Biodieselproduktion med overlegen proces- og omkostningseffektivitet

Ultralyd blanding er den overlegne teknologi til meget effektiv og omkostningseffektiv biodiesel produktion. Ultralyd kavitation forbedrer masseoverførsel drastisk, hvilket reducerer produktionsomkostningerne og forarbejdningsvarigheden. Samtidig kan olier og fedtstoffer af dårlig kvalitet (f.eks. olieaffald) anvendes, og biodieselkvaliteten forbedres. Hielscher Ultrasonics leverer højtydende, robuste ultralydblandingsreaktorer til enhver produktionsskala. Læs mere, hvordan din biodiesel produktion vil drage fordel af sonikering !

Biodiesel Produktion Fordele ved hjælp af ultralyd

Biodiesel (fedtsyre methyl ester, abrev. FAME) er et produkt af en transesterificeringsreaktion af lipid-råmateriale (triglycerider, f.eks. vegetabilsk olie, brugt madolier, animalsk fedt, algeolie) og alkohol (methanol, ethanol) ved hjælp af en katalysator (f.eks. kaliumhydroxid KOH).
Problemet: I konventionel biodiesel konvertering ved hjælp af konventionelle omrøring, den ubståelige karakter af begge reaktanter af transesterificering reaktion af olie og alkohol fører til dårlig masseoverførsel sats resulterer i en ineffektiv biodiesel produktion. Denne ineffektivitet er karakteriseret ved lange reaktionstider, højere metanol-olie molarforhold, høje katalysatorkrav, høje procestemperaturer og høje omrøringshastigheder. Disse faktorer er betydelige omkostningsfaktorer gør konventionel biodiesel fremstilling en dyr proces.
Løsningen: Ultralydblanding emulgerer reaktanterne på en meget effektiv, hurtig og billig måde, så forholdet mellem olie og metanol kan forbedres, katalysatorkravene reduceres, reaktionstiden og reaktionstemperaturen sænkes. Derved spares ressourcer (dvs. kemikalier og energi) samt tid, forarbejdningsomkostningerne reduceres, mens biodieselkvaliteten og produktionsrentabiliteten forbedres betydeligt. Disse fakta vende ultralyd blanding i den foretrukne teknologi til effektiv biodiesel fremstilling.
Forskning og industriel biodiesel producenter bekræfter, at ultralyd blanding er en meget omkostningseffektiv måde at producere biodiesel, selv når dårlig kvalitet olier og fedtstoffer bruges som råmateriale. Ultralydsprocessen intensivering forbedrer konverteringsfrekvensen betydeligt reducere brugen af overskydende methanol og katalysator, gør det muligt at producere biodiesel opfylder kvalitetsstandarden for ASTM D6751 og EN 14212 specifikationer. (jf. Abdullah et al., 2015)

Ultralyd transesterificering forbedrer biodiesel konvertering.

Transesterificering af triglycerider til biodiesel (FAME) ved hjælp af sonikering resulterer i accelereret reaktion og betydeligt højere effektivitet.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd biodiesel processor UIP2000hdT med reaktor FC2T500k for hurtig konvertering, højere udbytter og fremragende samlet effektivitet. Ultralyd overgår let mekaniske omrørere i biodieselfremstilling.

Ultralyd biodiesel reaktor UIP2000hdT for overlegen proceseffektivitet: højere udbytter, forbedret biodieselkvalitet, hurtigere forarbejdning og omkostningsreduktion.

Reducer energibehovet i din biodieselproces med ultralydsblanding!

Ultralyd blanding reducerer det specifikke energiforbrug inbiodiesel fremstilling udkonkurrere hydrodynamiske magnetisk blanding og høj-forskydning mixere langt.

