Ultraschall steigert die Effizienz bei der Biodieselproduktion

Hielscher-Ultraschall-Mischreaktoren verbessern Ihren Biodiesel-Produktionsprozess. Durch Ultraschall wird eine höhere Umesterungsausbeute in kürzerer Zeit erreicht. Die Ultraschallmischung erhöht die Produktionskapazität und reduziert den Methanol- und Katalysatorverbrauch.

Effizienter Biodiesel-Prozess

Bei der Herstellung von Biodiesel geht es heute nicht nur um die Herstellung eines erneuerbaren Kraftstoffs. Biodieselhersteller müssen einen hochwertigen Biodiesel mit gleichbleibenden Eigenschaften produzieren, unabhängig von der Qualität der Rohstoffe. „Unter den derzeitigen Bedingungen sind nur die Hersteller mit den geringsten Kosten in der Lage, Brennstoffe mit einer positiven Gewinnspanne zu produzieren.“ (Bill Babler von First Capitol Risk Management)
Hielscher Ultraschall-Mischtechnik bietet Ihnen beim Bau einer neuen Biodieselanlage oder bei der Nachrüstung bestehender Anlagen die beste Effizienz bei der Biodieselherstellung. Hielscher Ultraschallgeräte haben sich in weltweiten Installationen zur Steigerung der Biodieselausbeute und zur Senkung der Betriebskosten bewährt. Dies gilt sowohl für kleine Unternehmen mit einem Kubikmeter pro Stunde pro Jahr als auch für industrielle Biodieselanlagen mit 16 Kubikmetern pro Stunde.

Bessere Biodiesel-Reaktionskinetik steigert Ihren Profit

Biodiesel-Prozessdiagramm zur Darstellung des Biodiesel-Produktionsprozesses.Die Herstellung von Biodiesel aus Öl, Methanol (oder Ethanol) und einem Katalysator ist ein einfacher chemischer Prozess, der Umesterung genannt wird. Die Reaktionskinetik dieses Prozesses ist jedoch problematisch. Die herkömmliche Umesterung der Triglyceride zu Fettmethylestern (FAME) und Glycerin verläuft langsam und unvollständig. Während des Umwandlungsprozesses werden nicht alle Fettsäureketten in Alkylester (Biodiesel) umgewandelt. Dies verringert die Ausbeute und Qualität Ihres Biodiesels erheblich!

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Bessere Vermischung führt zu höherer Biodieselausbeute

Vergleichstabelle zwischen konventioneller Biodieselmischung und Ultraschallemulgierung für die Biodieselproduktion.Die Verwendung herkömmlicher mechanischer Rührsysteme führt zu einer langen Reaktionszeit und zu einer geringeren Biodieselausbeute.
Öl und Methanol sind nicht mischbar. Damit die chemische Biodieselreaktion stattfinden kann, muss eine Methanol-in-Öl-Emulsion gebildet werden. Dies erfordert Ultraschall-Emulgiergeräte anstelle von herkömmlichen mechanischen Mischern oder Rührern. Das Ultraschall-Kavitationsmischen ist das fortschrittlichste Verfahren zur Bildung feiner Emulsionen bei großen Durchflussraten. Kleinere Methanoltröpfchen ergeben besseren Biodiesel, erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit und erfordern weniger Überschussmethanol.

Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Größe der Methanoltropfen und der Biodieselausbeute sowie der Umwandlungsgeschwindigkeit. Das macht Hielscher Ultraschallreaktoren zur produktivsten Technologie in der Biodieselindustrie. Ultraschall-Mischreaktoren produzieren mehr und schneller hochwertigen Biodiesel.
Das nachstehende Diagramm zeigt den Volumenanteil des abgetrennten Glycerins. Nach zwei Sekunden Beschallung in einem Hielscher-Ultraschallreaktor erhält man schneller mehr Glyzerin. Für jedes einzelne Glycerinmolekül, das Sie produzieren, erhalten Sie drei Biodieselmoleküle. Dies verbessert Ihre Prozesskapazität und den Ertrag der Biodieselproduktion.

Biodiesel-Ertragsdiagramm

Kosteneinsparungen durch Installation und Nachrüstung

Der Einbau von Hielscher Ultraschallreaktoren in Ihre Biodiesel-Prozesslinie senkt auch Ihre Betriebskosten. Sie können Hielscher Ultraschallreaktoren sowohl in kleinen Biodiesel-Batch-Systemen als auch in großen kontinuierlichen Biodieselanlagen installieren. Wir unterstützen Sie gerne bei der optimalen Installation oder bei der Nachrüstung von Ultraschallreaktoren in Ihrem bestehenden Biodieselprozess.

