Υπερηχητικοί αντιδραστήρες για παραγωγή βιοντίζελ
Οι αντιδραστήρες υπερήχων βελτιώνουν την κινητική της χημικής αντίδρασης της διαδικασίας μετατροπής βιοντίζελ. Αυτό οδηγεί σε ταχύτερη μετεστεροποίηση, υψηλότερη απόδοση μετατροπής και εξοικονομεί περίσσεια μεθανόλης και καταλύτη. Hielscher κάνει υπερήχων αναμειγνύονται αντιδραστήρες για την παραγωγή βιοντίζελ σε οποιαδήποτε κλίμακα. Οι υπερηχητικοί αντιδραστήρες είναι συμπαγείς, εύκολοι στην εγκατάσταση και πολύ αποτελεσματικοί.
Η παραγωγή βιοντίζελ αυξήθηκε και επιταχύνθηκε με υπερήχους ισχύος
Το βιοντίζελ είναι ένα ανανεώσιμο και καθαρής καύσης καύσιμο που παράγεται από φυτικά έλαια, ζωικά λίπη ή απόβλητα μαγειρικού ελαίου. Μπορεί να παραχθεί μέσω μιας αντίδρασης μετεστεροποίησης, η οποία περιλαμβάνει τη μετατροπή των τριγλυκεριδίων σε μεθυλεστέρες λιπαρών οξέων (FAME) χρησιμοποιώντας μια αλκοόλη και έναν καταλύτη. Ένας τρόπος για να επιταχυνθεί η αντίδραση μετεστεροποίησης είναι η χρήση υπερηχητικών κυμάτων, τα οποία μπορούν να ενισχύσουν την ανάμιξη και τη μεταφορά μάζας των αντιδρώντων, καθώς και να προωθήσουν τη θραύση των σταγονιδίων λαδιού και τη διασπορά του καταλύτη.
Ένας υπερηχητικός τύπος καθετήρα, επίσης γνωστός ως sonotrode, είναι μια συσκευή που παράγει ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας (συνήθως στην περιοχή από 20 kHz έως 30 kHz) δονώντας μια ράβδο τιτανίου. Τα υπερηχητικά κύματα διαδίδονται μέσω του υγρού και δημιουργούν ζώνες υψηλής πίεσης και χαμηλής πίεσης, προκαλώντας φυσαλίδες σπηλαίωσης να σχηματιστούν και να καταρρεύσουν γρήγορα. Η κατάρρευση των φυσαλίδων δημιουργεί έντονη τοπική θέρμανση και ψύξη, υψηλές δυνάμεις διάτμησης και κρουστικά κύματα, τα οποία μπορούν να αυξήσουν τον ρυθμό αντίδρασης και την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας μετεστεροποίησης.

Ο υπερηχητικός UIP16000hdT είναι ικανό να επεξεργάζεται βιοντίζελ 32MMGY.
Πλεονεκτήματα της παραγωγής βιοντίζελ υπερήχων
Τα πλεονεκτήματα της χρήσης ενός υπερήχων τύπου καθετήρα για σύνθεση βιοντίζελ περιλαμβάνουν:
- Ταχύτερος ρυθμός αντίδρασης: Τα υπερηχητικά κύματα μπορούν να αυξήσουν τη μεταφορά μάζας των αντιδραστηρίων και να επιταχύνουν την αντίδραση μετεστεροποίησης, μειώνοντας το χρόνο αντίδρασης και αυξάνοντας την απόδοση του βιοντίζελ.
- Υψηλότερη απόδοση και καθαρότητα: Η διαδικασία βιοντίζελ υπερήχων βελτιώνει τη διασπορά του καταλύτη και την ομοιογένεια του μείγματος αντίδρασης, οδηγώντας σε υψηλότερη απόδοση και καθαρότητα του βιοντίζελ. Χρησιμοποιώντας υπερήχους, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη χαμηλότερη ποιότητα πρώτης ύλης, όπως τα απόβλητα μαγειρικά έλαια και να το μετατρέψετε σε υψηλής ποιότητας βιοντίζελ.
- Χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας: Η χρήση υπερήχων μειώνει την ενέργεια που απαιτείται για την ανάμιξη και τη θέρμανση του μείγματος αντίδρασης, καθώς και την ποσότητα του καταλύτη που απαιτείται, με αποτέλεσμα μια πιο βιώσιμη και οικονομικά αποδοτική διαδικασία.
- Ευελιξία και επεκτασιμότητα: Hielscher καθετήρα-τύπου υπερήχων και αντιδραστήρες μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για μικρής κλίμακας και μεγάλης κλίμακας παραγωγή βιοντίζελ, και μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στις υπάρχουσες διαδικασίες παραγωγής.
Συνοπτικά αυτό σημαίνει ότι η χρήση ενός Hielscher υπερήχων και υπερήχων αντιδραστήρες για τη σύνθεση βιοντίζελ προσφέρουν σημαντικά οφέλη όσον αφορά το ρυθμό αντίδρασης, απόδοση, καθαρότητα, κατανάλωση ενέργειας, και επεκτασιμότητα, καθιστώντας την μια κερδοφόρα τεχνολογία για τη βιώσιμη παραγωγή ανανεώσιμων καυσίμων.
Οι υπερηχητικοί αντιδραστήρες βιοντίζελ μειώνουν το κόστος και ενισχύουν την απόδοση βιοντίζελ
Η περίσσεια μεθανόλης και καταλύτη είναι σημαντικοί παράγοντες κόστους στην παραγωγή βιοντίζελ. Hielscher υπερήχων αντιδραστήρες χρησιμοποιούν έντονη σπηλαίωση διάτμηση για την ανάμειξη της μεθανόλης με την πρώτη ύλη σας. Αυτό σας δίνει πολύ μικρότερα σταγονίδια μεθανόλης με αποτέλεσμα τη βελτιωμένη χρήση μεθανόλης και καταλύτη. Επομένως, απαιτείται λιγότερη περίσσεια μεθανόλης και λιγότερος καταλύτης. Επιπλέον, η σπηλαίωση επηρεάζει την κινητική της αντίδρασης, οδηγώντας σε ταχύτερη και πληρέστερη μετεστεροποίηση.
Μικρής και μεσαίας κλίμακας υπερηχητικοί αντιδραστήρες βιοντίζελ
Για συστήματα παραγωγής βιοντίζελ μικρού και μεσαίου μεγέθους έως 9 τόνους / ώρα (2900 γαλόνια / ώρα), η Hielscher σας προσφέρει το UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) ή UIP2000hdT (2000 watt). Αυτοί οι τέσσερις υπερηχητικοί ενσωματωμένοι αντιδραστήρες είναι πολύ συμπαγείς, εύκολο να ενσωματωθούν ή να τοποθετηθούν εκ των υστέρων. Είναι κατασκευασμένα για βαριά λειτουργία σε σκληρά περιβάλλοντα. Παρακάτω θα βρείτε συνιστώμενες ρυθμίσεις αντιδραστήρων για μια σειρά ρυθμών παραγωγής.
τόνοι/ώρα
|
γαλόνια/ώρα
|
|
---|---|---|
1x UIP500hdT |
0.25 έως 0,5
|
80 έως 160
|
1x UIP1000hdT |
0.5 έως 1.0
|
160 έως 320
|
1x UIP1500hdT |
0.75 έως 1,5
|
240 έως 480
|
1x UIP2000hdT |
1,0 έως 2,0
|
320 έως 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 έως 3,0
|
480 έως 960
|
2x UIP2000hdT |
2.0 έως 4.0
|
640 έως 1280
|
4x UIP1500hdT |
3.0 έως 6.0
|
960 έως 1920
|
4x UIP2000hdT |
4 έως 8
|
1280 έως 2560
|
Πλήρους κλίμακας βιομηχανικοί υπερηχητικοί αντιδραστήρες βιοντίζελ
Για βιομηχανικές μονάδες παραγωγής βιοντίζελ Hielscher προσφέρει το UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10000 watt) και UIP16000hdT (16000 watt). Αυτοί οι ομογενοποιητές υπερήχων με ενσωματωμένους αντιδραστήρες έχουν σχεδιαστεί για τη συνεχή παραγωγή βιοντίζελ σε υψηλούς ρυθμούς ροής. Και οι τέσσερις ομογενοποιητές υπερήχων είναι διαθέσιμοι σε ντουλάπια από ανοξείδωτο χάλυβα. Η κάθετη εγκατάσταση απαιτεί ελάχιστο χώρο δαπέδου για εγκατάσταση ή μετασκευή. Παρακάτω θα βρείτε προτεινόμενες ρυθμίσεις για τυπικούς ρυθμούς βιομηχανικής επεξεργασίας.
