Biodiesel fra alger ved hjælp af ultralydsbehandling

Algeolie er et interessant, bæredygtigt råmateriale til fremstilling af biodiesel. Det er et alternativ til populære råmaterialer som soja, canolaraps og palme. Ultralydsbehandling forbedrer ekstraktionen af olie fra algecellerne og omdannelsen til biodiesel.

Sammenlignet med traditionelle oliefrøafgrøder giver alger langt mere olie pr. acre. Mens soja typisk producerer mindre end 50 gallons olie pr. acre, og raps giver mindre end 130 gallons pr. acre, kan alger give op til 10.000 gallons pr. acre. Især kiselalger og grønalger er gode kilder til produktion af biodiesel.

Ligesom andre planter lagrer alger energi i form af lipider. Der findes forskellige metoder til ekstraktion af olierne, såsom presning, udvaskning med opløsningsmidlet hexan og ultralydsekstraktion.

Ultralydsekstraktion af algeolie

Intens sonikering af væsker genererer lydbølger, der forplanter sig i væskemediet og skaber skiftevis højtryks- og lavtrykscyklusser. Under lavtrykscyklussen dannes små vakuumbobler med høj intensitet i væsken. Når boblerne når en bestemt størrelse, kollapser de voldsomt under en højtrykscyklus. Dette kaldes kavitation. Under implosionen opstår der lokalt meget høje tryk og væskestråler med høj hastighed. De resulterende forskydningskræfter nedbryder cellestrukturen mekanisk og forbedrer stofoverførslen. Denne effekt understøtter ekstraktionen af lipider fra alger.

 
Tabellen nedenfor viser typiske effektbehov ved forskellige volumenstrømme. Ultralydssystemet integreres som regel inline. Ultralydsreaktoren kan nemt eftermonteres i eksisterende anlæg og dermed forbedre ekstraktionen fra alger.

Forbehandling med ultralyd til koldpresning af algeolie

Især ved presning kræves der god kontrol over celledisruptionen for at undgå uhindret frigivelse af alle intracellulære produkter, herunder cellerester, eller denaturering af produktet. Ved at nedbryde cellestrukturen kan flere af de lipider, der er lagret inde i cellerne, frigives ved påføring af tryk udefra.

Ultralydsassisteret ekstraktion af algeolie med opløsningsmidler

Ultralydsbølgernes højtrykscyklusser understøtter diffusionen af opløsningsmidler som hexan ind i cellestrukturen. Da ultralyd nedbryder cellevæggen mekanisk ved hjælp af kavitationens forskydningskræfter, fremmer den overførslen af lipider fra cellen til opløsningsmidlet. Når olien er opløst i hexanen, filtreres massen/vævet fra. Opløsningen destilleres for at adskille olien fra hexanen. Til sonikering af brændbare væsker eller opløsningsmidler i farlige miljøer tilbyder Hielscher FM- og ATEX-certificerede ultralydssystemer såsom UIP1000-Exd.
Ultralydsbehandling letter høsten af alger. Læs mere om høst af alger ved hjælp af ultralyd!

Ultralydsassisteret enzymatisk ekstraktion af algeolie

Der kan observeres stærke synergistiske effekter, når enzymatisk behandling kombineres med sonikering. Kavitationen hjælper enzymerne med at trænge ind i vævet, hvilket medfører hurtigere ekstraktion og højere udbytter. I dette tilfælde fungerer vand som opløsningsmiddel, og enzymerne nedbryder cellevæggene.
Læs mere om ekstraktion af algeolie ved hjælp af ultralyd!
Klik her for at læse mere om ultralydsbehandling ved fremstilling af biodiesel!

Ultralydsbehandling af algeolie fra pilotskala til produktion

Vi anbefaler forsøg i pilotskala, f.eks. med 1kW-systemer. Dette vil vise de generelle effekter og forbedringen for netop din processtrøm. Alle resultater kan opskaleres lineært til store processtrømme. Vi drøfter gerne din proces med dig og anbefaler yderligere trin.
En meget stor fordel ved ultralydsblanding af biodiesel er denne proces’ energieffektivitet. Læs mere om de energibesparelser, der opnås med ultralydsreaktorer til biodiesel!

Mellemstore og store ultralydsapparater til industriel biodieselproduktion

Hielscher Ultrasonics leverer både mellemstore og store industrielle ultralydsprocessorer i industrikvalitet til effektiv produktion af biodiesel i enhver mængde. Alle systemer kan bruges til at forbedre transesterificeringen af enhver type råmateriale, herunder algeolie, vegetabilske olier, animalsk fedt, spildolier osv.
Da Hielschers sortiment omfatter ultralydssystemer til enhver produktionskapacitet, kan vi tilbyde den ideelle løsning til både små producenter og store virksomheder. Omdannelse til biodiesel med ultralyd kan udføres som batchproces eller som kontinuerlig inlineproces. Installationen og driften er enkle og sikre og giver pålideligt en høj produktion af biodiesel af overlegen kvalitet.
Nedenfor finder du anbefalede reaktoropstillinger til en række produktionshastigheder.