Ultrazvuk pro ropu, plyn a obnovitelná paliva

Kolísající ceny ropy, přísné předpisy týkající se skleníkových plynů a celosvětový příklon k udržitelné energii učinily z palivové účinnosti a dodržování environmentálních předpisů hlavní priority ropného a plynárenského průmyslu. Ultrazvuková zařízení Hielscher jsou široce nasazována ve výzkumných laboratořích i v komerčních zpracovatelských závodech, aby tyto požadavky splňovala v široké škále aplikací

Sonikátory Hielscher vynikají v klíčových krocích zpracování, jako je míchání, dispergace, homogenizace a rozpouštění prášků v kapalinách, a také při přípravě vysoce stabilních emulzí. Tato všestrannost se přímo promítá do zdokonalených pracovních postupů výroby paliv. Níže zjistíte, jak může ultrazvuková technologie optimalizovat výrobu konvenčních i obnovitelných paliv.

Snížení NOx emulgací olej/voda

Vstřikování vody přímo do procesu spalování je osvědčenou metodou výrazného snížení emisí NOx. Přidaná voda svým odpařováním snižuje špičkové teploty spalování, čímž potlačuje tvorbu termických NOx. Při odpařování voda napomáhá rozbití a odpaření okolního paliva, což dramaticky zvětšuje efektivní povrch paliva a vede k dokonalejšímu spalování. Ultrazvuková emulgace Hielscher zajišťuje stabilní a rovnoměrnou tvorbu emulzí palivo/voda v mikroměřítku, a tím maximalizuje tento chladicí účinek i účinek zlepšující spalování.
Klikněte zde a přečtěte si více o snížení NOx pomocí ultrazvuku!

Sonochemické odsíření

Ultrazvukem asistované odsíření nabízí vysoce účinnou a nákladově efektivní alternativu k tradičnímu hydrogenačnímu odsíření (hydrodesulfurizaci). Intenzivní lokální ohřev a vysokotlaké mikroproudy vznikající při ultrazvukové kavitaci zásadně mění reakční kinetiku odstraňování síry. Toto zlepšení poháněné energií umožňuje použití cenově dostupnějších katalyzátorů a mírnějších chemických podmínek, čímž snižuje kapitálové výdaje i provozní složitost a zároveň umožňuje dosáhnout přísnějších limitů obsahu síry.
Klikněte zde a přečtěte si více o sonochemickém odsíření!

Bionafta z rostlinného oleje a živočišného tuku

Bionafta slouží jako čistá, obnovitelná alternativa k naftě z ropy. Vyrábí se transesterifikací ze surovin, mezi něž patří rostlinné oleje, olej z řas, živočišné tuky a odpadní tuky. Výrobní proces je založen na katalytické reakci mezi těmito lipidy a alkoholem (obvykle methanolem). Ultrazvukové míchání Hielscher dramaticky urychluje proces transesterifikace tím, že vytváří intenzivní mikromíchání a emulgaci, což výrazně zkracuje reakční doby a zvyšuje výtěžnost. Výsledkem je efektivnější výrobní linka s nižšími kapitálovými investicemi a sníženými provozními náklady.
Objevte výhody ultrazvukových míchacích reaktorů pro výrobu bionafty!

Bioethanol ze škrobu a cukru

Bioethanol se používá jako ekologická alternativa k benzinu. Vyrábí se fermentací z kukuřice, pšenice, brambor, cukrové třtiny, rýže a dalších obilovin. K fermentaci škrobu a cukrů obsažených v těchto plodinách na ethanol se používají kvasinky. Ultrazvuková dezintegrace buněčných struktur a extrakce intracelulárního materiálu zmenšuje velikost částic a během zkapalňování vystavuje enzymům mnohem větší povrch. To zlepšuje biologickou dostupnost škrobu a cukru a vede k rychlejší a úplnější fermentaci, a tím k vyšší produkci ethanolu.
Klikněte zde a přečtěte si více o dezintegraci buněk a extrakci!

Bioplyn z odpadu a kalů

Bioethanol je široce rozšířená nízkouhlíková alternativa ke konvenčnímu benzinu. Vyrábí se fermentací škrobů a cukrů získaných z plodin, jako je kukuřice, pšenice, brambory, cukrová třtina a rýže. Ultrazvuková dezintegrace buněk rozrušuje pevné rostlinné buněčné stěny a uvolňuje intracelulární obsah, čímž účinně zmenšuje velikost částic a maximalizuje povrch vystavený působení enzymů během zkapalňování. Tato zvýšená biologická dostupnost zkvasitelných cukrů vede k rychlejším a úplnějším fermentačním cyklům a k výrazně vyšším výtěžkům ethanolu.
Klikněte zde a přečtěte si více o ultrazvukové dezintegraci kalů!

Vliv vícestupňového procesu UAOD při optimálních parametrech

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.
• Paolo Guida; Abdul Gani Abdul Jameel; Saumitra Saxena; William L. Roberts (2021): Fundamental Aspects and Applications of Ultrasonically Induced Cavitation in Heavy Fuel Oil with a Focus on Deasphalting, Emulsions, and Oxidative Desulfurization. Catalytic and Noncatalytic Upgrading of Oils ACS Symposium Series. Chapter 10, 2021. 233-293.
• 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. Ultrasonics Sonochemistry 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).
• Rajendran Velmurugan, Karuppan Muthukumar (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology, Volume 102, Issue 14, 2011. 7119-7123.
• Zhilin Wu, Bernd Ondruschka (2010): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of liquid fuels and its industrial application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 6, 2010. 1027-1032.