Ultralydsreaktorer til produktion af biodiesel

Ultralydsreaktorer forbedrer den kemiske reaktionskinetik i omdannelsesprocessen for biodiesel. Dette fører til hurtigere transesterificering og højere omdannelsesudbytte og sparer overskydende methanol og katalysator. Hielscher fremstiller ultralydsblandereaktorer til produktion af biodiesel i enhver skala. Ultralydsreaktorerne er kompakte, nemme at installere og meget effektive.

Øget og accelereret biodieselproduktion med højintensiv ultralyd

Biodiesel er et vedvarende og rentbrændende brændstof fremstillet af vegetabilske olier, animalsk fedt eller brugt madolie. Det kan produceres gennem en transesterificeringsreaktion, hvor triglycerider omdannes til fedtsyremethylestere (FAMEs) ved hjælp af en alkohol og en katalysator. En måde at accelerere transesterificeringsreaktionen på er at bruge ultralydsbølger, som kan forbedre blandingen og masseoverførslen af reaktanterne samt fremme opdelingen af oliedråberne og dispergeringen af katalysatoren.
Et ultralydsapparat med sonde, også kendt som en sonotrode, er en enhed, der genererer højfrekvente lydbølger (typisk i området fra 20 kHz til 30 kHz) ved at få en titanstang til at vibrere. Ultralydsbølgerne forplanter sig gennem væsken og skaber højtryks- og lavtrykszoner, så kavitationsbobler dannes og hurtigt kollapser. Boblernes kollaps skaber intens lokal opvarmning og afkøling, store forskydningskræfter og chokbølger, som kan øge reaktionshastigheden og effektiviteten af transesterificeringsprocessen.

 

I denne vejledningsvideo introducerer vi det videnskabelige grundlag for, hvordan ultralydsreaktorer til biodiesel forbedrer biodieselproduktionen markant. Hielscher ultralydsreaktorer til biodiesel er et veletableret og effektivt værktøj til at forbedre biodieselproduktionsprocessen. I denne vejledning gennemgår vi det bagvedliggende funktionsprincip og viser forskellige ultralydsopstillinger til enhver produktionsskala. Gør Deres biodieselproduktion mere effektiv og omkostningseffektiv, og opnå et større udbytte af biodiesel af høj kvalitet med hurtig omdannelse. Samtidig gør ultralydsreaktorer til biodiesel det muligt at anvende olier af lav kvalitet, såsom vegetabilske spildolier eller brugt stegefedt, og hjælper med at spare metanol og katalysator, hvilket bidrager til en miljøvenlig og bæredygtig biodieselproduktion.

 

Fordele ved biodieselproduktion med ultralyd

Fordelene ved at bruge et ultralydsapparat med sonde til syntese af biodiesel omfatter:

1. Hurtigere reaktionshastighed: Ultralydsbølgerne kan øge masseoverførslen af reaktanterne og accelerere transesterificeringsreaktionen, hvilket reducerer reaktionstiden og øger udbyttet af biodiesel.
2. Højere udbytte og renhed: Biodieselprocessen med ultralyd forbedrer dispergeringen af katalysatoren og reaktionsblandingens homogenitet, hvilket fører til højere udbytte og renhed af biodiesel.
3. Billige råvarer: Ved hjælp af ultralyd kan du bruge råvarer af den laveste kvalitet – såsom brugte madolier, animalsk affaldsfedt og ikke-spiselige olier – og omdanne dem til biodiesel af høj kvalitet. Læs mere!
4. Lavere energiforbrug: Brugen af sonikering 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. Læs mere!
5. Fleksibilitet og skalerbarhed: Hielschers ultralydsapparater med sonde og reaktorer kan bruges til biodieselproduktion i både lille og stor skala og kan nemt integreres i eksisterende produktionsprocesser.

Samlet set betyder dette, at brugen af Hielschers ultralydsapparater og ultralydsreaktorer til syntese af biodiesel 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.

Ultralydsreaktorer til biodiesel reducerer omkostningerne og øger biodieseludbyttet

Overskydende methanol og katalysator er væsentlige omkostningsfaktorer i biodieselproduktion. Hielschers ultralydsreaktorer bruger intens kavitationsbetinget forskydning til at blande methanol med dine råvarer. Dette giver meget mindre methanoldråber, hvilket resulterer i bedre udnyttelse af methanol og katalysator. Derfor kræves der mindre overskydende methanol og mindre katalysator. Derudover påvirker kavitationen reaktionskinetikken, hvilket fører til hurtigere og mere fuldstændig transesterificering.

Brugen af ultralydsreaktorer til biodieselproduktion anbefales til produktionskapaciteter over 0,25 ton biodiesel pr. time. Hielscher tilbyder ultralydsreaktorer med en kapacitet på op til 16 ton/time (5100 gallons/time) pr. reaktor. Du kan kombinere flere reaktorer, så de passer til din proceskapacitet. Du kan tilføje yderligere reaktorer senere, når du udvider din produktionskapacitet. Vi anbefaler gerne den bedst egnede biodieselreaktoropstilling til dit anlæg og din proceskapacitet.

Ultralydsreaktorer til biodiesel i lille og mellemstor skala

Til små og mellemstore biodieselproduktionssystemer med en kapacitet på op til 9 ton/time (2900 gallons/time) tilbyder Hielscher UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) eller UIP2000hdT (2000 watt). Disse fire ultralydsreaktorer til inlineprocesser er meget kompakte og nemme at integrere eller eftermontere. De er bygget til krævende drift under barske forhold. Nedenfor finder du anbefalede reaktoropstillinger til en række produktionshastigheder.

	ton/time	gallons/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

Industrielle ultralydsreaktorer til biodiesel i fuld skala

Til industrielle biodieselproduktionsanlæg tilbyder Hielscher UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10.000 watt) og UIP16000hdT (16.000 watt). Disse ultralydshomogenisatorer med inlinereaktorer er konstrueret til kontinuerlig produktion af biodiesel ved høje volumenstrømme. Alle fire ultralydshomogenisatorer fås i kabinetter af rustfrit stål. Den lodrette montering kræver minimal gulvplads ved installation eller eftermontering. Nedenfor finder du anbefalede opstillinger til typiske industrielle behandlingshastigheder.

	ton/time	gallons/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 15.360
5x UIP16000hdT	40,0 til 80,0	12.800 til 25.600

Inlineblanding af olie og methanol med ultralyd

Ultralydsblandereaktorer erstatter tankomrørere og andre dynamiske forskydningsblandere. Generelt installeres ultralydsreaktorer til biodiesel for at blande to tilførselsstrømme: olie og methanol (med katalysator). Til dette pumpes en grov forblanding gennem ultralydsinlinereaktoren, hvor ultralydskavitationen blander og emulgerer begge reagenser inden for 2 til 10 sekunder. Dette er en inlineblandingsproces. Når blandingen forlader gennemstrømningscellereaktoren, udskilles glycerinen ved hjælp af tyngdekraften på mindre end 60 minutter. Alternativt kan du føre den sonikerede blanding ind i en centrifuge efter nogle få minutters reaktionstid. Inlineblandingen reducerer antallet og volumenet af de anvendte tanke sammenlignet med konventionel batchbehandling. Dette forbedrer kapitaludnyttelsen.