Hielscher Ultrasonics
خوشحال می‌شویم درباره فرآیند شما گفت‌وگو کنیم.
با ما تماس بگیرید: +49 3328 437-420
به ما ایمیل بزنید: [email protected]

تولید بیودیزل و تبدیل به بیودیزل

با راکتورهای فراصوتی بر محدودیت‌های تولید بیودیزل غلبه کنید! کندی سینتیک واکنش و ضعف انتقال جرم می‌تواند ظرفیت، بازده و کیفیت تولید کارخانه بیودیزل شما را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. راکتورهای فراصوتی Hielscher با بهبود قابل‌توجه سینتیک ترانس‌استریفیکاسیون، این چالش‌ها را برطرف می‌کنند. در نتیجه، فرآوری بیودیزل به متانول اضافی کمتر و مقادیر کمتری کاتالیزور نیاز دارد.

کاویتاسیون فراصوتی: راهکاری برتر برای اختلاط

در تولید سنتی بیودیزل، معمولاً از راکتورهای ناپیوسته استفاده می‌شود و گرما و اختلاط مکانیکی ورودی‌های انرژی آن‌ها هستند. کاویتاسیون فراصوتی جایگزینی مؤثر است که اختلاط بهتری در فرآوری تجاری بیودیزل فراهم می‌کند. این کاویتاسیون فراصوتی انرژی فعال‌سازی لازم برای ترانس‌استریفیکاسیون صنعتی بیودیزل را تأمین می‌کند.

مزایای کلیدی ترانس‌استریفیکاسیون فراصوتی بیودیزل:

  • نرخ‌های تبدیل بالاتر
  • زمان‌های واکنش کوتاه‌تر
  • بهبود کیفیت محصول
  • امکان تبدیل روغن‌های پسماند به FAME (متیل‌استرهای اسیدهای چرب)

 

تولید بیودیزل با راکتورهای فراصوتی Hielscher برای بازده، کیفیت و ظرفیت بالاتردر این ویدئوی آموزشی، شما را با مبانی علمی چگونگی بهبود چشمگیر تولید بیودیزل با راکتورهای فراصوتی بیودیزل آشنا می‌کنیم. راکتورهای فراصوتی بیودیزل Hielscher به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای بهبود فرایند تولید بیودیزل شناخته شده‌اند؛ در این آموزش، اصول کار آن‌ها را بررسی می‌کنیم و آرایش‌های مختلف تجهیزات فراصوتی را برای هر مقیاس تولید نشان می‌دهیم. کارایی و صرفهٔ اقتصادی تولید بیودیزل خود را افزایش دهید و با تبدیلی سریع، بیودیزل باکیفیت را با بازده بالاتر تولید کنید. هم‌زمان، راکتورهای فراصوتی بیودیزل امکان استفاده از روغن‌های کم‌کیفیت، مانند روغن‌های گیاهی پسماند یا چربی‌های مصرف‌شدهٔ پخت‌وپز را فراهم می‌کنند و به صرفه‌جویی در مصرف متانول و کاتالیزور کمک می‌کنند؛ این امر به تولید پایدار و سازگار با محیط‌زیست بیودیزل کمک می‌کند.
در این ویدئوی آموزشی، شما را با مبانی علمی چگونگی بهبود چشمگیر تولید بیودیزل با راکتورهای فراصوتی بیودیزل آشنا می‌کنیم. راکتورهای فراصوتی بیودیزل Hielscher به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای بهبود فرایند تولید بیودیزل شناخته شده‌اند؛ در این آموزش، اصول کار آن‌ها را بررسی می‌کنیم و آرایش‌های مختلف تجهیزات فراصوتی را برای هر مقیاس تولید نشان می‌دهیم. کارایی و صرفهٔ اقتصادی تولید بیودیزل خود را افزایش دهید و با تبدیلی سریع، بیودیزل باکیفیت را با بازده بالاتر تولید کنید. هم‌زمان، راکتورهای فراصوتی بیودیزل امکان استفاده از روغن‌های کم‌کیفیت، مانند روغن‌های گیاهی پسماند یا چربی‌های مصرف‌شدهٔ پخت‌وپز را فراهم می‌کنند و به صرفه‌جویی در مصرف متانول و کاتالیزور کمک می‌کنند؛ این امر به تولید پایدار و سازگار با محیط‌زیست بیودیزل کمک می‌کند.

