Biodiesel levistä ultraäänellä
Leväöljy on mielenkiintoinen kestävä raaka-aine biodieselin valmistukseen. Se on vaihtoehto suosituille raaka-aineille, kuten soijapavulle, rapsille ja palmulle. Ultrasonication parantaa öljyn uuttamista leväsoluista ja muuntamista biodieseliksi.
Perinteisiin öljysiemenkasveihin verrattuna levät tuottavat paljon enemmän öljyä eekkeriä kohti. Vaikka soijapapu tuottaa tyypillisesti alle 50 gallonaa öljyä eekkeriä kohden ja rypsi tuottaa alle 130 gallonaa eekkeriä kohti, levät voivat tuottaa jopa 10 000 gallonaa eekkeriä kohti. Erityisesti piilevät ja vihreät levät ovat hyviä lähteitä biodieselin tuotantoon.
Kuten muutkin kasvit, levät varastoivat energiaa lipidien muodossa. Öljyjen uuttamiseksi on olemassa erilaisia menetelmiä, kuten puristaminen, heksaaniliuottimen pesu ja ultraääniuutto.
Leväöljyn ultraääniuutto
Nesteiden voimakas sonikaatio tuottaa ääniaaltoja, jotka leviävät nestemäisiin väliaineisiin, mikä johtaa vuorotellen korkeapaineisiin ja matalapaineisiin sykleihin. Matalapainesyklin aikana nesteeseen syntyy korkean intensiteetin pieniä tyhjiökuplia. Kun kuplat saavuttavat tietyn koon, ne romahtavat voimakkaasti korkeapainesyklin aikana. Tätä kutsutaan kavitaatioksi. Luhistumisen aikana tuotetaan paikallisesti erittäin korkeita paineita ja nopeita nestesuihkuja. Tuloksena olevat leikkausvoimat rikkovat solurakenteen mekaanisesti ja parantavat materiaalin siirtoa. Tämä vaikutus tukee lipidien uuttamista levistä.
Ultraäänisekoitus parantaa biodieselin muuntokurssia, lisää saantoa ja säästää ylimääräistä metanolia ja katalyyttiä. Kuvassa on 3x UIP1000hdT: n (kukin 1kW) asennus biodiesellaitokseen.
Alla olevassa taulukossa esitetään tyypilliset tehovaatimukset eri tilavuusvirroille. Ultraäänijärjestelmä on yleensä integroitu inline. Ultrasonication-reaktori voidaan helposti jälkiasentaa olemassa oleviin tiloihin, mikä parantaa levien uuttamista.
|
Virtausnopeus
|
Valta
|
|---|---|
|
20 – 100L/h
|
|
|
80 – 400L/h
|
|
|
0.3 – 1,5 m³/h
|
|
|
2 – 10m³/h
|
|
|
20 – 100m³/h
|
Ultraäänivalmiste leväöljyn kylmäpuristukseen
Erityisesti puristamista varten tarvitaan solujen hajoamisen hyvää hallintaa, jotta vältetään kaikkien solunsisäisten tuotteiden, mukaan lukien solujätteet, esteetön vapautuminen tai tuotteen denaturoituminen. Rikkomalla solurakenne voidaan vapauttaa enemmän solujen sisälle varastoituneita lipidejä ulkoisen paineen avulla.
Leväöljyn ultraääniliuotinuutto
Ultraääniaaltojen korkeapainesyklit tukevat liuottimien, kuten heksaanin, diffuusiota solurakenteeseen. Koska ultraääni rikkoo soluseinän mekaanisesti kavitaatioleikkausvoimilla, se helpottaa lipidien siirtymistä solusta liuottimeen. Kun öljy on liuennut sykloheksaaniin, massa/kudos suodatetaan pois. Liuos tislataan öljyn erottamiseksi heksaanista. Syttyvien nesteiden tai liuottimien sonikointiin vaarallisissa ympäristöissä Hielscher tarjoaa FM- ja ATEX-sertifioituja ultraäänijärjestelmiä, kuten UIP1000-Exd.
Ultraäänihoito helpottaa levien keräämistä. Lue lisää ultraäänellä tapahtuvasta levänkorjuusta!
Leväöljyn ultraäänientsymaattinen uuttaminen
Vahvoja synergiavaikutuksia voidaan havaita yhdistettäessä entsymaattista hoitoa sonikaatioon. Kavitaatio auttaa entsyymejä tunkeutumaan kudokseen, mikä johtaa nopeampaan uuttamiseen ja suurempiin saantoihin. Tässä tapauksessa vesi toimii liuottimena ja entsyymit hajottavat soluseinät.
Lue lisää ultraäänellä tapahtuvasta leväöljyn uuttamisesta!
Klikkaa tästä ja lue lisää ultraäänestä biodieselin valmistuksessa!
Ultraäänileväöljyn käsittely pilottimittakaavasta tuotantoon
Suosittelemme pilot-mittakaavan kokeita esimerkiksi 1kW järjestelmillä. Tämä näyttää yleiset vaikutukset ja parannukset tietylle prosessivirralle. Kaikki tulokset voidaan skaalata lineaarisesti suuriin prosessivirtoihin. Keskustelemme mielellämme prosessistasi kanssasi ja suosittelemme jatkotoimia.
Biodieselin ultraäänisekoituksen valtava etu on prosessin energiatehokkuus. Lue lisää ultraäänellä toimivien biodieselreaktoreiden avulla saavutetuista energiansäästöistä!
Ultraääniesteröinti ja transesteröinti voidaan suorittaa eränä tai jatkuvana inline-prosessina. Kaavio näyttää biodieselin (FAME) transesteröinnin ultraääni-inline-prosessin.
Ultraääniteollisuusjärjestelmä, jossa virtauskenno inline-biodieselin esteröintiin ja transesteröintiin.
Keskikokoiset ja suuret ultraäänilaitteet teolliseen biodieselin tuotantoon
Hielscher Ultrasonics toimittaa teollisuusluokan keskikokoisia sekä suuren mittakaavan teollisia ultraääniprosessoreita biodieselin tehokkaaseen tuotantoon missä tahansa tilavuudessa. Kaikkia järjestelmiä voidaan käyttää kaikenlaisten raaka-aineiden transesteröinnin parantamiseen, mukaan lukien leväöljy, kasviöljyt, eläinrasvat, jäteöljyt jne.
Koska Hielscher-salkku kattaa ultraäänijärjestelmät mihin tahansa tuotantokapasiteettiin, voimme tarjota ihanteellisen ratkaisun sekä pienille tuottajille että suurille yrityksille. Ultraäänibiodieselin muuntamista voidaan käyttää eränä tai jatkuvana inline-prosessina. Asennus ja käyttö on yksinkertaista, turvallista ja tuottaa luotettavasti korkealaatuisia biodieselejä.
Alta löydät suositellut reaktoriasetukset eri tuotantonopeuksille.
|
tonnia/h
|
gal/h
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0.25–0,5
|
80 ja 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0.5–1.0
|
160–320
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75–1.5
|
240–480
|
| 2x UIP1000hdT |
1,0–2,0
|
320–640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5–3,0
|
480–960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0–6,0
|
960 - 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5–9,0
|
1440 - 2880
|
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- 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 valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.