Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Biodiésel de Algas mediante Ultrasonidos

Aceite de algas es un interesante materia prima sostenible para la producción de biodiésel. Es una alternativa al materias primas populares, como soja, colza y palma. Ultrasonido mejora la extracción de aceite de las células de algas y la conversión a biodiesel.

Se pueden observar importantes efectos sinérgicos en los tratamientos que combinan el uso de enzimas y de ultrasonidos.En comparación con los cultivos tradicionales de aceite de semillas, algas rinde mucho más aceite por hectárea. Mientras que la soja produce típicamente menos de 50 galones de aceite por hectárea y colza genera menos de 130 galones por acre, las algas pueden producir hasta 10.000 galones por acre. En particular las diatomeas y algas verdes son buenas fuentes para la producción de biodiésel.

Como otras plantas, algas almacena energía en forma de lípidos. Existen varios métodos para la extracción de los aceites, como presionar, el lavado solvente hexano y la extracción ultrasónica.

Extracción por ultrasonidos

Intense sonication of liquids generates sound waves that propagate into the liquid media resulting in alternating high-pressure and low-pressure cycles. During the low-pressure cycle, high-intensity small vacuum bubbles are created in the liquid. When the bubbles attain a certain size, they collapse violently during a high-pressure cycle. This is called cavitation. During the implosion very high pressures and high speed liquid jets are produced locally. The resulting shear forces break the cell structure mechanically and improve material transfer. This effect supports the extraction of lipids from algae.

La tabla de la derecha muestra los requisitos de energía típicos para diversos flujos de volumen. El sistema ultrasónico está generalmente en línea integrado. El reactor de ultrasonidos se puede adaptar fácilmente a las instalaciones existentes, mejorando la extracción de algas.
Tasa de flujo
Potencia
20100L/hr
80400L/hr
0,31.5 m³/hr
210 m³ / hr
20100m³ / hr

Preparación Ultrasónica para Presión en Frío

En particular, para el propósito de presionar, se requiere un buen control de la rotura de las células, para evitar una liberación sin impedimentos de todos los productos intracelulares incluyendo restos de células, o la desnaturalización del producto. Al romper la estructura celular, más lípidos almacenados dentro de las células pueden ser liberados por la aplicación de presión exterior.

Extracción por Solvente con Ultrasonidos

Los ciclos de alta presión de las ondas ultrasónicas apoyan la difusión de solventes como hexano en la estructura celular. Como ultrasonido rompe la pared de célula mecánicamente por las fuerzas de cizalla de cavitación, lo facilita a la transferencia de lípidos de la célula en el solvente. Después de que el aceite se disuelve en el ciclohexano se filtran el tejido/ la pulpa. La solución se destila para separar el aceite del hexano. Para la sonicación de líquidos inflamables o solventes en entornos peligrosos, Hielscher Ultrasonics ofrece sistemas de ultrasonidos certificado con ATEX o FM, tales como el UIP1000-Exd.

Extracción Enzimática Ultrasónica

Fuertes efectos sinérgicos se pueden observar cuando la combinación de tratamiento enzimático con sonicación. La cavitación ayuda a las enzimas en la penetración del tejido, dando como resultado una extracción más rápida y mayores rendimientos. En este caso el agua actúa como un disolvente y las enzimas degradan las paredes celulares.

Biodiesel de algas Aceite

Ultrasonidos mejora la mezcla y aumenta la reactividad química de los reactivos. Esto reduce el tiempo necesario para la conversión química por hasta el 90% que conduce a una nueva perspectiva en la toma de biodiesel.The application of ultrasonication to the production of biodiesel from algae is not limited to the extraction of oil from algae. Biodiesel is made from algae oil by a chemical conversion process called transesterification. Despite the use of heat, mechanical agitation and catalytic chemicals, this conversion takes approx. 4 to 6 hours.

Ultrasonication improves the mixing and increases the chemical reactivity of the reactants. This reduces the time needed for the chemical conversion by up to 90% leading to a whole new perspective on biodiesel making. Instead of pumping from batch to batch, the reactants are mixed continuously and subsequently pumped through a reactor column. A residence time of approx. 1 hour is sufficient for the conversion to complete. A centrifuge separates the glycerin from the biodiesel. After washing and drying of the biodiesel, it is ready to be used. Other benefits include a more complete transesterification of the tri-glyceride molecules, meaning that more oil is actually converted into biodiesel. Also, it requires less alcohol and catalyst – la reducción de los costos de producción y mejorar el efecto ambiental. Haga clic aquí para leer más sobre ultrasonidos en la producción de biodiésel.

De escala piloto a producción

Recomendamos ensayos a escala piloto, por ejemplo, utilizando sistemas de 1 kW. Esto mostrará los efectos generales y la mejora de su flujo de proceso en particular.Recomendamos ensayos a escala piloto, por ejemplo, utilizando sistemas de 1 kW. Esto mostrará los efectos generales y la mejora de su flujo de proceso en particular. Todos los resultados se pueden ampliar lineal para grandes corrientes de proceso. Estamos a su disposición para hablar de su proceso con usted y recomendar medidas adicionales.

¡Solicite más información!

Por favor utilice el siguiente formulario, si usted desea solicitar información adicional sobre el uso de ultrasonidos para mejorar la extracción de algas o la conversión en biodiésel.