 

درخواست اطلاعات



3x سونیکاتور UIP1000hdT برای ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل با کارایی بسیار بالا، با استفاده از روغن‌های گیاهی پسماند، پیه یا سایر روغن‌ها.

اختلاط فراصوتی نرخ تبدیل به بیودیزل را بهبود می‌دهد، بازده را افزایش می‌دهد و مصرف متانول اضافی و کاتالیزور را کاهش می‌دهد.

ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل با بهبود فراصوتی

تولید بیودیزل معمولاً شامل واکنشی شیمیایی به نام ترانس‌استریفیکاسیون است که در آن یک تری‌گلیسرید (مانند روغن گیاهی، چربی حیوانی یا روغن‌های مصرف‌شده پخت‌وپز) در حضور کاتالیزور با یک الکل (مانند متانول) واکنش می‌دهد تا بیودیزل (متیل‌استرهای اسیدهای چرب) و گلیسرول تولید شود. راکتورهای فراصوتی می‌توانند فرآیند ترانس‌استریفیکاسیون را به چندین روش بهبود دهند و مزایای متعددی ایجاد کنند:

  • بهبود اختلاط: امواج فراصوتی می‌توانند حباب‌های کاویتاسیون ایجاد کنند که به‌شدت فرو می‌پاشند و موجب اختلاط و هم‌زدن شدید مخلوط واکنش می‌شوند. این امر تماس میان واکنش‌دهنده‌ها و کاتالیزور را بهبود می‌دهد و به ترانس‌استریفیکاسیون سریع‌تر و کامل‌تر می‌انجامد.
  • تسریع سینتیک واکنش: شرایط پرانرژی ایجادشده توسط امواج فراصوتی می‌تواند واکنش را فعال کند، سرعت واکنش را افزایش دهد و زمان لازم برای رسیدن به سطح معینی از تبدیل را کاهش دهد. این امر می‌تواند بازده بالاتر و هزینه‌های کمتری به همراه داشته باشد.
  • کاهش مصرف کاتالیزور: راکتورهای فراصوتی می‌توانند با فراهم‌کردن جایگاه‌های فعال بیشتر برای واکنش، کارایی استفاده از کاتالیزور را بهبود دهند. این یعنی برای دستیابی به همان سطح تبدیل، کاتالیزور کمتری لازم است و هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی کاهش می‌یابد.
  • بهبود کیفیت محصول: راکتورهای فراصوتی می‌توانند بیودیزلی با محتوای کمتر اسیدهای چرب آزاد، خلوص بالاتر و خواص جریان‌پذیری بهتر در سرما تولید کنند. این امر ناشی از بهبود اختلاط و تسریع سینتیک واکنش است که تشکیل محصولات جانبی ناخواسته و ناخالصی‌ها را به حداقل می‌رساند.

این مزایای فرآوری فراصوتی بیودیزل، استفاده از سامانه راکتور فراصوتی را بسیار اقتصادی می‌کند، زیرا راکتورهای فراصوتی کارایی، سرعت و کیفیت ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل را به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌دهند. در مجموع، این بدان معناست که فراصوت‌دهی، ترانس‌استریفیکاسیون را به فرآیندی پایدارتر از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی تبدیل می‌کند.

مشکلات اختلاط متداول بیودیزل: واکنش متداول استریفیکاسیون در فرآوری ناپیوسته معمولاً کند است و جداسازی فازی گلیسیرین زمان‌بر است و اغلب 5 ساعت یا بیشتر طول می‌کشد.
 
راکتورهای فراصوتی به شما کمک می‌کنند فرآیند تولید بیودیزل را تسریع کنید و هم‌زمان، با هزینه‌های فرآوری کمتر، بازده و کیفیت بیودیزل خود را افزایش دهید!
 

راکتور فراصوتی Hielscher برای ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل با کارایی برتر فرآیند

سونیکاتور صنعتی UIP2000hdT با سلول جریان FC2T500k برای استریفیکاسیون و ترانس‌استریفیکاسیون درون‌خطی بیودیزل.

