Biodiesel aus Algen mittels Ultraschall

Algenöl ist ein zukunftsfähiger Rohstoff für die Biodieselproduktion. Er kann durchaus als eine Alternative zu den häufig verwendeten Rohstoffen, zu denen z. B. Soja, Raps und Palmöl gehören, angesehen werden. Ultraschall erhöht die Ölextraktion aus den Algenzellen und beschleunigt die Umwandlung in Biodiesel.

Strong synergetic effects can be observed when combining enzymatic treatment with sonication.Im Vergleich mit traditionellen Ölsaaten sind Algenfelder pro Hektar wesentlich ertragreicher. Besonders Kieselalgen und Grünalgen haben sich als ertragreiche Rohstoffe für die Biodieselherstellung erwiesen. Im Vergleich zu traditionellen Ölsaatenpflanzen liefern Algen viel mehr Öl pro Acre. Während Sojabohnen typischerweise weniger als 50 Gallonen Öl pro Acre produzieren und Raps weniger als 130 Gallonen pro Acre erzeugt, können Algen bis zu 10.000 Gallonen pro Acre erbringen. Insbesondere Kieselalgen und Grünalgen sind gute Quellen für die Produktion von Biodiesel.

Wie andere Pflanzen speichern auch Algen Energie in Form von Lipiden. Es gibt verschiedene Varianten, das Öl zu extrahieren, so z. B. das Pressen, das Waschen mit Hexan und auch die Ultraschall-Extraktion.

Ultraschallextraktion von Algenöl

Die intensive Beschallung von Flüssigkeiten erzeugt Schallwellen, die sich in der Flüssigkeit durch abwechselnde Hochdruck- und Niederdruckphasen fortpflanzen. Während der Niederdruckphase entstehen in der Flüssigkeit kleine, energiereiche Vakuumblasen. Sobald die Blasen eine gewisse Größe erreichen, implodieren sie während einer Hochdruckphase und setzen dabei hochenergetische Kräfte frei. Dies wird Kavitation genannt. Bei der Implosion entstehen lokal sehr hohe Drücke und extrem schnelle Flüssigkeitsstrahlen. Die entstehenden Scherkräfte brechen die Zellstrukturen mechanisch auf und erhöhen den Materialaustausch. Dieser Effekt unterstützt die Extraktion der Algenlipide.

Informationen anfordern




Beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


3x UIP1000hdT ultrasonicators for highly efficient biodiesel transesterification using algae oil

Das Mischen mit Ultraschall verbessert die Biodieselumwandlungsrate, erhöht die Ausbeute und spart überschüssiges Methanol und Katalysator. Das Bild zeigt die Installation von 3x UIP1000hdT (je 1kW) in einer industriellen Biodieselanlage.

Die Tabelle auf der rechten Seite zeigt den typischen Leistungsbedarf für verschiedene Durchflussraten. Das Ultraschallsystem wird normalerweise in ein Durchflusssystem integriert. Bereits bestehende Anlagen können problemlos mit einem Ultraschallreaktor nachgerüstet werden, um die Algenextraktion zu verbessern.
Durchfluss
Leistung
20100L/Std.
80400L/Std.
0.31.5m³/hr
210m³/hr
20100m³/hr

Ultraschall-gestützte Kaltpressung von Algenöl

Beim Pressen der Algen ist eine genaue Kontrolle des Zellaufschlusses erforderlich, um die ungehinderte Abgabe aller interzellulären Produkte, einschließlich der Zellreste, oder eine Denaturierung zu verhindern. Beim Aufbrechen der Zellstrukturen können die sich in der Zelle befindlichen Lipide durch Druck von außen effektiver freigesetzt werden.

Ultraschall-gestützte Lösungsmittel-Extraktion von Algenöl

Die Hochdruckphasen der Ultraschallwellen unterstützen die Verteilung der Lösungsmittel, z. B. Hexan, in der Zellstruktur. Wenn die Kavitationskräfte des Ultraschalls die Zellwand mechanisch durchbrechen, vereinfacht dies den Austausch der Lipide von der Zelle in das Lösungsmittel. Nachdem sich das Öl im Cyclohexan aufgelöst hat, werden die Zellreste herausgefiltert. Die verbleibende Lösung wird anschließend destilliert, um das Öl vom Hexan zu trennen. Anschließend wird die Lösung destilliert, um das Öl vom Hexan zu trennen. Für die Beschallung von brennbaren Flüssigkeiten oder Lösungsmitteln in explosionsgefährdeten Umgebungen bietet Hielscher FM- und ATEX-zertifizierte Beschallungssysteme an, wie z. B. das UIP1000-Exd.

