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 ultrasónica

La intensa sonicación de líquidos genera ondas de sonido que se propagan a los medios líquidos y dan como resultado alternar ciclos de alta presión y baja presión. Durante el ciclo de baja presión, se crean pequeñas burbujas de vacío de alta intensidad en el líquido. Cuando las burbujas alcanzan un cierto tamaño, colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión. Esto se llama cavitación. Durante la implosión se producen localmente altas presiones y chorros de líquido de alta velocidad. Las fuerzas de corte resultantes rompen la estructura celular mecánicamente y mejoran la transferencia de material. Este efecto apoya la extracción de lípidos de las algas.

La tabla a la derecha muestra los requisitos de potencia típicos para varios flujos de volumen. El sistema ultrasónico generalmente se integra en línea. 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
210m³ / hora
20100 m³ / hora

Preparación Ultrasónica para Presión en Frío

En particular, para el propósito del prensado, se requiere un buen control de la disrupción celular, para evitar una liberación sin impedimentos de todos los productos intracelulares, incluidos los restos celulares, o la desnaturalización del producto. Al romper la estructura celular, se pueden liberar más lípidos almacenados dentro de las células mediante 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

Se pueden observar fuertes efectos sinérgicos al combinar el tratamiento enzimático con la sonicación. La cavitación ayuda a las enzimas en la penetración del tejido, lo que resulta en una extracción más rápida y mayores rendimientos. En este caso, el agua actúa como disolvente y las enzimas degradan las paredes celulares.

Biodiesel de Algae Oil

La ultrasonicación mejora la mezcla y aumenta la reactividad química de los reactivos. Esto reduce el tiempo necesario para la conversión química hasta en un 90%, lo que lleva a una perspectiva completamente nueva de la fabricación de biodiesel.La aplicación de ultrasonidos a la producción de biodiesel a partir de algas no se limita a la extracción de aceite de algas. El biodiesel está hecho de aceite de algas mediante un proceso de conversión química llamado transesterificación. A pesar del uso de calor, agitación mecánica y productos químicos catalíticos, esta conversión lleva aprox. 4 a 6 horas.

La ultrasonicación mejora la mezcla y aumenta la reactividad química de los reactivos. Esto reduce el tiempo necesario para la conversión química hasta en un 90%, lo que lleva a una perspectiva completamente nueva de la fabricación de biodiesel. En lugar de bombear de un lote a otro, los reactivos se mezclan continuamente y posteriormente se bombean a través de una columna de reactor. Un tiempo de residencia de aprox. 1 hora es suficiente para completar la conversión. Una centrífuga separa la glicerina del biodiesel. Después del lavado y secado del biodiesel, está listo para ser utilizado. Otros beneficios incluyen una transesterificación más completa de las moléculas de tri-glicéridos, lo que significa que más petróleo se convierte realmente en biodiesel. Además, requiere menos alcohol y catalizador – reduciendo los costos de producción y mejorando 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 1kW. Esto mostrará los efectos generales y la mejora para su flujo de proceso particular.Recomendamos ensayos a escala piloto, por ejemplo, utilizando sistemas de 1kW. Esto mostrará los efectos generales y la mejora para su flujo de proceso particular. Todos los resultados se pueden escalar linealmente a grandes flujos de proceso. Estaremos encantados de discutir su proceso con usted y recomendar otros pasos.

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