τόνοι/ώρα
|
γαλόνια/ώρα
|
|
---|---|---|
3x UIP4000hdT |
6.0 έως 12.0
|
1920 έως 3840
|
5x UIP4000hdT |
10.0 έως 20.0
|
3200 έως 6400
|
3x UIP10000hdT |
15.0 έως 30.0
|
4800 έως 9600
|
3x UIP16000hdT |
24,0 έως 48,0
|
7680 έως 15360
|
5x UIP16000hdT |
40.0 έως 80.0
|
12800 έως 25600
|
Inline υπερήχων ανάμειξη πετρελαίου και μεθανόλης
Οι αντιδραστήρες ανάμειξης υπερήχων αντικαθιστούν τους αναδευτήρες δεξαμενών και άλλους δυναμικούς αναμικτήρες διάτμησης. Γενικά, οι αντιδραστήρες βιοντίζελ υπερήχων εγκαθίστανται για να αναμειγνύουν δύο ρεύματα τροφοδοσίας: λάδι και μεθανόλη (με καταλύτη). Γι 'αυτό, ένα ακατέργαστο προ-μίγμα αντλείται μέσω του υπερηχητικού ενσωματωμένου αντιδραστήρα, όπου η υπερηχητική σπηλαίωση αναμιγνύει και γαλακτωματοποιεί και τα δύο αντιδραστήρια μέσα σε 2 έως 10 δευτερόλεπτα. Αυτή είναι μια ενσωματωμένη διαδικασία ανάμιξης. Όταν το μείγμα εξέρχεται από τον αντιδραστήρα κυψελών ροής, η γλυκερίνη θα διαχωριστεί με βαρύτητα σε λιγότερο από 60 λεπτά. Εναλλακτικά, μπορείτε να τροφοδοτήσετε το μείγμα με υπερήχους σε μια φυγόκεντρο μετά από λίγα λεπτά χρόνου αντίδρασης. Η ενσωματωμένη ανάμιξη μειώνει τον αριθμό και τον όγκο των δεξαμενών που χρησιμοποιούνται σε σύγκριση με τη συμβατική επεξεργασία παρτίδας. Αυτό βελτιώνει τη χρησιμοποίηση του κεφαλαίου.

Υπερήχων εστεροποίηση και μετεστεροποίηση μπορεί να τρέξει ως παρτίδα ή συνεχή ενσωματωμένη διαδικασία. Το διάγραμμα δείχνει την υπερηχητική ενσωματωμένη διαδικασία για τη μετεστεροποίηση βιοντίζελ (FAME).
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Σχετικές πληροφορίες
- Υπερήχων μετεστεροποίηση του πετρελαίου στο βιοντίζελ
- Επιπτώσεις της υπερήχων στην αποδοτικότητα επεξεργασίας βιοντίζελ
- Η χρήση αντιδραστήρων υπερήχων σε μια μικρής κλίμακας συνεχή διαδικασία βιοντίζελ – Γκράχαμ Τάουερτον (2007)
- Βιοντίζελ από φύκια χρησιμοποιώντας υπερήχους
- Τεχνολογία Παραγωγής Βιοντίζελ
- Αναλυτικές μέθοδοι βιοντίζελ
- «Αλάνθαστο’ Τρόπος παραγωγής βιοντίζελ
- Κατάλογος προμηθευτών για δεξαμενές και αντλίες για παραγωγή βιοντίζελ
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.
- Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production

Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.