Los ultrasonidos mejoran la eficiencia del procesamiento de biodiésel

Los reactores de mezcla por ultrasonidos de Hielscher mejoran su proceso de producción de biodiésel. La ultrasonificación produce mayores rendimientos de conversión de transesterificación en menos tiempo. La mezcla ultrasónica aumenta la capacidad de producción y reduce el uso de metanol y catalizadores.

Procesamiento eficiente del biodiésel

Hoy en día, fabricar biodiésel no es sólo hacer un combustible renovable. Los productores de biodiésel deben producir un biodiésel de alta calidad con características constantes, independientemente de las variaciones en la calidad de la materia prima. “En el entorno actual, sólo los productores de menor costo son capaces de producir combustible en el margen positivo.” (Bill Babler de Gestión del Riesgo Primero Capitol).
La tecnología de mezcla por ultrasonidos de Hielscher le ofrece la mejor eficiencia de procesamiento de biodiésel cuando construye una nueva planta de biodiésel o cuando actualiza las plantas existentes. Los dispositivos ultrasónicos de Hielscher han sido probados y demostrados en instalaciones de todo el mundo para aumentar el rendimiento del biodiésel y reducir los costes operativos. Esto incluye tanto a pequeños empresarios de 1 millón de galones al año como a plantas de biodiésel industriales de 45 millones de galones al año.

Una mejor cinética de reacción del biodiésel mejora sus beneficios

Gráfico del proceso de biodiésel que muestra el proceso de producción de biodiésel.La fabricación de biodiésel a partir de aceite, metanol (o etanol) y un catalizador, es un proceso químico sencillo llamado transesterificación. Sin embargo, la cinética de reacción de este proceso es problemática. La transesterificación convencional de los triglicéridos a ésteres metílicos grasos (FAME) y glicerina es lenta y no completa. Durante el proceso de conversión no todas las cadenas de ácidos grasos se convierten en ésteres alquílicos (biodiésel). Esto reduce significativamente el rendimiento y la calidad del biodiésel.

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Una mejor mezcla permite aumentar el rendimiento del biodiésel

Cuadro comparativo entre la mezcla convencional de biodiésel y la emulsificación por ultrasonidos para la producción de biodiésel.El uso de sistemas convencionales de agitación mecánica da lugar a un largo tiempo de conversión y a un rendimiento inferior de biodiésel.
El aceite y el metanol son inmiscibles. Para que se produzca la reacción química del biodiésel, es necesario formar una emulsión de metanol en aceite. Para ello es necesario un equipo de emulsificación por ultrasonidos en lugar de mezcladores o agitadores mecánicos convencionales. La mezcla ultrasónica por cavitación es el medio más avanzado para formar emulsiones de tamaño fino a grandes caudales. Las gotas de metanol más pequeñas producen un mejor biodiésel, aumentan la velocidad de reacción y requieren menos exceso de metanol.

Existe una relación directa entre el tamaño de las gotas de metanol y el rendimiento del biodiésel, así como la velocidad de conversión. Esto hace que los reactores ultrasónicos de Hielscher sean la tecnología más productiva en la industria del biodiésel. Los reactores de mezcla por ultrasonidos producen más biodiésel de alta calidad y más rápido.
El diagrama siguiente muestra el porcentaje de volumen de glicerina separado. Después de dos segundos de sonicación en un reactor de ultrasonidos Hielscher, se obtiene más glicerina rápidamente. Por cada molécula de glicerina que se produce, se obtienen tres moléculas de biodiésel. Esto mejora la capacidad de su proceso y el rendimiento de la producción de biodiésel.

Gráfico de rendimiento del biodiésel

Ahorro de costes en la instalación y la reconversión

La instalación de los reactores de ultrasonidos de Hielscher en su línea de proceso de biodiésel reduce también sus costes operativos. Puede instalar los reactores ultrasónicos de Hielscher en pequeños sistemas de biodiésel por lotes y en grandes plantas de biodiésel continuas. Estaremos encantados de ayudarle con la mejor configuración de la instalación o con la readaptación de los reactores ultrasónicos a su proceso de biodiésel existente.

