Vetikatest toodetud biodiisel, kasutades ultraheliuuringut
Vetikaõli on huvitav jätkusuutlik lähteaine biodiisli tootmiseks. See on alternatiiv populaarsetele lähteainetele, nagu sojauba, raps ja palm. Ultraheliuuring parandab õli ekstraheerimist vetikarakkudest ja muundamist biodiislikütuseks.
Võrreldes traditsiooniliste õliseemnekultuuridega annavad vetikad aakri kohta palju rohkem õli. Kuigi sojauba toodab tavaliselt vähem kui 50 gallonit õli aakri kohta ja rapsiseemned toodavad vähem kui 130 gallonit aakri kohta, võivad vetikad anda kuni 10 000 gallonit aakri kohta. Eelkõige diatoomid ja rohevetikad on head biodiislikütuse tootmise allikad.
Nagu teised taimed, säilitavad vetikad energiat lipiidide kujul. Õlide ekstraheerimiseks on erinevaid meetodeid, nagu pressimine, heksaanlahusti pesemine ja ultraheli ekstraheerimine.
Vetikaõli ultraheli ekstraheerimine
Vedelike intensiivne ultrahelitöötlus tekitab helilaineid, mis levivad vedelasse keskkonda, mille tulemuseks on vahelduvad kõrgsurve- ja madalrõhutsüklid. Madala rõhu tsükli ajal tekivad vedelikus suure intensiivsusega väikesed vaakummullid. Kui mullid saavutavad teatud suuruse, varisevad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt kokku. Seda nimetatakse kavitatsiooniks. Implosiooni ajal toodetakse kohapeal väga kõrgeid rõhke ja suure kiirusega vedelikujugasid. Saadud nihkejõud purustavad raku struktuuri mehaaniliselt ja parandavad materjali ülekannet. See efekt toetab lipiidide ekstraheerimist vetikatest.

Ultraheli segamine parandab biodiisli konversioonimäära, suurendab saagikust ja säästab liigset metanooli ja katalüsaatorit. Pildil on 3x UIP1000hdT (iga 1kW) paigaldamine biodiislitehasesse.
Allolevas tabelis on näidatud erinevate mahuvoogude tüüpilised võimsusnõuded. Ultraheli süsteem on üldiselt integreeritud inline. Ultraheli reaktorit saab kergesti paigaldada olemasolevatesse rajatistesse, parandades vetikate ekstraheerimist.
Voolukiirus
|
Võimsus
|
---|---|
20 – 100L / h
|
|
80 – 400L / h
|
|
0.3 – 1,5m³/h
|
|
2 – 10m³/h
|
|
20 – 100m³ / h
|
Ultraheli ettevalmistamine vetikaõli külmpressimiseks
Eriti pressimise eesmärgil on vaja rakkude katkemist hästi kontrollida, et vältida kõigi rakusiseste toodete, sealhulgas rakujäätmete takistamatut vabanemist või toote denatureerimist. Rakustruktuuri purustades saab välise rõhu abil vabastada rohkem rakkude sees talletatud lipiide.
Vetikaõli ultraheli lahusti ekstraheerimine
Ultraheli lainete kõrgsurvetsüklid toetavad lahustite, näiteks heksaani difusiooni rakustruktuuri. Kuna ultraheli lõhub rakuseina mehaaniliselt kavitatsiooni nihkejõudude abil, hõlbustab see lipiidide ülekandumist rakust lahustisse. Pärast tsükloheksaanis lahustatud õli filtreeritakse paberimass/kude välja. Lahus destilleeritakse õli eraldamiseks heksaanist. Tuleohtlike vedelike või lahustite ultraheliga töötlemiseks ohtlikes keskkondades pakub Hielscher FM- ja ATEX-sertifitseeritud ultraheliuuringu süsteeme, näiteks UIP1000-Exd.
Vetikaõli ultraheli ensümaatiline ekstraheerimine
Ensümaatilise ravi kombineerimisel ultrahelitöötlusega võib täheldada tugevat sünergilist toimet. Kavitatsioon aitab ensüümidel koe tungida, mille tulemuseks on kiirem ekstraheerimine ja suurem saagis. Sel juhul toimib vesi lahustina ja ensüümid lagundavad rakuseinu.
Vetikaõlist toodetud biodiisel
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli kohta biodiisli tootmisel.
Ultraheli vetikaõli töötlemine pilootskaalast tootmisse
Soovitame katselisi katseid, nt kasutades 1kW süsteeme. See näitab teie konkreetse protsessivoo üldisi mõjusid ja paranemist. Kõiki tulemusi saab skaleerida lineaarselt suurteks protsessivoogudeks. Meil on hea meel teiega teie protsessi arutada ja soovitada edasisi samme.

Ultraheli esterdamist ja ümberesterdamist saab käivitada partii või pideva tekstisisese protsessina. Diagramm näitab biodiisli (FAME) ümberesterdamise ultraheli inline protsessi.

Ultraheli tööstussüsteem koos vooluelemendiga inline biodiisli esterdamiseks ja ümberesterdamiseks.
Keskmise suurusega ja suuremahulised ultrasonikaatorid tööstusliku biodiislikütuse tootmiseks
Hielscher Ultrasonics varustab tööstusliku kvaliteediga keskmise suurusega, samuti suuremahulisi tööstuslikke ultraheli protsessoreid biodiisli tõhusaks tootmiseks mis tahes mahus. Kõiki süsteeme saab kasutada mis tahes lähteainete, sealhulgas vetikaõli, taimeõlide, loomsete rasvade, vanaõli jms ümberesterdamise parandamiseks.
Kuna Hielscheri portfell hõlmab ultraheli süsteeme mis tahes tootmisvõimsuse jaoks, saame pakkuda ideaalset lahendust nii väiketootjatele kui ka suurettevõtetele. Ultraheli biodiisli muundamist saab kasutada partiina või pideva tekstisisese protsessina. Paigaldamine ja kasutamine on lihtne, ohutu ja annab usaldusväärselt kõrge kvaliteediga biodiislikütuse kõrge kvaliteedi.
Allpool leiate soovitatavad reaktori seadistused erinevate tootmismäärade jaoks.
tonn / hr
|
Gal/HR
|
|
---|---|---|
1x UIP500hdT |
0.25 kuni 0,5
|
80 kuni 160
|
1x UIP1000hdT |
0.5 kuni 1.0
|
160 kuni 320
|
1x UIP1500hdT |
0.75 kuni 1,5
|
240 kuni 480
|
2x UIP1000hdT |
1,0 kuni 2,0
|
320 kuni 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 kuni 3,0
|
480 kuni 960
|
4x UIP1500hdT |
3,0 kuni 6,0
|
960 kuni 1920
|
6x UIP1500hdT |
4,5 kuni 9,0
|
1440 kuni 2880
|
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / Viited
- 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.
- 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 toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.