 

مزایای ترانس‌استریفیکاسیون فراصوتی بیودیزل

  • بازده بالاتر بیودیزل به‌دلیل بهبود اختلاط
  • افزایش کیفیت بیودیزل
  • استفاده حتی از بی‌کیفیت‌ترین روغن به‌عنوان خوراک
  • فرآوری پیوسته درون‌خطی
  • متانول کمتر
  • کاتالیزور کمتر
  • صرفه‌جویی در زمان به‌دلیل تبدیل پرسرعت
  • صرفه‌جویی در انرژی
  • بهره‌برداری ساده و ایمن
  • استحکام و نیاز کم به نگهداری
  • عملکرد بالا: کارکرد 24/7 تحت بار کامل
با استفاده از سونیکاتورهای Hielscher، بیودیزل به‌طور کارآمد از روغن‌های گیاهی پسماند، چربی‌های پسماند پخت‌وپز و پسماند کشتارگاه تولید می‌شود. فراصوت‌دهی استخراج روغن و ترانس‌استریفیکاسیون بعدی آن به بیودیزل را تقویت می‌کند.

راکتور فراصوتی UIP16000hdT تقریباً 32MMGY تولید می‌کند

Tulsa Biofuels_تولیدکننده

«ما از تجهیزات و خدمات Hielscher بسیار راضی بوده‌ایم و کاملاً قصد داریم فناوری فراصوت‌دهی Hielscher را در تمام فعالیت‌های آینده خود به کار بگیریم.»
 
Todd Stephens، Tulsa Biofuels

فناوری فراصوت برای تولید بیودیزل

بیودیزل اغلب در راکتورهای ناپیوسته تولید می‌شود. تبدیل فراصوتی به بیودیزل، فرآوری پیوسته درون‌خطی را امکان‌پذیر می‌کند. فراصوت‌دهی می‌تواند بازده بیودیزل را به بیش از 99% برساند. راکتورهای فراصوتی زمان فرآوری را از 1 تا 4 ساعت در فرآوری ناپیوسته متداول به کمتر از 30 ثانیه کاهش می‌دهند. مهم‌تر اینکه فراصوت‌دهی زمان جداسازی را از 5 تا 10 ساعت (با هم‌زدن متداول) به کمتر از 60 دقیقه کاهش می‌دهد. فراصوت‌دهی همچنین به‌دلیل افزایش فعالیت شیمیایی در حضور کاویتاسیون، به کاهش مقدار کاتالیزور موردنیاز تا 50% کمک می‌کند. با استفاده از فراصوت‌دهی، مقدار متانول اضافی موردنیاز نیز کاهش می‌یابد. مزیت دیگر، افزایش خلوص گلیسیرین حاصل است.
 
تولید فراصوتی بیودیزل، گام‌به‌گام:

  1. روغن گیاهی یا چربی حیوانی با متانول (برای تولید متیل‌استرها) یا اتانول (برای اتیل‌استرها) و متوکسید یا هیدروکسید سدیم یا پتاسیم مخلوط می‌شود
  2. مخلوط گرم می‌شود، مثلاً تا دماهای بین 45 و 65degC
  3. مخلوط گرم‌شده به‌مدت 5 تا 15 ثانیه به‌صورت درون‌خطی تحت فراصوت‌دهی قرار می‌گیرد
  4. گلیسیرین ته‌نشین می‌شود یا با استفاده از سانتریفیوژها جدا می‌شود
  5. بیودیزل حاصل از تبدیل با آب شسته می‌شود

 
در بیشتر موارد، فراصوت‌دهی در فشار افزایش‌یافته (1 تا 3bar، فشار گیج) با استفاده از یک پمپ تغذیه و شیر فشار برگشتی قابل‌تنظیم در کنار سلول جریان انجام می‌شود.

تبدیل صنعتی به بیودیزل به انرژی فراصوتی زیادی نیاز ندارد. نیاز واقعی به انرژی را می‌توان در مقیاس رومیزی، مثلاً با استفاده از یک پردازشگر فراصوتی 1kW مانند UIP1000hdT، تعیین کرد. تمام نتایج چنین آزمایش‌های رومیزی را می‌توان به‌صورت خطی و بدون هیچ مشکلی به مقیاس بزرگ‌تر منتقل کرد. در صورت نیاز، دستگاه‌های فراصوتی دارای گواهی ATEX نیز موجود هستند، مانند UIP1000-Exd.

Hielscher تجهیزات صنعتی فرآوری فراصوتی بیودیزل را در سراسر جهان عرضه می‌کند. با پردازشگرهای فراصوتی با توان تا 16kW برای هر دستگاه، هیچ محدودیتی در اندازه کارخانه بیودیزل یا ظرفیت فرآوری وجود ندارد.

