فراصوت، کارایی فرایند تولید بیودیزل را بهبود می‌بخشد

راکتورهای اختلاط فراصوتی Hielscher فرایند تولید بیودیزل شما را بهبود می‌بخشند. فراصوت‌دهی، بازده تبدیل واکنش ترانس‌استریفیکاسیون را در زمانی کوتاه‌تر افزایش می‌دهد. اختلاط فراصوتی ظرفیت تولید را افزایش و مصرف متانول و کاتالیزور را کاهش می‌دهد.

فرآوری کارآمد بیودیزل

امروزه تولید بیودیزل صرفاً به معنای تولید یک سوخت تجدیدپذیر نیست. تولیدکنندگان بیودیزل باید، فارغ از تغییرات کیفیت خوراک، بیودیزلی با کیفیت بالا و ویژگی‌های ثابت تولید کنند. «در شرایط کنونی، تنها تولیدکنندگانی که کمترین هزینه را دارند می‌توانند سوخت را با حاشیه سود مثبت تولید کنند.» (Bill Babler از First Capitol Risk Management).
فناوری اختلاط فراصوتی Hielscher، هنگام ساخت یک کارخانه جدید بیودیزل یا ارتقای کارخانه‌های موجود، بهترین کارایی فرآوری بیودیزل را در اختیار شما قرار می‌دهد. دستگاه‌های فراصوتی Hielscher در تأسیسات سراسر جهان آزمایش شده‌اند و افزایش بازده بیودیزل و کاهش هزینه‌های عملیاتی آن‌ها به اثبات رسیده است. این تأسیسات، از واحدهای کوچک کارآفرینی با ظرفیت 1 میلیون گالن در سال تا کارخانه‌های صنعتی بیودیزل با ظرفیت 45 میلیون گالن در سال را در بر می‌گیرند.

بهبود سینتیک واکنش بیودیزل، سود شما را افزایش می‌دهد

تولید بیودیزل از روغن، متانول (یا اتانول) و یک کاتالیزور، فرایند شیمیایی ساده‌ای به نام ترانس‌استریفیکاسیون است. بااین‌حال، سینتیک واکنش این فرایند مشکل‌ساز است. ترانس‌استریفیکاسیون متداول تری‌گلیسریدها به متیل‌استرهای اسیدهای چرب (FAME) و گلیسیرین، کند است و به‌طور کامل انجام نمی‌شود. در طول فرایند تبدیل، همه زنجیره‌های اسید چرب به استرهای آلکیلی (بیودیزل) تبدیل نمی‌شوند. این امر بازده و کیفیت بیودیزل شما را به‌شدت کاهش می‌دهد!

اختلاط بهتر به بازده بالاتر بیودیزل منجر می‌شود

استفاده از سامانه‌های متداول هم‌زدن مکانیکی، به زمان تبدیل طولانی و بازده پایین‌تر بیودیزل منجر می‌شود.
روغن و متانول با یکدیگر امتزاج‌پذیر نیستند. برای انجام واکنش شیمیایی بیودیزل، باید امولسیون متانول در روغن تشکیل دهید. این کار به تجهیزات امولسیون‌سازی فراصوتی نیاز دارد، نه مخلوط‌کن‌ها یا همزن‌های مکانیکی متداول. اختلاط مبتنی بر کاویتاسیون فراصوتی، پیشرفته‌ترین روش برای تشکیل امولسیون‌هایی با قطرات ریز در دبی‌های بالا است. قطرات کوچک‌تر متانول، بیودیزل بهتری تولید می‌کنند، سرعت واکنش را افزایش می‌دهند و به متانول اضافی کمتری نیاز دارند.

میان اندازه قطرات متانول و بازده بیودیزل و همچنین سرعت تبدیل، رابطه مستقیمی وجود دارد. این ویژگی، راکتورهای فراصوتی Hielscher را به پربازده‌ترین فناوری در صنعت بیودیزل تبدیل می‌کند. راکتورهای اختلاط فراصوتی، مقدار بیشتری بیودیزل با کیفیت بالا را سریع‌تر تولید می‌کنند.
نمودار زیر درصد حجمی گلیسیرین جداشده را نشان می‌دهد. پس از دو ثانیه فراصوت‌دهی در یک راکتور فراصوتی Hielscher، مقدار بیشتری گلیسیرین را سریع‌تر به دست می‌آورید. به ازای هر مولکول گلیسیرین که تولید می‌کنید، سه مولکول بیودیزل تولید می‌شود. این امر ظرفیت فرایند و بازده تولید بیودیزل شما را بهبود می‌بخشد.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها با نصب و تجهیز تأسیسات موجود

نصب راکتورهای فراصوتی Hielscher در خط فرایند بیودیزل، هزینه‌های عملیاتی شما را نیز کاهش می‌دهد. می‌توانید راکتورهای فراصوتی Hielscher را در سامانه‌های کوچک ناپیوسته بیودیزل و کارخانه‌های بزرگ پیوسته بیودیزل نصب کنید. خوشحال می‌شویم برای انتخاب بهترین آرایش نصب یا تجهیز فرایند موجود بیودیزل شما به راکتورهای فراصوتی، به شما کمک کنیم.