Weniger Überschussmethanol im Biodieselprozess

Überschüssiges Methanol reagiert während des Biodieselumwandlungsprozesses nicht. Ein Überschuss an Methanol wird hinzugefügt, um die chemische Reaktionskinetik zu beschleunigen. Das überschüssige Methanol muss nach dem Biodiesel-Reaktionsprozess zurückgewonnen werden. Die Methanolrückgewinnung ist sehr teuer, da sie viel Wärme und Vakuum erfordert. Überschüssiges Methanol erhöht daher Ihre Verarbeitungskosten. In vielen Biodieselanlagen ist das System zur Rückgewinnung des überschüssigen Methanols der teuerste Prozessschritt.

Der Einsatz von Hielscher-Ultraschallreaktoren reduziert den erforderlichen Methanolüberschuss um bis zu 50 %. Ein stöchiometrisches Verhältnis von 1:4 oder 1:4,5 (Öl : Methanol) ist für die meisten Öle ausreichend, wenn eine Hielscher Ultraschallmischung verwendet wird.

Aus minderwertigen Rohstoffen guten Biodiesel machen

Viele kleine und mittelgroße Biodieselhersteller senken ihre Kosten, indem sie auf minderwertige Rohstoffe wie tierische Fette, Altspeiseöle oder pflanzliche Altöle umsteigen. Die Ultraschall-Prozessintensivierung verbessert die Konversionsergebnisse für jedes Ausgangsmaterial. Dies erleichtert die Herstellung von EN 14212- oder ASTM 6751-konformem Biodiesel aus Ölen mit hohem FFA-Gehalt oder hochviskosen Fetten.

Weniger Katalysator bei der Herstellung von Biodiesel verwenden

Die Kosten für Katalysatormaterial machen nur einen geringen Teil der Biodieselproduktionskosten aus. Wie beim überschüssigen Methanol ergeben sich die wahren Kosten aus der Rückgewinnung und aus der minderwertigen Glycerinqualität. Das Ultraschallmischen bei der Biodieselherstellung verbessert die Methanol-in-Öl-Emulgierung und erzeugt mehr und kleinere Methanoltropfen. Dies führt zu einer besseren Verteilung der Tröpfchengröße und zu einem effizienteren Einsatz des Katalysators. Darüber hinaus verbessert die Ultraschallkavitation den chemischen Stofftransfer. Infolgedessen können Sie im Vergleich zu Schermischern oder Rührwerken bis zu 50 % Katalysator einsparen.

Logo EECOFuels Biodiesel "Ich bin erstaunt, wie Hielscher die Art und Weise, wie wir Biodiesel produzieren, verändert hat. Der Prozess ist nicht nur kontinuierlicher, sondern wir sparen auch Tausende Dollar an Katalysator und viel Zeit. Ich empfehle dieses Gerät jedem, der eine kontinuierlichere Produktionsmethode in Betracht zieht." Marcel Steinberg, EECOfuels

Höhere Glycerinqualität erzeugen

Glycerin ist ein Nebenprodukt der Biodieselproduktion. Eine höhere Umwandlungsrate und ein geringerer Methanolüberschuss führen zu einer viel schnelleren chemischen Umwandlung und zu einer schärferen und schnelleren Abtrennung des Glycerins. Aus den oben beschriebenen Gründen enthält das Glycerin weniger Katalysator und weniger Mono-Glyceride. Dies senkt die Kosten der Glycerinraffination.

Weniger Stromverbrauch und weniger Heizung

Biodiesel ist ein grüner Kraftstoff. Um grün zu sein, muss der Energieaufwand für Anbau, Ernte und Verarbeitung von Biodiesel geringer sein als die im Biodiesel enthaltene Energie. Der Einsatz von Hielscher Ultraschallmischern senkt den Gesamtenergiebedarf bei der Herstellung von Biodiesel. Hielscher-Ultraschallgeräte haben eine hervorragende Energieeffizienz bei der Umwandlung von Strom in Ultraschallmischung in der Flüssigkeit. Um einen Kubikmeter Biodiesel zu produzieren, verbrauchen Hielscher Ultraschallgeräte nur etwa eine Kilowattstunde Strom. Das ist viel weniger als der Energieverbrauch von Schermischern oder hydrodynamischen Mischern. Dies reduziert die jährliche Stromrechnung Ihrer Biodieselanlage.

Im Allgemeinen kann die ultraschallunterstützte Biodieselumesterung bei niedrigeren Prozesstemperaturen durchgeführt werden. Dadurch wird die erforderliche Heizenergie reduziert.

Hielscher-Ultraschallgeräte - Energieeffizienz im Vergleich zu anderen Technologien

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