Talrige fordele ved ultralyd blanding i biodiesel produktion

Ultralyd blanding reaktorer kan nemt integreres i enhver ny installation samt retro-monteret i eksisterende biodiesel anlæg. Integrationen af en Hielscher ultralydsblander gør enhver biodieselfacilitet til et højtydende produktionsanlæg. Enkel installation, robusthed og brugervenlighed (ingen specifik uddannelse til drift påkrævet) giver mulighed for opgradering af ethvert anlæg til et meget effektivt biodieselanlæg. Nedenfor præsenterer vi dig for videnskabeligt dokumenterede resultater af fordele dokumenteret af uafhængige tredjeparter. Tallene bevise overlegenhed ultralyd biodiesel blanding over enhver konventionel omrøring teknik.

Rutediagram af en ultralyd biodiesel forarbejdningsanlæg

Rutediagrammet viser biodiesel produktionstrin, herunder ultralyd blanding for forbedret proceseffektivitet.

Effektivitet og omkostningssammenligning: Ultralyd vs mekanisk omrøring

Ultralyd biodiesel reaktor teknologi, der anvendes ultralyd kavitation for overlegen blanding resultater. Dette resulterer i højere biodiesel konvertering, højere udbytter, mindre methanol og mindre katalysator forbrug samt reducerede energi-og driftsomkostninger.Gholami et al. (2021) til stede i deres sammenlignende undersøgelse fordelene ved ultralydtransesterificering over mekanisk omrøring (dvs. klingeblander, pumpehjul, høj forskydningsblander).
Investeringsomkostninger: Ultralydsprocessoren og reaktoren UIP16000 kan producere 192-384 t biodiesel / d med et fodaftryk på kun 1,2 m x 0,6 m. Til sammenligning er der for mekanisk omrøring (MS) behov for en meget større reaktor på grund af den lange reaktionstid i den mekaniske strirrng-proces, hvilket får reaktoromkostningerne til at stige betydeligt. (jf. Gholami et al., 2020)
Behandlingsomkostninger: Forarbejdningsomkostningerne til ultralyd biodieselproduktion er 7,7% lavere end dem til omrøringsprocessen, hovedsageligt på grund af den lavere samlede investering i sonikeringsprocessen. Omkostningerne ved kemikalier (katalysator, methanol / alkohol) er den tredjestørste omkostningsdriver i begge processer, sonikering og mekanisk omrøring. Men for ultralyd biodiesel konvertering omkostningerne for kemiske er betydeligt lavere end for den mekaniske omrøring. Omkostningsfraktionen for kemikalier tegner sig for ca. 5% af de endelige biodieselomkostninger. På grund af det lavere forbrug af methanol, natriumhydroxid og fosforsyre er omkostningerne ved kemikalier i ultralydsbiodieselprocessen 2,2% lavere end for den mekaniske omrøringsproces.
Energiomkostninger: Den energi, der forbruges af ultralydsblandingsreaktoren, er ca. tre gange lavere end den mekaniske omrører. Denne betydelige reduktion i energiforbruget er et produkt af den intense mikroblanding og reducerede reaktionstid som følge af produktion og sammenbrud af utallige hulrum, som karakteriserer fænomenet akustisk / ultralyd kavitation (Gholami et al., 2018). Derudover reduceres energiforbruget til methanolgenvinding og biodieselrensningsstadier under ultralydblandingsprocessen med henholdsvis 26,5% og 1,3%. Dette fald skyldes de lavere mængder methanol, der kommer ind i disse to destillationskolonner i ultralydtransesterificeringsprocessen.
Udgifter til bortskaffelse af affald: Ultralyd kavitation teknologi også bemærkelsesværdigt reducerer omkostningerne ved bortskaffelse af affald. Denne omkostning i sonikeringsprocessen er omkring en femtedel af den i omrøringsprocessen som følge af det betydelige fald i affaldsproduktionen på grund af højere reaktorkonvertering og lavere mængder forbrugt alkohol.
Miljøvenlighed: På grund af den meget høje samlede effektivitet, det reducerede kemiske forbrug, lavere energibehov og reduceret affald er ultralyd biodieselproduktion betydeligt mere miljøvenlig end konventionelle biodieselfremstillingsprocesser.

