Biodiisli tootmine jäätmeõlidest ja -rasvadest ultraheli segamise abil

Biodiisli tootmine jäätmetaimeõlidest, kasutatud toiduõlidest ja friteerimisrasvadest on muutunud üha olulisemaks kuluefektiivse ja jätkusuutliku kütusetootmise jaoks. Need odavad toorained tekitavad aga tavapärases biodiisli töötlemises sageli olulisi probleeme: faaside halb segunemine, aeglane transesterdamine, mittetäielik konversioon ja kõikuv tooraine kvaliteet võivad vähendada saagist ning kahjustada tehase tasuvust.
Ultraheli abil transesterdamine on väga tõhus meetod biodiisli tootmise intensiivistamiseks jäätmepõhistest toorainetest. Suure jõudlusega ultraheli parandab õli, metanooli ja katalüsaatori segunemist, kiirendab keemilist reaktsiooni ning suurendab triglütseriidide konversiooni rasvhapete metüülestriteks (FAME). Tööstuslikele biodiiselitootjatele tähendab see suuremat biodiisli saagist, lühemaid reaktsiooniaegu ja paremat protsessi majanduslikkust.

Kuidas võimaldab ultraheli töötlus kasutada madala kvaliteediga biodiisli toorainet?

Jäätmetaimeõlid ja kasutatud friteerimisrasvad on biodiisli tootmiseks atraktiivsed toorained, sest need on oluliselt odavamad kui neitsitaimeõlid. Samal ajal on neid tooraineid raskem töödelda. Nende koostis võib suuresti varieeruda, need sisaldavad sageli lisandeid ja vett ning nende segunemine metanooliga on tavaliselt halvem.
Tavapärastes transesterdamissüsteemides piirab õli ja metanooli vahelist reaktsiooni ebapiisav massiülekanne, kuna mõlemad vedelikud segunevad halvasti. Seetõttu vajavad biodiiselitootjad vastuvõetava konversioonimäära saavutamiseks sageli pikemaid reaktsiooniaegu, intensiivsemat mehaanilist segamist ja mõnikord korduvaid töötlusetappe.
Ultraheli läbivoolutöötlus lahendab selle probleemi väga tõhusalt. Ultraheli kavitatsioon tekitab intensiivse mikrosegamise ja äärmiselt peene emulgeerimise segunematute faaside vahel. See suurendab oluliselt õli ja metanooli vahelist faaside piirpinda ning kiirendab seeläbi transesterdamisreaktsiooni.

Tulemuseks on kiirem, täielikum ja töökindlam biodiisli konversiooniprotsess isegi raskesti töödeldavate toorainete kasutamisel, näiteks:

• jäätmetaimeõli
• kasutatud toiduõlid
• kasutatud friteerimisõlid
• kollane rasv (yellow grease)
• pruun rasv (brown grease)
• loomsed rasvad ja segatud madala kvaliteediga lipiidsed toorained

Suurem biodiisli saagis ultraheli töötlusega

Üks ultraheli abil toimuva biodiisli tootmise peamisi eeliseid on biodiisli saagise oluline paranemine. Kuna ultraheli dispergeerib metanooli ja katalüsaatori õlifaasis palju tõhusamalt, kulgeb reaktsioon täielikumalt. See aitab vähendada reageerimata triglütseriidide osakaalu ja suurendab biodiisli toodangut samast tooraine mahust.
Biodiiselitootjate jaoks tähendab suurem konversioon suuremat tasuvust. Eriti odavate jäätmeõlide töötlemisel on saagise maksimeerimine oluline tootmisprotsessi üldise marginaali parandamiseks. Ultraheli abil transesterdamine aitab tootjatel saada igast tonnist toorainest rohkem väärtust.
Ultraheli abil toimuva biodiisli töötlemise saagisega seotud eelised on järgmised:

• täielikum transesterdamine
• madala kvaliteediga jäätmeõlide parem konversioon
• väiksem jääkõli sisaldus
• katalüsaatori ja metanooli parem ärakasutamine
• ühtlasemad tootmistulemused hoolimata tooraine varieeruvusest

Kiirem transesterdamine ja parem reaktsioonitõhusus

Ultraheli on hästi tuntud protsessi intensiivistamise tehnoloogiana. Biodiislikütuse tootmisel tähendab see, et transesterdumisreaktsioon on võimalik lõpule viia palju kiiremini kui tavapäraste segamis- või vispeldamistehnoloogiatega. Võimsa ultraheli tekitatud kavitatsioonilised nihkejõud vähendavad tilkade suurust ja parandavad kõigi reaktantide omavahelist kontakti. See toob kaasa väga suure reaktsioonitõhususe ja märgatavalt lühema viiteaja.
Lühem töötlusaeg annab tööstuslikus biodiislikütuse tootmises mitu olulist eelist. See võib suurendada läbilaskevõimet, vähendada mahutite mahuvajadust ja langetada üldist erituumiskulu tootmisühiku kohta. Kiirem reaktsioonikineetika lihtsustab ka protsessi juhtimist ja parandab pideva biodiislikütuse tootmise majanduslikku teostatavust.

