Βιοντίζελ από φύκη με χρήση υπερήχων

Το έλαιο φυκών αποτελεί μια ενδιαφέρουσα βιώσιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοντίζελ. Είναι μια εναλλακτική λύση έναντι διαδεδομένων πρώτων υλών, όπως η σόγια, η κανόλα και ο ελαιοφοίνικας. Η κατεργασία με υπερήχους βελτιώνει την εκχύλιση ελαίου από τα κύτταρα των φυκών και τη μετατροπή του σε βιοντίζελ.

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές καλλιέργειες ελαιούχων σπόρων, τα φύκη αποδίδουν πολύ περισσότερο έλαιο ανά acre. Ενώ η σόγια παράγει συνήθως λιγότερα από 50 γαλόνια ελαίου ανά acre και η ελαιοκράμβη αποδίδει λιγότερα από 130 γαλόνια ανά acre, τα φύκη μπορούν να αποδώσουν έως και 10.000 γαλόνια ανά acre. Ειδικότερα, τα διάτομα και τα πράσινα φύκη αποτελούν καλές πηγές για την παραγωγή βιοντίζελ.

Όπως και τα άλλα φυτά, τα φύκη αποθηκεύουν ενέργεια με τη μορφή λιπιδίων. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την εκχύλιση των ελαίων, όπως η έκθλιψη, η έκπλυση με εξάνιο ως διαλύτη και η εκχύλιση με υπερήχους.

Εκχύλιση ελαίου φυκών με υπερήχους

Η έντονη κατεργασία υγρών με υπερήχους δημιουργεί ηχητικά κύματα που διαδίδονται στα υγρά μέσα, προκαλώντας εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής και χαμηλής πίεσης. Κατά τον κύκλο χαμηλής πίεσης, δημιουργούνται στο υγρό μικρές φυσαλίδες κενού υψηλής έντασης. Όταν οι φυσαλίδες φτάσουν σε ένα ορισμένο μέγεθος, καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό ονομάζεται σπηλαίωση. Κατά την ενδόρρηξη παράγονται τοπικά πολύ υψηλές πιέσεις και πίδακες υγρού υψηλής ταχύτητας. Οι προκύπτουσες δυνάμεις διάτμησης διασπούν μηχανικά την κυτταρική δομή και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας. Αυτό το φαινόμενο ενισχύει την εκχύλιση λιπιδίων από τα φύκη.

 
Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τις τυπικές απαιτήσεις ισχύος για διάφορες ογκομετρικές παροχές. Το σύστημα υπερήχων ενσωματώνεται συνήθως εν σειρά στη γραμμή ροής. Ο αντιδραστήρας κατεργασίας με υπερήχους μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί εκ των υστέρων σε υφιστάμενες εγκαταστάσεις, βελτιώνοντας την εκχύλιση από φύκη.

Προετοιμασία με υπερήχους για την ψυχρή έκθλιψη ελαίου φυκών

Ειδικά για την έκθλιψη, απαιτείται καλός έλεγχος της κυτταρικής διάρρηξης, ώστε να αποφεύγεται η ανεμπόδιστη απελευθέρωση όλων των ενδοκυτταρικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των κυτταρικών υπολειμμάτων, ή η μετουσίωση του προϊόντος. Με τη διάσπαση της κυτταρικής δομής, μπορούν να απελευθερωθούν περισσότερα λιπίδια που είναι αποθηκευμένα μέσα στα κύτταρα, μέσω της εφαρμογής εξωτερικής πίεσης.