هزینه‌های تولید فراصوتی بیودیزل

(برای مشاهده تصویر بزرگ‌تر کلیک کنید!) بازده کلی انرژی هنگام تولید بیودیزل اهمیت دارد. این بازده بیان می‌کند که چه مقدار از توان از دوشاخه برق به مخلوط روغن/متانول منتقل می‌شود. راکتورهای فراصوتی ما بازده کلی بیش از 80% دارند.فراصوت‌دهی روشی مؤثر برای افزایش سرعت واکنش و نرخ تبدیل در تولید تجاری بیودیزل است. هزینه‌های فرآوری فراصوتی عمدتاً از سرمایه‌گذاری برای تجهیزات فراصوتی، هزینه‌های خدمات تأسیساتی و نگهداری ناشی می‌شود. بازده انرژی برجسته سونیکاتورهای Hielscher به کاهش هزینه‌های خدمات تأسیساتی کمک می‌کند و از این طریق فرآیند را باز هم سازگارتر با محیط‌زیست می‌سازد. هزینه‌های فراصوت‌دهی در مقیاس تجاری بین 0٫1ct و 1٫0ct به‌ازای هر لیتر (0٫4ct تا 1٫9ct/gallon) متغیر است.
درباره کارایی فرآیند و مزایای اقتصادی تولید فراصوتی بیودیزل بیشتر بخوانید!
 

با اختلاط فراصوتی، نیاز فرآیند تولید بیودیزل خود به انرژی را کاهش دهید!

اختلاط فراصوتی مصرف ویژه انرژی در تولید بیودیزل را کاهش می‌دهد و عملکرد آن به‌مراتب بهتر از اختلاط مغناطیسی هیدرودینامیکی و میکسرهای با برش بالا است.

 

سامانه فراصوتی بیودیزل در مقیاس کوچک

فراصوت‌دهی را می‌توان برای تبدیل روغن به بیودیزل در هر مقیاسی به کار برد. تصویر زیر یک سامانه در مقیاس کوچک برای فرآوری 60-70L (16 تا 19 گالن) را نشان می‌دهد. این سامانه متداول برای مطالعات اولیه و نمایش فرآیند است.

نمودار فرآیند که فرآیند تولید بیودیزل را در حالت ناپیوسته نشان می‌دهد. فراصوت می‌تواند استریفیکاسیون و ترانس‌استریفیکاسیون را به‌طور قابل‌توجهی بهبود دهد.

استریفیکاسیون و ترانس‌استریفیکاسیون فراصوتی را می‌توان به‌صورت فرآیند ناپیوسته یا پیوسته درون‌خطی انجام داد. این نمودار فرآیند فراصوتی ناپیوسته برای تبدیل به بیودیزل را نشان می‌دهد.

راکتورهای کاویتاسیون فراصوتی Hielscher Ultrasonics برای بهبود کارایی فرآیند، افزایش بازده و کاهش هزینه‌های تولید، به‌طور گسترده در تأسیسات تولید بیودیزل نصب شده‌اند.

3x سونیکاتور 1kW مدل 1000hdT با راکتور فراصوتی جریان‌گذر برای تبدیل به بیودیزل با کارایی بسیار بالا.

برای یک سامانه فراصوتی بیودیزل ساده اما بسیار مؤثر، به تجهیزات زیر نیاز دارید:

  • یک سونیکاتور (مثلاً UIP500hdT یا UIP1000hdT) همراه با بوستر، سونوتْرود و سلول جریان
  • توان‌سنج برای اندازه‌گیری توان و انرژی
  • مخزن فرآوری 80L (پلاستیکی، مثلاً HDPE)
  • المنت گرمایشی (1 تا 2kW)
  • مخزن پیش‌مخلوط کاتالیزور 10L (پلاستیکی، مثلاً HDPE)
  • پیش‌مخلوط‌کن کاتالیزور (همزن)
  • پمپ (سانتریفیوژ، مونو یا دنده‌ای) برای دبی تقریبی 10 تا 20L/min در فشار 1 تا 3 barg
  • شیر فشار برگشتی برای تنظیم فشار در سلول جریان
  • فشارسنج برای اندازه‌گیری فشار تغذیه
برای دریافت نسخه PDF مربوط به «اختلاط فراصوتی برای تولید بیودیزل» اینجا کلیک کنید

درخواست اطلاعات



راکتورهای فراصوتی برای فرآوری برتر بیودیزل

Hielscher Ultrasonics پردازشگرها و راکتورهای فراصوتی با عملکرد بالا عرضه می‌کند که با افزایش بازده بیودیزل، بهبود کیفیت بیودیزل، کاهش زمان فرآوری و کاهش هزینه‌های تولید، تولید بیودیزل شما را بهبود می‌دهند.