Konklusion – Ultralyd forbedrer biodiesel produktionseffektivitet

Ultralyd blanding udkonkurrerer mekaniske pumpehjul mixere ved effektivitet.Den videnskabelige vurdering viser de klare fordele ved ultralyd blanding i forhold til konventionel mekanisk omrøring til biodiesel produktion. Fordelene ved ultralyd biodiesel forarbejdning omfatter samlede kapitalinvesteringer, samlede produktomkostninger, netto nutidsværdi og intern forrentning. Mængden af den samlede investering i ultralydshulrumationsprocessen viste sig at være lavere end andre med ca. 20,8%. Brug af ultralydsreaktorer reducerede produktomkostningerne med 5,2% – ved hjælp af jomfru rapsolie. Da sonikering gør det muligt at behandle også brugte olier (f.eks. brugte madolier), kan produktionsomkostningerne reduceres betydeligt yderligere. Gholami et al. (2021) kommer til den konklusion, at på grund af en positiv nettonutidsværdi er ultralydshulitationsprocessen det bedre valg af blandingsteknologi til biodieselproduktion.
Fra et teknisk synspunkt spænder de vigtigste virkninger af ultralydshulrummen den betydelige proceseffektivitet og reduktion i reaktionstiden. Dannelsen og sammenbruddet af mange vakuumbobler – kendt som akustisk / ultralyd kavitation – reducere reaktionstiden fra flere timer i den omrørte tankreaktor til et par sekunder i ultralydshulrumationsreaktoren. Denne korte opholdstid tillader biodiesel produktion i en flow-through reaktor med et lille fodaftryk. Ultralydshulitationsreaktoren viser også gavnlige virkninger på energi- og materialebehovet, hvilket reducerer energiforbruget til næsten en tredjedel af det, der forbruges af en omrørt tankreaktor og methanol- og katalysatorforbrug med 25%.
Fra det økonomiske perspektiv er ultralydshulitationsprocessens samlede investering lavere end den mekaniske omrøringsproces, hovedsagelig på grund af henholdsvis næsten 50% og 11,6% reduktion i reaktoromkostningerne og methanoldestillationskolonneomkostningerne. Ultralyd kavitation proces reducerer også biodiesel produktionsomkostninger på grund af en 4% reduktion i raps olieforbrug, lavere samlede investeringer, 2,2% lavere kemikalieforbrug, og 23,8% lavere utility krav. I modsætning til den mekanisk omrørte proces er ultralydsbehandling en acceptabel investering på grund af dens positive nettonutidsværdi, kortere tilbagebetalingstid og en højere intern forrentning. Ud over de tekno-økonomiske fordele forbundet med ultralydshulrumationsprocessen er den mere miljøvenlig end den mekaniske omrøringsproces. Ultralyd kavitation resulterer i en 80% reduktion i affaldsstrømme på grund af den højere konvertering i reaktoren og reduceret alkoholforbrug i denne proces. (jf. Gholami et al., 2021)

Ultralyd kavitation reaktorer fra Hielscher Ultralyd er bredt installeret i biodiesel produktionsanlæg for forbedret proceseffektivitet, højere udbytter og reduktion af produktionsomkostningerne.

Ultralydsstrømningsreaktor med 3x 1kW ultralydapparater af modellen 1000hdT for meget effektiv biodiesel konvertering.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Rutediagram til kontinuerlig inline produktion af biodiesel ved hjælp af en Hielscher ultralydsreaktor til forbedret blanding.

Flowdiagrammet viser en typisk opsætning for en ultralyd assisteret biodiesel proces. Brugen af en ultralydsreaktor forbedrer biodieselprocessens effektivitet drastisk.

