Biodiesel fra alger ved hjælp af ultralydbehandling
Algeolie er et interessant bæredygtigt råmateriale til fremstilling af biodiesel. Det er et alternativ til populære råvarer, som sojabønner, raps og palme. Ultralydbehandling forbedrer udvindingen af olie fra algecellerne og omdannelsen til biodiesel.
I sammenligning med traditionelle oliefrøafgrøder giver alger meget mere olie pr. hektar. Mens sojabønner typisk producerer mindre end 50 gallon olie pr. hektar, og raps genererer mindre end 130 gallon pr. hektar, kan alger give op til 10,000 gallons pr. hektar. Især kiselalger og grønalger er gode kilder til produktion af biodiesel.
Ligesom andre planter lagrer alger energi i form af lipider. Der er forskellige metoder til at udvinde olierne, såsom presning, hexanopløsningsmiddelvask og ultralydsekstraktion.
Ultralydsekstraktion af algeolie
Intens sonikering af væsker genererer lydbølger, der forplanter sig ind i det flydende medie, hvilket resulterer i skiftende højtryks- og lavtrykscyklusser. Under lavtrykscyklussen dannes små vakuumbobler med høj intensitet i væsken. Når boblerne opnår en vis størrelse, kollapser de voldsomt under en højtrykscyklus. Dette kaldes kavitation. Under implosionen produceres meget høje tryk og højhastigheds væskestråler lokalt. De resulterende forskydningskræfter bryder cellestrukturen mekanisk og forbedrer materialeoverførslen. Denne effekt understøtter udvinding af lipider fra alger.
Tabellen nedenfor viser typiske effektkrav for forskellige volumenstrømme. Ultralydssystemet er generelt integreret inline. Ultralydsreaktoren kan let eftermonteres i eksisterende faciliteter, hvilket forbedrer algeudvinding.
Flowhastighed
|
Magt
|
---|---|
20 – 100L / time
|
|
80 – 400L/time
|
|
0.3 – 1,5 m³/time
|
|
2 – 10m³/t
|
|
20 – 100m³/t
|
Ultralydsforberedelse til koldpresning af algeolie
Især med henblik på presning kræves god kontrol af celleforstyrrelsen for at undgå en uhindret frigivelse af alle intracellulære produkter, herunder celleaffald eller produktdenaturering. Ved at bryde cellestrukturen kan flere lipider, der er lagret inde i cellerne, frigives ved påføring af ydre tryk.
Ultralydsopløsningsmiddelekstraktion af algeolie
Ultralydsbølgernes højtrykscyklusser understøtter diffusionen af opløsningsmidler, såsom hexan, i cellestrukturen. Da ultralyd bryder cellevæggen mekanisk af kavitationsforskydningskræfterne, letter det overførslen af lipider fra cellen til opløsningsmidlet. Efter at olien er opløst i cyclohexanen, filtreres papirmassen/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 ultralydbehandlingssystemer, såsom UIP1000-Exd.
Ultralyd enzymatisk ekstraktion af algeolie
Stærke synergieffekter kan observeres, når enzymatisk behandling kombineres med sonikering. Kavitationen hjælper enzymerne med at trænge ind i vævet, hvilket resulterer i hurtigere ekstraktion og højere udbytter. I dette tilfælde fungerer vand som et opløsningsmiddel, og enzymerne nedbryder cellevæggene.
Biodiesel fra algeolie
Klik her for at læse mere om ultralydbehandling i biodieselfremstilling.
Ultralyd algeoliebehandling fra pilotskala til produktion
Vi anbefaler forsøg i pilotskala, f.eks. med 1kW-systemer. Dette vil vise de generelle effekter og forbedringer for netop din processtrøm. Alle resultater kan skaleres lineært op til store processtrømme. Vi vil med glæde drøfte din proces med dig og anbefale yderligere skridt.
Mellemstore og store ultralydapparater til industriel biodieselproduktion
Hielscher Ultrasonics leverer mellemstore såvel som store industrielle ultralydsprocessorer i industriel kvalitet til effektiv produktion af biodiesel i enhver mængde. Alle systemer kan bruges til at forbedre transesterificeringen af enhver form for råmateriale, herunder algeolie, vegetabilske olier, animalske fedtstoffer, spildolier osv.
Da Hielscher-porteføljen dækker ultralydssystemer til enhver produktionskapacitet, kan vi tilbyde den ideelle løsning til både små producenter og store virksomheder. Ultralydsbiodieselkonvertering kan betjenes som batch eller som kontinuerlig inline-proces. Installationen og betjeningen er enkel, sikker og giver pålideligt høje output af overlegen biodieselkvalitet.
Nedenfor finder du anbefalede reaktoropsætninger til en række produktionshastigheder.
ton/time
|
gal/hr
|
|
---|---|---|
1x UIP500hdT |
0.25 til 0,5
|
80 til 160
|
1x UIP1000hdT |
0.5 til 1.0
|
160 til 320
|
1x UIP1500hdT |
0.75 til 1.5
|
240 til 480
|
2x UIP1000hdT |
1,0 til 2,0
|
320 til 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 til 3,0
|
480 til 960
|
4x UIP1500hdT |
3,0 til 6,0
|
960 til 1920
|
6x UIP1500hdT |
4,5 til 9,0
|
1440 til 2880
|
Kontakt os! / Spørg os!
Litteratur / Referencer
- 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.