Enzymatische Extraktion von Algenöl mittels Ultraschall

Starke Synergieeffekte können beim Einsatz der enzymatischen Aufbereitung in Kombination mit Ultraschall beobachtet werden. Die Kavitation unterstützt das Eindringen der Enzyme in das Zellgewebe. Dadurch lassen sich eine schnellere Extraktion und ein höherer Ertrag erzielen. Dabei übernimmt Wasser die Funktion des Lösemittels, während die Enzyme die Zellwände abbauen.

Ultraschall-gestützte Biodieselproduktion aus Algenöl

Klicken Sie hier, um mehr über die Ultraschallbehandlung bei der Biodieselherstellung zu erfahren.

Biodiesel aus Algenöl - vom Pilotmaßstab bis zur industriellen Produktion

We recommend pilot scale trials e.g. using 1kW systems. This will show the general effects and improvement for your particular process stream.Wir empfehlen anfänglich Testprojekte in entsprechend kleineren Maßen, so z.B. mit dem 1kW-System. Dabei werden die allgemeinen Prozess- und Anwendungseffekte ebenso wie die Leistungssteigerung bezüglich Ihres individuellen Prozessablaufes erkennbar." width="150" height="98" /> Für anfängliche Pilotprojekte und Testverfahren empfehlen wir Ihnen den Einsatz eines kleineren Gerätes, wie z. B. eines 1kW-Systems. Dies zeigt Ihnen die generelle Funktionsweise ebenso wie die Leistungssteigerung für Ihren individuellen Prozess. All diese Versuchsverfahren können anschließend problemlos parallel zum Testverfahren vergrößert werden. Gerne besprechen wir mit Ihnen Ihr Anliegen und beraten Sie während der weiteren Schritte.

Process chart showing the biodiesel process in continuous flow mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Die Ultraschallveresterung und -umesterung kann als Batch- oder kontinuierlicher Inline-Prozess betrieben werden. Das Diagramm zeigt den Ultraschall-Inline-Prozess für die Umesterung von Biodiesel (FAME).


Hielscher ultrasonic reactor for biodiesel transesterification with superior process efficiency

Ultraschall-Industriesystem mit Durchflusszelle für die Biodiesel-Veresterung und -Umesterung im kontinuierlichen Durchfluss.

Informationen anfordern




Beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


Ultraschallprozessoren für die industrielle Biodieselproduktion

Hielscher Ultrasonics‘ liefert mittelgroße sowie großtechnische Ultraschallprozessoren, die Industriestandards erfüllen und für die effiziente Produktion von Biodiesel in jedem Maßstab geeignet sind. Alle Systeme können für die effiziente Umesterung eingesetzt werden. Dabei können Rohstoffen jeglicher Art, einschließlich Algenöl, Pflanzenöle, tierische Fette, Altöle usw. verwendet werden.
Da das Hielscher Portfolio Ultraschallsysteme für jede Produktionskapazität umfasst, können wir sowohl für kleine Produzenten als auch für große Unternehmen die ideale Lösung anbieten. Die ultraschall-gestützte Umesterung on Ölen und Fetten kann als Batch- oder als kontinuierlicher Inline-Prozess betrieben werden. Die Installation und Bedienung ist einfach, sicher und liefert zuverlässig hohe Erträge in bester Biodieselqualität.
Nachfolgend finden Sie empfohlene Ultraschallprozesssoren für verschiedene Produktionsraten.

Tonne/Stunde
Gal/Std.
1x UIP500hdT
0,25 bis 0,5
80 bis 160
1x UIP1000hdT
0,5 bis 1,0
160 bis 320
1x UIP1500hdT
0,75 bis 1,5
240 bis 480
2x UIP1000hdT
1,0 bis 2,0
320 bis 640
2x UIP1500hdT
1,5 bis 3,0
480 bis 960
4x UIP1500hdT
3,0 bis 6,0
960 bis 1920
6x UIP1500hdT
4,5 bis 9,0
1440 bis 2880

Kontaktieren Sie uns! / Fragen Sie uns!

Fordern Sie weitere Informationen an!

Bitte verwenden Sie das untenstehende Formular, um zusätzliche Informationen über unsere Ultraschallprozessoren, Anwendungen und Preise anzufordern. Gerne besprechen wir Ihr Verfahren mit Ihnen und bieten Ihnen ein Ihren Anforderungen entsprechendes Ultraschallsystem an!









Bitte beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.

Literatur / Literaturhinweise




High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.