راکتورهای فراصوتی در مقیاس کوچک و متوسط برای ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل

مبدل‌های فراصوتی UIP500hd (500W)، UIP1000hd (1000W) و UIP15000 (1500W) همراه با سلول‌های جریان برای فرآوری پیوسته بیودیزلبرای تولید بیودیزل در مقیاس کوچک و متوسط تا 9 تن در ساعت (2900 gal/hr)، Hielscher دستگاه‌های UIP500hdT (500 وات)، UIP1000hdT (1000 وات)، UIP1500hdT (1500 وات) و UIP2000hdT (2000 وات) را به‌عنوان میکسرهای فراصوتی با برش بالا، همراه با راکتورهای جریان‌گذر، برای فرآوری درون‌خطی قابل‌اعتماد و کارآمد بیودیزل عرضه می‌کند. این چهار راکتور فراصوتی بسیار جمع‌وجور هستند و به‌آسانی می‌توان آن‌ها را در سامانه ادغام کرد یا به تجهیزات موجود افزود. آن‌ها برای کارکرد سنگین در محیط‌های سخت ساخته شده‌اند. در ادامه، پیکربندی‌های پیشنهادی راکتور برای طیفی از نرخ‌های تولید ارائه شده است.

ton/hr
gal/hr
1x UIP500hdT (500 وات)
0٫25 تا 0٫5
80 تا 160
1x UIP1000hdT (1000 وات)
0٫5 تا 1٫0
160 تا 320
1x UIP1500hdT (1500 وات)
0٫75 تا 1٫5
240 تا 480
1x UIP2000hdT (2000 وات)
1٫0 تا 2٫0
320 تا 640
2x UIP2000hdT (2000 وات)
2٫0 تا 4٫0
640 تا 1280
4xUIP1500hdT (1500 وات)
3٫0 تا 6٫0
960 تا 1920
6x UIP1500hdT (1500 وات)
4٫5 تا 9٫0
1440 تا 2880
6x UIP2000hdT (2000 وات)
6٫0 تا 12٫0
1920 تا 3840

راکتورهای صنعتی بیودیزل با ظرفیت فرآوری بسیار بالا

سلول جریان UIP4000hdT برای فراصوت‌دهی درون‌خطی در مقیاس صنعتیبرای کارخانه‌های تولید بیودیزل با فرآوری صنعتی، Hielscher هموژنایزرهای فراصوتی UIP4000hdT (4kW)، UIP6000hdT (6kW)، 10٬000 (10kW) و UIP16000hdT (16kW) را عرضه می‌کند! این پردازشگرهای فراصوتی برای فرآوری پیوسته در دبی‌های بالا طراحی شده‌اند. دستگاه‌های UIP4000hdT، UIP6000hdT و UIP10000 را می‌توان در کانتینرهای استاندارد حمل‌ونقل دریایی ادغام کرد. همچنین هر چهار مدل پردازشگر در کابینت‌های فولاد زنگ‌نزن نیز عرضه می‌شوند. نصب عمودی به فضای بسیار کمی نیاز دارد. در ادامه، پیکربندی‌های پیشنهادی برای نرخ‌های متداول فرآوری صنعتی ارائه شده است.

ton/hr
gal/hr
1x UIP6000hdT (6000 وات)
3٫0 تا 6٫0
960 تا 1920
3x UIP4000hdT (4000 وات)
6٫0 تا 12٫0
1920 تا 3840
5x UIP4000hdT (4000 وات)
10٫0 تا 20٫0
3200 تا 6400
3x UIP6000hdT (6000 وات)
9٫0 تا 18٫0
2880 تا 5880
3x UIP10000 (10٬000 وات)
15٫0 تا 30٫0
4800 تا 9600
3x UIP16000hdT (16٬000 وات)
24٫0 تا 48٫0
7680 تا 15٬360
5x UIP16000hdT
40٫0 تا 80٫0
12٬800 تا 25٬600

با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!