متانول اضافی کمتر در فرایند بیودیزل

متانول اضافی در طول فرایند تبدیل بیودیزل واکنش نمی‌دهد. مقداری متانول اضافی برای بهبود سینتیک واکنش شیمیایی افزوده می‌شود. این متانول اضافی باید پس از فرایند واکنش بیودیزل بازیابی شود. بازیابی متانول بسیار پرهزینه است، زیرا به گرمای زیاد و خلأ نیاز دارد. بنابراین، تمام متانول اضافی هزینه‌های فرآوری شما را افزایش می‌دهد. در بسیاری از کارخانه‌های بیودیزل، بازیابی متانول اضافی پرهزینه‌ترین مرحله فرایند است.

استفاده از راکتورهای فراصوتی Hielscher، مقدار متانول اضافی موردنیاز را تا 50% کاهش می‌دهد. هنگام استفاده از اختلاط فراصوتی Hielscher، نسبت استوکیومتری 1:4 یا 1:4٫5 (روغن : متانول) برای بیشتر خوراک‌ها کافی است.

تولید بیودیزل مرغوب از خوراک‌های کم‌کیفیت

بسیاری از تولیدکنندگان کوچک و متوسط بیودیزل، با روی آوردن به خوراک‌های کم‌کیفیت‌تر، مانند چربی‌های حیوانی، روغن‌های مصرف‌شده پخت‌وپز یا روغن‌های گیاهی پسماند، هزینه‌های خود را کاهش می‌دهند. تشدید فرایند با فراصوت، نتایج تبدیل را برای هر نوع خوراک بهبود می‌بخشد. این امر تولید بیودیزل مطابق با ASTM 6751 یا EN 14212 را از روغن‌هایی با مقدار بالای اسیدهای چرب آزاد (FFA)، یا چربی‌ها و گریس‌های دارای گرانروی بالا، آسان‌تر می‌کند.

مصرف کاتالیزور کمتر در تولید بیودیزل

هزینه مواد کاتالیزور تنها بخش ناچیزی از هزینه‌های تولید بیودیزل را تشکیل می‌دهد. همانند متانول اضافی، هزینه‌های واقعی ناشی از بازیابی و کیفیت پایین‌تر گلیسیرین هستند. اختلاط فراصوتی در فرایند تولید بیودیزل، امولسیون‌سازی متانول در روغن را بهبود می‌بخشد و قطرات متانول بیشتر و کوچک‌تری ایجاد می‌کند. این امر به توزیع بهتر اندازه قطرات و استفاده کارآمدتر از کاتالیزور منجر می‌شود. افزون بر این، کاویتاسیون فراصوتی انتقال جرم شیمیایی را بهبود می‌بخشد. در نتیجه، می‌توانید در مقایسه با مخلوط‌کن‌های برشی یا همزن‌ها، تا 50% در مصرف کاتالیزور صرفه‌جویی کنید.

«از اینکه Hielscher چگونه روش تولید بیودیزل ما را تغییر داده، شگفت‌زده‌ام. نه‌تنها فرایند پیوسته‌تر شده است، بلکه در هزینه کاتالیزور و زمان نیز هزاران صرفه‌جویی می‌کنیم. این دستگاه را با تأکید به هر کسی که به دنبال روش تولید پیوسته‌تری است پیشنهاد می‌کنم.» Marcel Steinberg، EECOfuels

تولید گلیسیرین با کیفیت بالاتر

گلیسیرین محصول جانبی تولید بیودیزل است. نرخ تبدیل بالاتر و مصرف کمتر متانول اضافی، به تبدیل شیمیایی بسیار سریع‌تر و جداسازی مشخص‌تر و سریع‌تر گلیسیرین منجر می‌شود. به دلایلی که در بالا شرح داده شد، گلیسیرین حاوی کاتالیزور و مونوگلیسریدهای کمتری است. این امر هزینه‌های پالایش گلیسیرین را کاهش می‌دهد.

مصرف انرژی الکتریکی و گرمایش کمتر

بیودیزل یک سوخت سبز است. برای سبز بودن، انرژی موردنیاز برای کشت، برداشت و فرآوری بیودیزل باید کمتر از انرژی موجود در بیودیزل باشد. نصب سامانه اختلاط فراصوتی Hielscher، کل انرژی موردنیاز برای تولید بیودیزل را کاهش می‌دهد. دستگاه‌های فراصوتی Hielscher در تبدیل برق به اختلاط فراصوتی در مایع، بازده انرژی فوق‌العاده‌ای دارند. دستگاه‌های فراصوتی Hielscher برای تولید 1000 گالن بیودیزل، فقط حدود 7 kWh برق مصرف می‌کنند. این مقدار بسیار کمتر از مصرف انرژی مخلوط‌کن‌های برشی یا مخلوط‌کن‌های هیدرودینامیکی است. این امر هزینه سالانه برق کارخانه بیودیزل شما را کاهش می‌دهد.

به‌طور کلی، ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل به کمک فراصوت می‌تواند در دماهای پایین‌تر فرایند انجام شود. این امر انرژی موردنیاز برای گرمایش را کاهش می‌دهد.