Ultrazvukové reaktory pro výrobu bionafty
Ultrazvukové reaktory zlepšují kinetiku chemické reakce procesu přeměny bionafty. To vede k rychlejší transesterifikaci, vyššímu výtěžku konverze a šetří přebytečný metanol a katalyzátor. Hielscher vyrábí ultrazvukové míchací reaktory pro výrobu bionafty v jakémkoli měřítku. Ultrazvukové reaktory jsou kompaktní, snadno se instalují a jsou velmi účinné.
Výroba bionafty se zvýšila a urychlila pomocí ultrazvukového výkonu
Bionafta je obnovitelné a čisté spalování paliva vyrobené z rostlinných olejů, živočišných tuků nebo odpadního kuchyňského oleje. Může být vyroben transesterifikační reakcí, která zahrnuje přeměnu triglyceridů na methylestery mastných kyselin (FAME) za použití alkoholu a katalyzátoru. Jedním ze způsobů, jak urychlit transesterifikační reakci, je použití ultrazvukových vln, které mohou zvýšit míchání a přenos hmoty reaktantů, stejně jako podporovat rozbití kapiček oleje a disperzi katalyzátoru.
Sonda-typ ultrasonicator, také známý jako sonotroda, je zařízení, které generuje vysokofrekvenční zvukové vlny (obvykle v rozsahu 20 kHz až 30 kHz) vibrováním titanové tyče. Ultrazvukové vlny se šíří kapalinou a vytvářejí vysokotlaké a nízkotlaké zóny, což způsobuje, že se rychle tvoří a zhroutí kavitační bubliny. Zhroucení bublin vytváří intenzivní lokální ohřev a chlazení, vysoké smykové síly a rázové vlny, které mohou zvýšit reakční rychlost a účinnost transesterifikačního procesu.

The ultrasonicator UIP16000hdT je schopen zpracovat bionaftu 32MMGY.
Výhody ultrazvukové výroby bionafty
Výhody použití sondy typu ultrasonicator pro syntézu bionafty patří:
- Rychlejší reakční rychlost: Ultrazvukové vlny mohou zvýšit přenos hmoty reaktantů a urychlit transesterifikační reakci, zkrátit reakční dobu a zvýšit výtěžek bionafty.
- Vyšší výnos a čistota: Ultrazvukový proces bionafty zlepšuje disperzi katalyzátoru a homogenitu reakční směsi, což vede k vyššímu výtěžku a čistotě bionafty. Pomocí ultrazvuku můžete použít nejnižší kvalitu vstupních surovin, jako jsou odpadní oleje na vaření, a přeměnit ji na vysoce kvalitní bionaftu.
- Nižší spotřeba energie: Použití ultrazvuku snižuje energii potřebnou pro míchání a ohřev reakční směsi, stejně jako množství potřebného katalyzátoru, což vede k udržitelnějšímu a nákladově efektivnějšímu procesu.
- Flexibilita a škálovatelnost: Hielscher sonda-typ ultrasonicators a reaktory mohou být použity pro malé i rozsáhlé výroby bionafty, a mohou být snadno integrovány do stávajících výrobních procesů.
V souhrnu to znamená, že použití Hielscher ultrasonicators a ultrazvukové reaktory pro syntézu bionafty nabízejí významné výhody, pokud jde o reakční rychlost, výtěžek, čistotu, spotřebu energie a škálovatelnost, což z něj činí ziskovou technologii pro udržitelnou výrobu obnovitelných paliv.
Ultrazvukové bionaftové reaktory snižují náklady a zvyšují výtěžnost bionafty
Přebytečný methanol a katalyzátor jsou významnými nákladovými faktory při výrobě bionafty. Hielscher ultrazvukové reaktory používají intenzivní kavitační smyk pro míchání methanolu s vaší vstupní surovinou. To vám dává mnohem menší kapičky metanolu, což vede ke zlepšení využití metanolu a katalyzátoru. Proto je zapotřebí méně přebytečného metanolu a méně katalyzátoru. Kromě toho kavitace ovlivňuje kinetiku reakce, což vede k rychlejší a úplnější transesterifikaci.
