebo jako kontinuální inline proces. Instalace a provoz je jednoduchá, bezpečná a poskytuje spolehlivě vysoké výkony vynikající kvality bionafty.
Níže naleznete doporučená nastavení reaktorů pro celou řadu výrobních rychlostí.
|
tun / hod
|
gal / hod
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
00,25 až 0,5
|
80 až 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0.5 až 1.0
|
160 až 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75 až 1.5
|
240 až 480
|
| 2 x UIP1000hdT |
1,0 až 2,0
|
320 až 640
|
| 2 x UIP1500hdT |
1,5 až 3,0
|
480 až 960
|
| 4 airbag UIP1500hdT |
3,0 až 6,0
|
960 až 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 až 9,0
|
1440 až 2880
|
Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!
Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.
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 vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.