اطلاعات بیشتر درخواست کنید

لطفاً برای درخواست اطلاعات بیشتر درباره پردازشگرها و راکتورهای فراصوت ما برای بیودیزل، داده‌های فنی و همچنین قیمت‌ها، از فرم زیر استفاده کنید. خوشحال می‌شویم درباره فرایند بیودیزل شما با شما گفت‌وگو کنیم و راکتور فراصوتی به شما پیشنهاد دهیم که الزامات شما را برآورده کند!





پردازشگر فراصوتی صنعتی با توان 16٬000 وات برای ظرفیت‌های بالای فرآوری بیودیزل.

سونیکاتور UIP16000hdT قادر است 32MMGY بیودیزل را فرآوری کند.

نوآوری فناوری سال Frost & Sullivan

جایزه اروپایی نوآوری فناوری سال Frost & Sullivan در فناوری‌های فرآوری بیودیزل، به پاس توسعه فناوری نوین فراصوت برای تولید بیودیزل توسط این شرکت، به Hielscher Ultrasonics تعلق می‌گیرد.

Hielscher Ultrasonics به پاس توسعه فناوری نوین فراصوت برای تولید بیودیزل توسط این شرکت، جایزه معتبر نوآوری فناوری سال Frost and Sullivan را دریافت کرد.
برای مطالعه بیشتر درباره جایزه Frost and Sullivan برای راکتورهای بیودیزل Hielscher Ultrasonics اینجا کلیک کنید!

ترانس‌استریفیکاسیون – تبدیل شیمیایی بیودیزل

تولید بیودیزل از روغن‌های گیاهی (مثلاً سویا، کانولا، جاتروفا و تخمه آفتابگردان)، جلبک‌ها، چربی‌های حیوانی و همچنین روغن‌های پسماند پخت‌وپز، شامل ترانس‌استریفیکاسیون اسیدهای چرب با متانول یا اتانول، با کاتالیزور بازی، برای تولید متیل‌استرها یا اتیل‌استرهای متناظر است. گلیسیرین محصول جانبی اجتناب‌ناپذیر این واکنش است.

روغن‌های گیاهی، مانند چربی‌های حیوانی، تری‌گلیسریدهایی هستند که از سه زنجیره اسید چرب متصل به یک مولکول گلیسیرین تشکیل شده‌اند. تری‌گلیسریدها استر هستند. استرها اسیدهایی، مانند اسیدهای چرب، هستند که با یک الکل ترکیب شده‌اند. گلیسیرین (= گلیسرول) یک الکل سنگین است. در فرآیند تبدیل، استرهای تری‌گلیسرید با استفاده از یک کاتالیزور (قلیای سوزآور) و یک واکنشگر الکلی، مثلاً متانول که بیودیزلِ متیل‌استری تولید می‌کند، به آلکیل‌استرها (= بیودیزل) تبدیل می‌شوند. متانول جایگزین گلیسیرین می‌شود. این فرآیند تبدیل شیمیایی ترانس‌استریفیکاسیون نام دارد.

پس از ترانس‌استریفیکاسیون، گلیسیرین که فاز سنگین‌تر است، به پایین فرو می‌رود. بیودیزل که فاز سبک‌تر است، در بالا شناور می‌ماند و می‌توان آن را، مثلاً با دکانترها یا سانتریفیوژها، جدا کرد.

آماده‌سازی بیودیزل

هیدروکسید پتاسیم (0٫2 تا 0٫4kg، کاتالیزور) در تقریباً 8٫5L متانول در مخزن پیش‌مخلوط کاتالیزور حل می‌شود. این کار به هم‌زدن پیش‌مخلوط کاتالیزور نیاز دارد. مخزن فرآوری با 66L روغن گیاهی پر می‌شود. روغن به‌وسیله المنت گرمایشی تا 45 تا 65degC گرم می‌شود.

تبدیل به بیودیزل

وقتی کاتالیزور کاملاً در متانول حل شد، پیش‌مخلوط کاتالیزور با روغن گرم‌شده مخلوط می‌شود. پمپ مخلوط را به سلول جریان تغذیه می‌کند. با استفاده از شیر فشار برگشتی، فشار روی 1 تا 3barg (15 تا 45psig) تنظیم می‌شود. بازگردش از میان راکتور فراصوتی بیودیزل باید به‌مدت تقریباً 20 دقیقه انجام شود. در این مدت، روغن به بیودیزل تبدیل می‌شود. پس از آن، پمپ و فراصوت خاموش می‌شوند. گلیسیرین (فاز سنگین‌تر) از بیودیزل (فاز سبک‌تر) جدا می‌شود. جداسازی تقریباً 30 تا 60 دقیقه طول می‌کشد. پس از پایان جداسازی، می‌توان گلیسیرین را تخلیه کرد.