Võrreldes tavapäraste biodiislikütuse reaktoritega pakuvad ultraheli reaktorid järgmist:

• kiirenenud reaktsioonikineetika
• parem massiülekanne
• suurepärane faaside segunemine
• lühemad reaktsiooniajad
• parem transesterdamise tõhusus
• lihtsam mastaabi suurendamine tööstusliku tootmismahuni

Tööstusliku biodiislikütuse tootmise tasuvuseelised

Kommertsbiodiislitehaste puhul sõltub tasuvus mitte ainult tooraine hinnast, vaid ka konversiooni tõhususest, läbilaskevõimest, energiakulust ja lõpptoote kvaliteedist. Ultraheli biodiislikütuse töötlus parandab neid peamisi tulemusnäitajaid samaaegselt.
Võimaldades odavamate jäätmeõlide ja -rasvade tõhusat konversiooni, aitab ultraheli vähendada tooraine kulu toodetud biodiislikütuse ühiku kohta. Saagist suurendades parandab sonikeerimine toote kogutoodangut. Reaktsiooni kiirendades toetab see suuremat tootmisvõimsust. Ning protsessi töökindlust parandades võib ultraheli aidata vähendada spetsifikatsioonile mittevastavaid partiisid ja ümbertöötluse kulusid.
Tööstuslike tootjate jaoks tähendavad need eelised otseselt paremat majanduslikku tulemust:

• madalamad toorainega seotud tootmiskulud
• suurem biodiislikütuse toodang tonni õli või rasva kohta
• suurem tehase läbilaskevõime
• parem investeeringutasuvus
• suurem paindlikkus tooraine hankimisel
• tugevam konkurentsivõime biodiislikütuse turul

See muudab ultraheli transesterdamise eriti atraktiivseks suuremahulistele tehastele, mis töötlevad muutuva koostisega jäätmevoogusid ning vajavad töökindlat, pidevat ja majanduslikult tõhusat tööd.

Ultraheli biodiislikütuse tootmise tööstuslik tähtsus

Jäätmetaimeõli, kasutatud toiduõli ja friteerimisrasvade kasutamine on tööstusliku biodiislikütuse tootmise jaoks väga oluline, sest need toorained toetavad nii majanduslikke kui ka keskkonnaalaseid eesmärke. Tööstuslik kasutus nõuab siiski protsessitehnoloogiaid, mis suudavad toime tulla tooraine kõikumisega, ohverdamata saaki või tõhusust.
Hielscheri ultraheliprotsessorid on loodud just selleks otstarbeks. Need tagavad suured ultraheli amplituudid, töökindla inline-töö ja suurepärase skaleeritavuse pilootkatsetest täismahulise tööstusliku tootmiseni. Hielscheri süsteeme saab integreerida biodiislitehastesse, et intensiivistada transesterdamist ja toetada jäätmepõhiste toorainete pidevat töötlemist kommertsmahus.
Tööstusliku biodiislikütuse tootmise jaoks pakub ultraheli olulist tehnoloogilist eelist:

• tõhus inline-transesterdamine
• keeruliste toorainete töökindel töötlemine
• skaleeritav reaktoridisain kommertsmahtudele
• töökindel toimimine nõudlikes tootmistingimustes
• parem majanduslik tasuvus jäätmeõlil põhinevatele biodiislitehastele

Kuna biodiislitootjad otsivad jätkuvalt kõrgemaid marginaale ja jätkusuutlikumaid tooraine strateegiaid, on ultraheli töötlus kujunemas üha väärtuslikumaks vahendiks kaasaegses kütusetootmises.

Loe, kuidas ultraheli abil toodetud biodiislikütus töötab diiselmootorites!

Ultraheli kui tehnoloogia kaasaegsetele biodiislitehastele

Biodiisli tootjad seisavad pideva surve all parandada tõhusust, vähendada tootmiskulusid ja suurendada jääkstoorme kasutamist. Ultraheli abil toimuv transesterifikatsioon vastab neile nõudmistele, ühendades protsessi intensiivistamise tööstusliku töökindlusega. See võimaldab tootjatel toota rohkem biodiislit lühema ajaga ja keerukamast toorainest.
See muudab ultraheli võtmetehnoloogiaks täiustatud biodiislitehastele, mis keskenduvad järgmisele:

• jäätmete muundamine kütuseks
• pidev tööstuslik töötlemine
• suurem FAME saagis
• parem transesterifikatsiooni jõudlus
• madala kvaliteediga õlide ja rasvade tulus kasutamine

UIP1000hdT ultraheli reaktor õlide ja rasvade paremaks muundamiseks biodiisliks.

Hielscheri ultraheli biodiislireaktorid

Hielscher Ultrasonics pakub suure võimsusega ultraheliseadmeid biodiisli transesterifikatsiooniks laborilauapealses, pilootmahus ja tööstuslikus mastaabis. Hielscheri ultraheli reaktoreid saab kasutada biodiisli tootmise optimeerimiseks kasutatud taimeõlist, kasutatud toiduõlidest ja friteerimisrasvadest, saavutades suure protsessitõhususe ja suurepärase skaleeritavuse.
Hielscheri ultraheli tehnoloogia abil saavad biodiisli tootjad parandada reaktsiooni jõudlust, suurendada konversiooni, lühendada töötlemisaega ja tõsta jäätmepõhise biodiisli tootmise tasuvust.

Alljärgnev tabel annab ülevaate Hielscheri ultraheli biodiislireaktorite ligikaudsest töötlemismahust:

Projekteerimine, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valmistatud kvaliteet

Hielscheri ultraheliseadmed on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja projekteerimisstandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultraheliseadmete sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultraheliseadmed tulevad karmide tingimuste ja nõudlike keskkondadega hõlpsasti toime.

Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega ultraheliseadmetele, mis on varustatud tipptehnoloogiaga ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult on Hielscheri ultraheliseadmed CE-nõuetele vastavad ning täidavad UL-i, CSA ja RoHs nõudeid.