Menos exceso de metanol en el proceso de biodiésel

El exceso de metanol no reacciona durante el proceso de conversión del biodiésel. Se añade un exceso de metanol para potenciar la cinética de la reacción química. El exceso de metanol debe recuperarse después del proceso de reacción del biodiésel. La recuperación del metanol es muy cara, ya que requiere mucho calor y vacío. Por lo tanto, todo el exceso de metanol aumenta sus costes de procesamiento. En muchas plantas de biodiésel, el sistema de recuperación del exceso de metanol es el paso más caro del proceso.

El uso de los reactores ultrasónicos de Hielscher reduce el exceso de metanol necesario hasta en un 50%. Una relación estequiométrica de 1:4 o 1:4,5 (aceite : metanol) es suficiente para la mayoría de las materias primas, cuando se utiliza la mezcla ultrasónica de Hielscher.

Hacer buen biodiésel a partir de materias primas de baja calidad

Muchos pequeños y medianos productores de biodiésel reducen sus costes cambiando a materias primas de peor calidad, como grasas animales, aceites de cocina usados o aceites vegetales residuales. La intensificación del proceso por ultrasonidos mejora los resultados de conversión de cualquier materia prima. Esto facilita la producción de biodiésel conforme a la norma ASTM 6751 o EN 14212 a partir de aceite con alto contenido en FFA o grasa de alta viscosidad.

Utilizar menos catalizador para fabricar biodiésel

Los costes del material del catalizador representan sólo una fracción marginal de los costes de producción de biodiésel. Al igual que con el exceso de metanol, los verdaderos costes se derivan de la recuperación y de la calidad inferior de la glicerina. La mezcla por ultrasonidos en el proceso de producción de biodiésel mejora la emulsión del metanol en el aceite y genera más gotas de metanol y más pequeñas. Esto conduce a una mejor distribución del tamaño de las gotas y a un uso más eficiente del catalizador. Además, la cavitación ultrasónica mejora la transferencia de masa química. Como consecuencia, se puede ahorrar hasta un 50% de catalizador en comparación con los mezcladores o agitadores de cizallamiento.

Logotipo EECOFuels Biodiesel "Estoy sorprendido de cómo Hielscher ha cambiado nuestra forma de producir biodiésel. No sólo el proceso es más continuo, sino que ahorramos miles de euros en catalizadores y tiempo. Sugiero encarecidamente esta unidad a cualquiera que esté considerando un método de producción más continuo." Marcel Steinberg, EECOfuels

Producir una mayor calidad de glicerina

La glicerina es un subproducto de la producción de biodiésel. Una mayor tasa de conversión y un menor uso de metanol en exceso conducen a una conversión química mucho más rápida y a una separación más nítida y rápida de la glicerina. Por las razones descritas anteriormente, la glicerina contiene menos catalizador y menos monoglicéridos. Esto reduce los costes de refinado de la glicerina.

Utilizar menos energía eléctrica y menos calefacción

El biodiésel es un combustible verde. Para ser ecológico, la energía necesaria para el cultivo, la cosecha y el procesamiento del biodiésel debe ser menor que la energía contenida en el biodiésel. La instalación de la mezcla por ultrasonidos de Hielscher reduce la energía total necesaria para producir biodiésel. Los dispositivos de ultrasonidos de Hielscher tienen una extraordinaria eficiencia energética en la conversión de electricidad en mezcla ultrasónica en el líquido. Para producir 1000 galones de biodiésel, los dispositivos ultrasónicos de Hielscher utilizan aproximadamente 7 kWh de electricidad, solamente. Esto es mucho menos que el consumo de energía de los mezcladores de cizalla o de los mezcladores hidrodinámicos. Esto reduce la factura anual de electricidad de su planta de biodiésel.

En general, la transesterificación de biodiésel asistida por ultrasonidos puede funcionar a temperaturas de proceso más bajas. Esto reduce la energía de calentamiento necesaria.

Hielscher ultrasónico Dispositivos - eficiencia energética en comparación Otras Tecnologías

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