Ultralydsreaktorer til biodieselproduktion

Ultralydsreaktorer forbedrer kemisk reaktionskinetik i biodieselkonverteringsprocessen. Dette fører til en hurtigere transesterificering, højere konverteringsudbytte, og det sparer overskydende methanol og katalysator. Hielscher fremstiller ultralydsblandingsreaktorer til produktion af biodiesel i enhver skala. Ultralydsreaktorerne er kompakte, nemme at installere og meget effektive.

Biodieselproduktionen øges og accelereres med Power Ultrasound

Biodiesel er et vedvarende og rentbrændende brændstof fremstillet af vegetabilske olier, animalsk fedt eller madolieaffald. Det kan fremstilles gennem en transesterificeringsreaktion, som involverer omdannelse af triglycerider til fedtsyremethylestere (FAME'er) ved hjælp af en alkohol og en katalysator. En måde at fremskynde transesterificeringsreaktionen på er at bruge ultralydsbølger, som kan forbedre blandingen og masseoverførslen af reaktanterne, samt fremme brud på oliedråberne og spredningen af katalysatoren.
En sonde-type ultralydsapparat, også kendt som en sonotrode, er en enhed, der genererer højfrekvente lydbølger (typisk i området 20 kHz til 30 kHz) ved at vibrere en titaniumstang. Ultralydsbølgerne forplanter sig gennem væsken og skaber højtryks- og lavtrykszoner, hvilket får kavitationsbobler til at dannes og kollapse hurtigt. Boblernes kollaps genererer intens lokal opvarmning og afkøling, høje forskydningskræfter og chokbølger, hvilket kan øge reaktionshastigheden og effektiviteten af transesterificeringsprocessen.

 

 

Fordele ved ultralydsbiodieselproduktion

Fordelene ved at bruge en sonde-type ultralydsapparat til biodieselsyntese inkluderer:

1. Hurtigere reaktionshastighed: Ultralydsbølgerne kan øge masseoverførslen af reaktanterne og fremskynde transesterificeringsreaktionen, hvilket reducerer reaktionstiden og øger udbyttet af biodiesel.
2. Højere udbytte og renhed: Ultralydsbiodieselprocessen 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 den laveste råmaterialekvalitet såsom madolier og omdanne det til biodiesel af høj kvalitet.
3. Lavere energiforbrug: Brugen af ultralydbehandling reducerer den energi, der kræves til blanding og opvarmning af reaktionsblandingen, samt mængden af katalysator, der er nødvendig, hvilket resulterer i en mere bæredygtig og omkostningseffektiv proces.
4. Fleksibilitet og skalerbarhed: Hielscher sonde-type ultralydapparater og reaktorer kan bruges til både småskala og storskala produktion af biodiesel og kan let integreres i eksisterende produktionsprocesser.

Sammenfattende betyder det, at brugen af en Hielscher ultralydapparater og ultralydsreaktorer 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.

Ultralydsbiodieselreaktorer reducerer omkostningerne og øger biodieseludbyttet

Overskydende metanol og katalysator er betydelige omkostningsfaktorer i biodieselproduktionen. Hielscher ultralydsreaktorer bruger intens kavitationel forskydning til blanding af methanol med dit råmateriale. Dette giver dig meget mindre methanoldråber, hvilket resulterer i forbedret udnyttelse af methanol og katalysatorer. Derfor kræves mindre overskydende methanol og mindre katalysator. Derudover påvirker kavitationen reaktionskinetikken, hvilket fører til hurtigere og mere fuldstændig transesterificering.

Brug af ultralydsreaktorer til biodieselproduktion anbefales til produktionskapaciteter over 0,25 tons biodiesel i timen. Hielscher tilbyder ultralydsreaktorer med op til 16 tons / time kapacitet (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 vil med glæde anbefale den bedst egnede biodieselreaktoropsætning til din anlægsopsætning og til din proceskapacitet.

Små og mellemstore ultralydsbiodieselreaktorer

Til små og mellemstore biodieselproduktionssystemer på op til 9 tons/time (2900 gallons/time) tilbyder Hielscher dig UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) eller UIP2000hdT (2000 watt). Disse fire ultralyds inline-reaktorer er meget kompakte, nemme at integrere eller eftermontere. De er bygget til tung 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

Fuldskala industrielle ultralydsbiodieselreaktorer

Til industrielle biodieselproduktionsanlæg tilbyder Hielscher UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10000 watt) og UIP16000hdT (16000 watt). Disse ultralydshomogenisatorer med inline-reaktorer er designet til kontinuerlig produktion af biodiesel ved høje strømningshastigheder. Alle fire ultralydshomogenisatorer fås i skabe i rustfrit stål. Den lodrette installation kræver minimal gulvplads til installation eller eftermontering. Nedenfor finder du anbefalede opsætninger til typiske industrielle bearbejdningshastigheder.

	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 ultralydsblanding af olie og methanol

Ultralydsblandingsreaktorer erstatter tankomrørere og andre dynamiske forskydningsblandere. Generelt er ultralydsbiodieselreaktorerne installeret til at blande to fødestrømme: olie og methanol (med katalysator). Til dette pumpes en rå forblanding gennem ultralydsreaktoren, hvor ultralydskavitationen blander og emulgerer begge reagenser inden for 2 til 10 sekunder. Dette er en inline-blandingsproces. Når blandingen forlader flowcellereaktoren, vil glycerinen adskille sig ved tyngdekraften på mindre end 60 minutter. Alternativt kan du fodre den sonikerede blanding i en centrifuge efter et par minutters reaktionstid. Inline-blandingen reducerer antallet og mængden af anvendte tanke sammenlignet med konventionel batchbehandling. Dette forbedrer kapitaludnyttelsen.