Malé a střední měřítko Ultrazvukové bionaftové reaktory
Pro malé a střední systémy výroby bionafty do 9 tun / hod (2900 galonů za hodinu) vám Hielscher nabízí UIP500hdT (500 wattů), UIP1000hdT (1000 wattů), UIP1500hdT (1500 wattů) nebo UIP2000hdT (2000 wattů). Tyto čtyři ultrazvukové inline reaktory jsou velmi kompaktní, snadno integrovatelné nebo dodatečně montovatelné. Jsou konstruovány pro těžký provoz v náročných prostředích. Níže naleznete doporučené nastavení reaktorů pro řadu výrobních rychlostí.
tun/hod
|
galonů/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
|
1x UIP2000hdT |
1,0 až 2,0
|
320 až 640
|
2 x UIP1500hdT |
1,5 až 3,0
|
480 až 960
|
2 x UIP2000hdT |
2,0 až 4,0
|
640 až 1280
|
4 airbag UIP1500hdT |
3,0 až 6,0
|
960 až 1920
|
4 airbag UIP2000hdT |
4 až 8
|
1280 až 2560
|
Průmyslové ultrazvukové bionaftové reaktory v plném rozsahu
Pro průmyslové závody na výrobu bionafty Hielscher nabízí UIP4000hdT (4000 wattů), UIP6000hdT (6000 wattů), UIP10000hdT (10000 wattů) a UIP16000hdT (16000 wattů). Tyto ultrazvukové homogenizátory s inline reaktory jsou určeny pro nepřetržitou výrobu bionafty při vysokých průtokových rychlostech. Všechny čtyři ultrazvukové homogenizátory jsou k dispozici ve skříních z nerezové oceli. Vertikální instalace vyžaduje minimální podlahovou plochu pro instalaci nebo dodatečnou montáž. Níže naleznete doporučené nastavení pro typické rychlosti průmyslového zpracování.
tun/hod
|
galonů/hod
|
|
---|---|---|
3x UIP4000hdT |
6,0-12,0
|
1920 až 3840
|
5x UIP4000hdT |
10,0-20,0
|
3200-6.400
|
3x UIP10000hdT |
15,0-30,0
|
4.800 - 9.600
|
3x UIP16000hdT |
24,0-48,0
|
7.680 - 15.360
|
5x UIP16000hdT |
40,0-80,0
|
12800 - 25.600
|
Inline Ultrazvukový Míchání oleje a methanolu
Ultrazvukové směšovací reaktory nahrazují míchadla nádrží a další dynamické smykové míchačky. Obecně platí, že ultrazvukové bionaftové reaktory jsou instalovány tak, aby míchaly dva napájecí proudy: olej a methanol (s katalyzátorem). Za tímto účelem je hrubý pre-mix čerpán ultrazvukovým inline reaktorem, kde se ultrazvuková kavitace mísí a emulguje obě činidla během 2 až 10 sekund. Jedná se o inline proces míchání. Když směs opustí reaktor průtokové buňky, glycerin se gravitací oddělí za méně než 60 minut. Alternativně můžete sonikovanou směs po několika minutách reakční doby nakrmit do odstředivky. Inline míchání snižuje počet a objem použitých nádrží ve srovnání s konvenčním dávkovým zpracováním. To zlepšuje využití kapitálu.

Ultrazvuková esterifikace a transesterifikace mohou být spuštěny jako dávkový nebo kontinuální inline proces. Graf ukazuje ultrazvukový inline proces pro transesterfikaci bionafty (FAME).
Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!
Související informace
- Ultrazvukový Transesterifikace ropy na Biodiesel
- Vliv ultrazvuku na Biodiesel Processing Efficiency
- Využití ultrazvukové reaktory v malé míře Continuous Biodiesel procesu – Graham Towerton (2007)
- Bionafta z řas pomocí ultrazvuku
- Technologie výroby bionafty
- Bionafta analytické metody
- 'Spolehlivý’ Way na výrobu bionafty
- Seznam dodavatelů pro nádrže a čerpadla pro výrobu bionafty
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.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- 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: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.