شست‌وشوی بیودیزل

از آنجا که بیودیزل حاصل از تبدیل حاوی ناخالصی است، شست‌وشو لازم است. برای شست‌وشو، آب با بیودیزل مخلوط می‌شود. فراصوت‌دهی می‌تواند اختلاط بیودیزل با آب را بهبود دهد. این کار در نتیجه کاهش اندازه قطرات، سطح فعال را افزایش می‌دهد. توجه داشته باشید که فراصوت‌دهی بسیار شدید ممکن است اندازه قطرات آب را آن‌قدر کاهش دهد که امولسیونی تقریباً پایدار تشکیل شود و جداسازی آن به روش‌های ویژه (مثلاً سانتریفیوژ) نیاز داشته باشد.
 

ویدئو: UP400St – هموژنایزر فراصوتی 400 واتاین ویدئو امولسیون‌سازی روغن با کارایی بسیار بالا را با استفاده از یک سونیکاتور پروبی نشان می‌دهد. پردازشگر فراصوتی مورد استفاده، سونیکاتور Hielscher UP400St است که برای تهیهٔ بچ‌های متوسط از امولسیون‌های باکیفیت ایدئال است.
این ویدئو امولسیون‌سازی روغن با کارایی بسیار بالا را با استفاده از یک سونیکاتور پروبی نشان می‌دهد. پردازشگر فراصوتی مورد استفاده، سونیکاتور Hielscher UP400St است که برای تهیهٔ بچ‌های متوسط از امولسیون‌های باکیفیت ایدئال است.

 

کارخانه تولید بیودیزل

نمودار جریان زیر یک سامانه متداول برای فراصوت‌دهی درون‌خطی روغن، متانول و کاتالیزور به‌منظور تبدیل به بیودیزل را نشان می‌دهد.
 

نمودار فرآیند که فرآیند تولید بیودیزل را در حالت جریان پیوسته نشان می‌دهد. فراصوت می‌تواند استریفیکاسیون و ترانس‌استریفیکاسیون را به‌طور قابل‌توجهی بهبود دهد.

استریفیکاسیون و ترانس‌استریفیکاسیون فراصوتی را می‌توان به‌صورت فرآیند ناپیوسته یا پیوسته درون‌خطی انجام داد. این نمودار فرآیند فراصوتی درون‌خطی برای ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل (FAME) را نشان می‌دهد.

 

فرآوری و جداسازی پیوسته بیودیزل

در سامانه‌ای برای فرآوری پیوسته بیودیزل و جداسازی پیوسته، روغن گرم‌شده و پیش‌مخلوط کاتالیزور با استفاده از پمپ‌های قابل‌تنظیم، به‌طور پیوسته با هم مخلوط می‌شوند. یک میکسر استاتیک درون‌خطی، همگنی خوراک ورودی به راکتور فراصوتی را بهبود می‌دهد. مخلوط روغن/کاتالیزور از سلول جریان عبور می‌کند و در آنجا به‌مدت تقریباً 5 تا 30 ثانیه در معرض کاویتاسیون فراصوتی قرار می‌گیرد. برای کنترل فشار در سلول جریان از شیر فشار برگشتی استفاده می‌شود. مخلوط فراصوت‌دهی‌شده از بالا وارد ستون راکتور می‌شود. حجم ستون راکتور طوری طراحی می‌شود که زمان ماند در ستون تقریباً 1 ساعت باشد. در این مدت، واکنش ترانس‌استریفیکاسیون کامل می‌شود. مخلوط واکنش‌داده گلیسیرین/بیودیزل به سانتریفیوژ پمپ می‌شود و در آنجا به بخش‌های بیودیزل و گلیسیرین جدا می‌شود. فرآوری پس از واکنش شامل بازیابی متانول، شست‌وشو و خشک‌کردن است و آن را نیز می‌توان به‌طور پیوسته انجام داد.