Brug katalysatoren efter eget valg

Ultralyd transesterificering proces af biodiesel er blevet bevist som effektiv ved hjælp af både alkaliske eller grundlæggende katalysatorer. Forinstance, Shinde og Kaliaguine (2019) sammenlignede effektiviteten af ultralyds- og meknisk bladblanding ved hjælp af forskellige katalysatorer, nemlig natriumhydroxid (NaOH), kaliumhydroxid (KOH), (CH3ONa), tetramethyl ammoniumhydroxid og fire guanidiner (Propyl-2,3-dicyclohexyl guanidine (PCHG), 1,3-dicyclohexyl 2 n-octyl guanidine (DCOG), 1,1,3,3-tetramethyl guanidine(TMG), 1,3-diphenyl guanidine (DPG)). Ultralyd blanding (ved 35º) som vist overlegen for biodiesel produktion udmærker mekanisk blanding (ved 65º) ved højere udbytter og konverteringsfrekvens. Effektiviteten af masseoverførsel i ultralydsfeltet forbedrede hastigheden af transesterificeringsreaktion sammenlignet med mekanisk omrøring. Sonikering udkonkurrerede mekanisk omrøring for alle testede katalysatorer. Kørsel af transesterificeringsreaktionen med ultralydhulrumation er et energieffektivt og industrielt levedygtigt alternativ til biodieselproduktion. Ud over de udbredte katalysatorer KOH og NaOH er begge guanidinekatalysatorer, propyl-2,3 dicyclohexylguanidin (PCHG) og 1,3-dicyclohexyl 2 n-octylguanidin (DCOG), begge blevet vist som interessante altrnativer til biodieselkonvertering.
Mootabadi et al. (2010) undersøgte ultralydsassisteret biodieselsyntese fra palmeolie ved hjælp af forskellige alkaliske metaloxidkatalysatorer som CaO, BaO og SrO. Aktiviteten af katalysatoren i ultralydassisteret biodieselsyntese blev sammenlignet med den traditionelle magnetiske omrøringsproces, og det blev konstateret, at ultralydsprocessen viste 95,2% af udbyttet ved hjælp af BaO inden for 60 minutters reaktionstid, hvilket ellers tager 3-4 timer i den konventionelle omrøringsproces. Til ultralydassisteret transesterificering ved optimale forhold var 60 min forpligtet til at opnå 95% udbytte sammenlignet med 2-4 timer med konventionel omrøring. Udbyttet opnået med ultralyd i 60 min steg fra 5,5% til 77,3% ved hjælp af CaO som katalysatorer, 48,2% til 95,2% ved hjælp af SrO som katalysatorer, og 67,3% til 95,2 ved hjælp af BaO som katalysatorer.

Ultralyd blanding overgår mekanisk omrøring i biodiesel udbytte, tid og samlet effektivitet. Til undersøgelsen blev der brugt en Hielscher UP200St ultralydsprocessor.

Biodiesel produktion ved hjælp af forskellige guanidiner (3% mol) som katalysator. A) Mekanisk omrøringsbatbatbat: (methanol:rapsolie) 4:1, temperatur 65ºC (B) Ultralydsbatchreaktor: ultralydsdroner UP200St, (methanol:rapsolie) 4:1, 60% amerikansk amplitud, temperatur 35ºC. Ultralydsdrevet blanding overgår langt mekanisk omrøring.
(Undersøgelse og grafer: Shinde og Kaliaguine, 2019)

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Højtydende ultralydsreaktorer til overlegen biodieselbehandling

Hielscher Ultrasonics tilbyder højtydende ultralydsprocessorer og reaktorer til forbedret biodieselproduktion, hvilket resulterer i højere udbytter, forbedret kvalitet, reduceret behandlingstid og lavere produktionsomkostninger.

Små og mellemstore biodieselreaktorer

Ultralydsblandereaktorer til produktion af biodieselFor små og mellemstore biodieselproduktion på op til 9ton / hr (2900 gal / hr), tilbyder Hielscher dig den UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt), og UIP2000hdT (2000 watt) ultralyd højforskydning mixer modeller. Disse fire ultralydsreaktorer 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.

