Ultralydsreaktorer til biodieselproduktion
Ultralydreaktorer forbedrer kemisk reaktionskinetik af biodieselkonverteringsprocessen. Dette fører til en hurtigere transesterificering, højere konverteringsudbytte, og det sparer overskydende methanol og katalysator. Hielscher gør ultralydsblandingsreaktorer til produktion af biodiesel i enhver skala. Ultralydreaktorerne er kompakte, nemme at installere og meget effektive.
Biodiesel produktion øget og accelereret med Power ultralyd
Biodiesel er et vedvarende og rent brændende brændstof fremstillet af vegetabilske olier, animalsk fedt eller madolieaffald. Det kan fremstilles gennem en transesterificeringsreaktion, som involverer omdannelse af triglycerider til fedtsyremethylestere (FAME'er) under anvendelse af en alkohol og en katalysator. En måde at fremskynde transesterificeringsreaktionen på er at anvende ultralydbølger, som kan forbedre blanding og masseoverførsel af reaktanterne samt fremme brud på oliedråberne og dispersionen af katalysatoren.
En sonde-type ultralydator, også kendt som en sonotrode, er en enhed, der genererer højfrekvente lydbølger (typisk i området 20 kHz til 30 kHz) ved at vibrere en titanstang. Ultralydbølgerne formerer sig gennem væsken og skaber højtryks- og lavtrykszoner, hvilket får kavitationsbobler til at danne og kollapse hurtigt. Boblernes sammenbrud genererer intens lokal opvarmning og afkøling, høje forskydningskræfter og stødbølger, hvilket kan øge reaktionshastigheden og effektiviteten af transesterificeringsprocessen.

Den ultralydator UIP16000hdT er i stand til at behandle 32MMGY biodiesel.
Fordele ved ultralyd biodiesel produktion
Fordelene ved at bruge en sonde-type ultralydator til biodiesel syntese omfatter:
- Hurtigere reaktionshastighed: Ultralydbølgerne kan øge masseoverførslen af reaktanterne og fremskynde transesterificeringsreaktionen, reducere reaktionstiden og øge udbyttet af biodiesel.
- Højere udbytte og renhed: Ultralydbiodieselprocessen forbedrer dispersionen af katalysatoren og homogeniteten af reaktionsblandingen, hvilket fører til et højere udbytte og renhed af biodiesel. Ved hjælp af ultralyd kan du bruge laveste råvarekvalitet såsom spild af madolier og omdanne det til biodiesel af høj kvalitet.
- Lavere energiforbrug: Anvendelsen af ultralydbehandling reducerer den energi, der kræves til blanding og opvarmning af reaktionsblandingen, samt den nødvendige mængde katalysator, hvilket resulterer i en mere bæredygtig og omkostningseffektiv proces.
- Fleksibilitet og skalerbarhed: Hielscher sonde-type ultralydapparater og reaktorer kan bruges til både småskala og storskala produktion af biodiesel, og kan nemt integreres i eksisterende produktionsprocesser.
Sammenfattende betyder det, at brugen af en Hielscher ultralydapparater og ultralydreaktorer til biodieselsyntese giver betydelige fordele med hensyn til reaktionshastighed, udbytte, renhed, energiforbrug og skalerbarhed, hvilket gør det til en rentabel teknologi til bæredygtig produktion af vedvarende brændstoffer.
Ultralyd biodiesel reaktorer reducere omkostningerne og øge biodiesel udbytte
Overskydende methanol og katalysator er væsentlige omkostningsfaktorer i biodieselproduktionen. Hielscher ultralydsreaktorer bruger intens kavitationsforskydning til blanding af methanol med dit råmateriale. Dette giver dig meget mindre methanoldråber, hvilket resulterer i forbedret methanol- og katalysatorudnyttelse. Derfor kræves mindre overskydende methanol og mindre katalysator. Derudover påvirker kavitationen reaktionskinetikken, hvilket fører til hurtigere og mere fuldstændig transesterificering.
Små og mellemstore ultralyd biodiesel reaktorer
For små og mellemstore biodieselproduktionssystemer på op til 9 tons / time (2900 gallon / time) tilbyder Hielscher dig UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) eller UIP2000hdT (2000 watt). Disse fire ultralyd inline reaktorer er meget kompakte, nemme at integrere eller eftermontere. De er bygget til kraftig drift i barske miljøer. Nedenfor finder du anbefalede reaktoropsætninger til en række produktionshastigheder.
tons/time
|
gallon/time
|
|
---|---|---|
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
|
1x UIP2000hdT |
1,0 til 2,0
|
320 til 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 til 3,0
|
480 til 960
|
2x UIP2000hdT |
2.0 til 4.0
|
640 til 1280
|
4X UIP1500hdT |
3,0 til 6,0
|
960 til 1920
|
4X UIP2000hdT |
4 til 8
|
1280 til 2560
|
Fuld skala industrielle ultralyd biodiesel reaktorer
Til industrielle biodieselproduktionsanlæg tilbyder Hielscher UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10000 watt) og UIP16000hdT (16000 watt). Disse ultralyd homogenisatorer med inline reaktorer er designet til kontinuerlig produktion af biodiesel ved høje strømningshastigheder. Alle fire ultralyd homogenisatorer er tilgængelige i rustfrit stål skabe. Den lodrette installation kræver minimal gulvplads til installation eller eftermontering. Nedenfor finder du anbefalede opsætninger til typiske industrielle behandlingshastigheder.
tons/time
|
gallon/time
|
|
---|---|---|
3x UIP4000hdT |
6,0 til 12,0
|
1920 til 3840
|
5x UIP4000hdT |
10,0 til 20,0
|
3200 til 6400
|
3x UIP10000hdT |
15,0 til 30,0
|
4800 til 9600
|
3x UIP16000hdT |
24,0 til 48,0
|
7680 til 15360
|
5x UIP16000hdT |
40,0 til 80,0
|
12800 til 25600
|
Inline Ultrasonic Blanding af olie og methanol
Ultralydblandingsreaktorer erstatter tankaggregatatorer og andre dynamiske forskydningsblandere. Generelt installeres ultralydsbiodieselreaktorerne for at blande to foderstrømme: olie og methanol (med katalysator). Til dette pumpes en rå forblanding gennem ultralyd inline reaktoren, hvor ultralydkavitationen blander og emulgerer begge reagenser inden for 2 til 10 sekunder. Dette er en inline blandingsproces. Når blandingen forlader flowcellereaktoren, adskilles glycerinet ved tyngdekraften på mindre end 60 minutter. Alternativt kan du fodre den sonikerede blanding i en centrifuge efter et par minutters reaktionstid. Den indbyggede blanding reducerer antallet og mængden af anvendte tanke sammenlignet med konventionel batchbehandling. Dette forbedrer kapitaludnyttelsen.

Ultralydesterificering og transesterificering kan køres som batch eller kontinuerlig inline-proces. Diagrammet viser ultralyd inline proces for biodiesel (FAME) transesterfication.
Kontakt os! / Spørg Os!
Relaterede oplysninger
- Ultrasonic transesterificering af olie til biodiesel
- Effekt af ultralyd på biodieselforarbejdningseffektivitet
- Brug af ultralyd reaktorer i lille skala Kontinuerlig Biodiesel Process – Graham Towerton (2007)
- Biodiesel fra Alger bruger Ultralydbehandling
- Biodiesel Produktionsteknologi
- Biodiesel Analytiske metoder
- ’idiotsikker’ Måde at gøre Biodiesel
- Liste over leverandører til tanke og pumper til produktion af biodiesel
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.
- 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 fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.