این سامانه نیاز به عملیات ناپیوسته راکتور بیودیزل، همزن‌های متداول و مخازن بزرگ جداسازی را برطرف می‌کند.

سرعت واکنش ترانس‌استریفیکاسیون بیودیزل

نمودارهای زیر نتایج متداول ترانس‌استریفیکاسیون روغن کلزا (گرید صنعتی) با متوکسید سدیم (چپ) و هیدروکسید پتاسیم (راست) را نشان می‌دهند. در هر دو آزمایش، یک نمونه شاهد (خط آبی) تحت اختلاط مکانیکی شدید قرار گرفت. خط قرمز نشان‌دهنده نمونه فراصوت‌دهی‌شده با فرمولاسیون یکسان از نظر نسبت حجمی، غلظت کاتالیزور و دما است. محور افقی به‌ترتیب زمان پس از اختلاط یا فراصوت‌دهی را نشان می‌دهد. محور عمودی حجم گلیسیرین ته‌نشین‌شده در پایین را نشان می‌دهد. این روشی ساده برای اندازه‌گیری سرعت واکنش است. در هر دو نمودار، نمونه فراصوت‌دهی‌شده (قرمز) بسیار سریع‌تر از نمونه شاهد (آبی) واکنش می‌دهد.
 

اختلاط فراصوتی با بازده بالاتر بیودیزل و تبدیل سریع‌تر، از اختلاط متداول بهتر عمل می‌کند. این مزیت فراصوت‌دهی مستقل از کاتالیزور مورداستفاده است.

مقایسه اختلاط فراصوتی (نمودار قرمز) با اختلاط متداول (نمودار آبی) برای تولید بیودیزل – با استفاده از متوکسید سدیم (چپ) و هیدروکسید پتاسیم (راست) به‌عنوان کاتالیزور.

 

پیوندهای تأمین ملزومات بیودیزل

برای دسترسی به پیوندهای تأمین‌کنندگان پمپ و مخزن برای صنعت بیودیزل اینجا کلیک کنید.

اطلاعات شیمیایی و ایمنی

برای جلوگیری از بروز مشکلات و اثرات نامطلوب بر سلامت، اطلاعات زیر را با دقت بخوانید.

مواد شیمیایی بیودیزل

متانول سمی است. استفاده طولانی‌مدت از آن می‌تواند موجب آسیب به اعصاب شود. همچنین ممکن است روی پوست جذب سطحی شود. پاشیدن آن به چشم ممکن است موجب نابینایی شود و بلع متانول می‌تواند مرگبار باشد. به همین دلیل، هنگام کار با متانول اقدامات احتیاطی لازم را انجام دهید. استفاده از یک ماسک تنفسی مناسب، پیش‌بند و دستکش لاستیکی توصیه می‌شود.

هیدروکسید پتاسیم (KOH) سمی است و در صورت تماس موجب سوختگی پوست می‌شود. تهویه مناسب لازم است.

مطمئن شوید که محل کار از تهویه کافی و کامل برخوردار است تا بخارات خارج شوند. ماسک‌های تنفسی مجهز به کارتریج بخارات در برابر بخارات متانول مؤثر نیستند. یک سامانه تأمین هوا (SCBA – دستگاه تنفسی مستقل) محافظت بهتری در برابر بخارات متانول فراهم می‌کند.

بیودیزل و قطعات لاستیکی

کارکرد طولانی‌مدت با بیودیزل 100% ممکن است برای قطعات لاستیکی موتور که با سوخت در تماس هستند (پمپ، شیلنگ‌ها و اورینگ‌ها) مشکلاتی ایجاد کند. جایگزینی آن‌ها با قطعات فولادی یا لاستیک مقاوم برای کارکرد سنگین می‌تواند این مشکل را برطرف کند. همچنین می‌توانید برای جلوگیری از بروز مشکلات، تقریباً 25% گازوئیل متداول (فسیلی) با بیودیزل خود مخلوط کنید.



منابع علمی / مراجع


فناوری فراصوت با عملکرد بالا! مجموعه محصولات Hielscher تمام طیف را پوشش می‌دهد؛ از سونیکاتور آزمایشگاهی جمع‌وجور و دستگاه‌های رومیزی تا سامانه‌های فراصوتی کاملاً صنعتی.

Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را از مقیاس آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.

خوشحال می‌شویم درباره فرآیند شما گفت‌وگو کنیم.

✕