Εκχύλιση ελαίου φυκών με διαλύτη και υπερήχους

Οι κύκλοι υψηλής πίεσης των υπερηχητικών κυμάτων ενισχύουν τη διάχυση διαλυτών, όπως το εξάνιο, στην κυτταρική δομή. Καθώς οι υπέρηχοι διασπούν μηχανικά το κυτταρικό τοίχωμα μέσω των δυνάμεων διάτμησης της σπηλαίωσης, διευκολύνουν τη μεταφορά λιπιδίων από το κύτταρο στον διαλύτη. Αφού διαλυθεί το έλαιο στο εξάνιο, ο πολτός/ιστός απομακρύνεται με διήθηση. Το διάλυμα αποστάζεται για να διαχωριστεί το έλαιο από το εξάνιο. Για την κατεργασία εύφλεκτων υγρών ή διαλυτών με υπερήχους σε επικίνδυνα περιβάλλοντα, η Hielscher προσφέρει συστήματα κατεργασίας με υπερήχους με πιστοποίηση FM και ATEX, όπως το UIP1000-Exd.
Η κατεργασία με υπερήχους διευκολύνει τη συγκομιδή των φυκών. Διαβάστε περισσότερα για τη συγκομιδή φυκών με υπερήχους!

Ενζυμική εκχύλιση ελαίου φυκών με υπερήχους

Ισχυρές συνεργιστικές επιδράσεις μπορούν να παρατηρηθούν όταν συνδυάζεται η ενζυμική επεξεργασία με την κατεργασία με υπερήχους. Η σπηλαίωση βοηθά τα ένζυμα να διεισδύσουν στον ιστό, με αποτέλεσμα ταχύτερη εκχύλιση και υψηλότερες αποδόσεις. Σε αυτή την περίπτωση, το νερό λειτουργεί ως διαλύτης και τα ένζυμα αποδομούν τα κυτταρικά τοιχώματα.
Μάθετε περισσότερα για την εκχύλιση ελαίου φυκών με υπερήχους!
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με την κατεργασία με υπερήχους στην παραγωγή βιοντίζελ!

Επεξεργασία ελαίου φυκών με υπερήχους από την πιλοτική κλίμακα έως την παραγωγή

Συνιστούμε δοκιμές σε πιλοτική κλίμακα, π.χ. με τη χρήση συστημάτων 1kW. Έτσι θα αναδειχθούν οι γενικές επιδράσεις και η βελτίωση για το συγκεκριμένο ρεύμα της διεργασίας σας. Όλα τα αποτελέσματα μπορούν να μεταφερθούν γραμμικά σε μεγαλύτερη κλίμακα, σε μεγάλα ρεύματα διεργασίας. Θα χαρούμε να συζητήσουμε μαζί σας τη διεργασία σας και να προτείνουμε περαιτέρω βήματα.
Ένα τεράστιο πλεονέκτημα της ανάμειξης βιοντίζελ με υπερήχους είναι η ενεργειακή αποδοτικότητα αυτής της διεργασίας. Διαβάστε περισσότερα για την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται με τους αντιδραστήρες υπερήχων για βιοντίζελ!

Συσκευές υπερήχων μεσαίου μεγέθους και μεγάλης κλίμακας για τη βιομηχανική παραγωγή βιοντίζελ

Η Hielscher Ultrasonics προμηθεύει επεξεργαστές υπερήχων βιομηχανικών προδιαγραφών, τόσο μεσαίου μεγέθους όσο και μεγάλης βιομηχανικής κλίμακας, για την αποδοτική παραγωγή βιοντίζελ σε οποιονδήποτε όγκο. Όλα τα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της μετεστεροποίησης κάθε είδους πρώτων υλών, συμπεριλαμβανομένων του ελαίου φυκών, των φυτικών ελαίων, των ζωικών λιπών, των χρησιμοποιημένων ελαίων κ.λπ.
Καθώς η γκάμα της Hielscher καλύπτει συστήματα υπερήχων για κάθε παραγωγική δυναμικότητα, μπορούμε να προσφέρουμε την ιδανική λύση τόσο για μικρούς παραγωγούς όσο και για μεγάλες εταιρείες. Η μετατροπή σε βιοντίζελ με υπερήχους μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά παρτίδες ή ως συνεχής διεργασία εν σειρά στη γραμμή ροής. Η εγκατάσταση και η λειτουργία είναι απλές και ασφαλείς και εξασφαλίζουν αξιόπιστα υψηλή παραγωγή βιοντίζελ ανώτερης ποιότητας.
Παρακάτω θα βρείτε προτεινόμενες διατάξεις αντιδραστήρων για διάφορους ρυθμούς παραγωγής.