ton / time
gal / time
1x UIP500hdT (500 watt)
0.25 til 0,5
80 til 160
1x UIP1000hdT (1000 watt)
0.5 til 1,0
160 til 320
1x UIP1500hdT (1500 watt)
0.75 til 1,5
240 til 480
1x UIP2000hdT (2000 watt)
1,0 til 2,0
320 til 640
2x UIP2000hdT (2000 watt)
2.0 til 4.0
640 til 1280
4XUIP1500hdT (1500 watt)
3,0 til 6,0
960 til 1920
6x UIP1500hdT (1500 watt)
4,5 til 9,0
1440 til 2880
6x UIP2000hdT (2000 watt)
6,0 til 12,0
1920 til 3840

Meget store gennemløb industrielle biodiesel reaktorer

produktion af biodieselTil industriel forarbejdning biodiesel produktionsanlæg Hielscher tilbyder UIP4000hdT (4 kW), UIP6000hdT (6kW), UIP10000 (10kW) og UIP16000hdT (16kW) ultralyd homogenisatorer! Disse ultralydsprocessorer er designet til kontinuerlig behandling af høje strømningshastigheder. UIP4000hdT, UIP6000hdT og UIP10000 kan integreres i standard søfragtcontainere. Alternativt fås alle fire processormodeller i skabe i rustfrit stål. En opretstående installation kræver minimal plads. Nedenfor finder du anbefalede opsætninger til typiske industrielle behandlingshastigheder.

ton / time
gal / time
1x UIP6000hdT (6000 watt)
3,0 til 6,0
960 til 1920
3x UIP4000hdT (4000 watt)
6,0 til 12,0
1920 til 3840
5x UIP4000hdT (4000 watt)
10,0 til 20,0
3200 til 6400
3x UIP6000hdT (6000 watt)
9.0 til 18.0
2880 til 5880
3x UIP10000 (10.000 watt)
15,0 til 30,0
4800 til 9600
3x UIP16000hdT (16.000 watt)
24,0 til 48,0
7680 til 15360
5x UIP16000hdT
40,0 til 80,0
12800 til 25600

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.



Litteratur / Referencer

Fakta Værd at vide

Biodieselproduktion

Biodiesel produceres, når triglycerider omdannes til gratis fedt methyl ester (FAME) via en kemisk reaktion kendt som transesterificering. Triglycerider er glycerider, hvor glycerolen esterfied med lange kædesyrer, kendt som fedtsyrer. Disse fedtsyrer er rigeligt til stede i vegetabilsk olie og animalske fedtstoffer. Under transesterificeringens reaktion reagerer triglycerider, der er til stede i råvaren (f.eks. vegetabilske olier, brugte madolier eller animalske fedtstoffer), i nærværelse af en katalysator (f.eks. kaliumhydroxid eller natriumhydroxid) med en primær alkohol (f.eks. methanol). I biodiesel transesterificering reaktion, alkyl estere er dannet af råmateriale af vegetabilsk olie eller animalsk fedt. Da biodiesel kan fremstilles af forskellige råvarer såsom jomfru vegetabilske olier, vegetabilske olier, brugte stegning olier, animalske fedtstoffer såsom talg og svinefedt, mængden af frie fedtsyrer (FFAs) kan variere kraftigt. Procentdelen af frie fedtsyrer af triglycerider er en afgørende faktor, der påvirker biodiesel produktionsprocessen og den deraf følgende biodiesel kvalitet drastisk. En stor mængde af frie fedtsyrer kan forstyrre konverteringsprocessen og forringe den endelige biodiesel kvalitet. Det største problem er, at frie fedtsyrer (FFAs) reagerer med alkali katalysatorer resulterer i dannelsen af sæbe. Sæbedannelse forårsager efterfølgende glyceroladskillelsesproblemer. Derfor kræver råmaterialer, der indeholder store mængder ffa'er, for det meste en forbehandling ( en såkaldt esterificeringsreaktion), hvor ffa'erne omdannes til estere. Ultralydbehandling fremmer både reaktioner, transesterificering og esterificering.
Læs mere om ultralyd assisteret syre-katalyseret esterificering og base-katalyseret transesterificering af dårlige olier og fedtstoffer til høj kvalitet biodiesel!


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.