Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistanne.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: [email protected]

Biodieselin tuotanto ja biodieselkonversio

Voita biodieselin tuotannon rajoitukset ultraäänireaktoreilla! Hidas reaktiokinetiikka ja heikko aineensiirto voivat merkittävästi vähentää biodiesellaitoksesi kapasiteettia ja saantoa sekä heikentää laatua. Hielscherin ultraäänireaktorit vastaavat näihin haasteisiin parantamalla vaihtoesteröinnin kinetiikkaa huomattavasti. Tämän ansiosta biodieselin valmistuksessa tarvitaan vähemmän ylimääräistä metanolia ja pienempiä katalyyttimääriä.

Ultraäänikavitaatio: ylivertainen sekoitusratkaisu

Perinteisessä biodieselin tuotannossa käytetään tyypillisesti panosreaktoreita, joihin energia tuodaan lämpönä ja mekaanisena sekoituksena. Ultraäänikavitaatio tarjoaa tehokkaan vaihtoehdon, jolla saavutetaan parempi sekoitus kaupallisessa biodieselin valmistuksessa. Tämä ultraäänikavitaatio tuottaa teollisessa biodieselin vaihtoesteröinnissä tarvittavan aktivointienergian.

Biodieselin ultraäänivaihtoesteröinnin tärkeimmät edut:

  • Suuremmat konversioasteet
  • Lyhyemmät reaktioajat
  • Parempi tuotelaatu
  • Mahdollisuus muuntaa jäteöljyt FAME-yhdisteiksi (rasvahappojen metyyliestereiksi)

 

Biodieselin tuotanto Hielscher-ultraäänireaktoreilla: parempi saanto, laatu ja kapasiteettiTässä opastusvideossa esittelemme tieteellisen perustan sille, miten ultraäänireaktorit parantavat biodieselin tuotantoa merkittävästi. Hielscher-ultraäänireaktorit ovat vakiinnuttaneet asemansa tehokkaana välineenä biodieselin tuotantoprosessin tehostamisessa. Tässä opastuksessa perehdymme niiden toimintaperiaatteeseen ja esittelemme erilaisia ultraäänilaitteistoja kaikkiin tuotantomittakaavoihin. Parantakaa biodieselin tuotantonne tehokkuutta ja kustannustehokkuutta sekä saavuttakaa suurempi saanto laadukasta biodieseliä nopealla konversiolla. Samalla ultraäänireaktorit mahdollistavat heikkolaatuisten öljyjen, kuten jätekasviöljyjen ja käytettyjen paistorasvojen, hyödyntämisen ja auttavat säästämään metanolia ja katalyyttiä, mikä edistää ympäristöystävällistä ja kestävää biodieselin valmistusta.
Tässä opastusvideossa esittelemme tieteellisen perustan sille, miten ultraäänireaktorit parantavat biodieselin tuotantoa merkittävästi. Hielscher-ultraäänireaktorit ovat vakiinnuttaneet asemansa tehokkaana välineenä biodieselin tuotantoprosessin tehostamisessa. Tässä opastuksessa perehdymme niiden toimintaperiaatteeseen ja esittelemme erilaisia ultraäänilaitteistoja kaikkiin tuotantomittakaavoihin. Parantakaa biodieselin tuotantonne tehokkuutta ja kustannustehokkuutta sekä saavuttakaa suurempi saanto laadukasta biodieseliä nopealla konversiolla. Samalla ultraäänireaktorit mahdollistavat heikkolaatuisten öljyjen, kuten jätekasviöljyjen ja käytettyjen paistorasvojen, hyödyntämisen ja auttavat säästämään metanolia ja katalyyttiä, mikä edistää ympäristöystävällistä ja kestävää biodieselin valmistusta.

 

Tietopyyntö



3x mallin UIP1000hdT ultraäänilaitetta erittäin tehokkaaseen biodieselin vaihtoesteröintiin käyttämällä jätekasviöljyjä, talia tai muita öljyjä.

Ultraäänisekoitus parantaa biodieselin konversioastetta, lisää saantoa ja säästää ylimääräistä metanolia ja katalyyttiä.

Ultraäänellä tehostettu biodieselin vaihtoesteröinti

Biodieselin tuotantoon kuuluu tyypillisesti vaihtoesteröinniksi kutsuttu kemiallinen reaktio, jossa triglyseridi (kuten kasviöljy, eläinrasva tai käytetty paistoöljy) reagoi alkoholin (kuten metanolin) kanssa katalyytin läsnä ollessa muodostaen biodieseliä (rasvahappojen metyyliestereitä) ja glyserolia. Ultraäänireaktoreilla voidaan tehostaa vaihtoesteröintiprosessia useilla tavoilla, mikä tuottaa useita etuja:

  • Parempi sekoitus: Ultraääniaallot voivat synnyttää kavitaatiokuplia, jotka luhistuvat voimakkaasti ja aiheuttavat reaktioseoksen intensiivistä sekoittumista ja liikettä. Tämä parantaa reagoivien aineiden ja katalyytin välistä kontaktia, jolloin vaihtoesteröinti tapahtuu nopeammin ja täydellisemmin.
  • Nopeampi reaktiokinetiikka: Ultraääniaaltojen synnyttämät korkeaenergiset olosuhteet voivat aktivoida reaktion, lisätä reaktionopeutta ja lyhentää tietyn konversioasteen saavuttamiseen tarvittavaa reaktioaikaa. Tämä voi johtaa suurempiin saantoihin ja pienempiin kustannuksiin.
  • Pienempi katalyytin kulutus: Ultraäänireaktorit voivat tehostaa katalyytin käyttöä tarjoamalla reaktiolle enemmän aktiivisia kohtia. Tämä tarkoittaa, että saman konversioasteen saavuttamiseen tarvitaan vähemmän katalyyttiä, mikä vähentää kustannuksia ja ympäristövaikutuksia.
  • Parempi tuotelaatu: Ultraäänireaktoreilla voidaan tuottaa biodieseliä, jonka vapaiden rasvahappojen pitoisuus on pienempi, puhtaus suurempi ja kylmävirtausominaisuudet paremmat. Tämä johtuu paremmasta sekoituksesta ja nopeammasta reaktiokinetiikasta, jotka minimoivat ei-toivottujen sivutuotteiden ja epäpuhtauksien muodostumisen.

Nämä biodieselin ultraäänikäsittelyn edut tekevät ultraäänireaktorijärjestelmän käytöstä erittäin taloudellista, sillä ultraäänireaktorien käyttö parantaa merkittävästi biodieselin vaihtoesteröinnin tehokkuutta, nopeutta ja laatua. Tämä tarkoittaa kokonaisuutena, että ultraäänikäsittely muuttaa vaihtoesteröinnin taloudellisesti ja ympäristön kannalta kestävämmäksi prosessiksi.

Perinteisen biodieselin sekoituksen ongelmat: Perinteinen esteröintireaktio panosprosessissa on yleensä hidas, ja glyseriinin faasierotus vie aikaa, usein 5 tuntia tai enemmän.
 
Ultraäänireaktorit auttavat nopeuttamaan biodieselprosessiasi ja samalla lisäämään biodieselin saantoa ja parantamaan laatua pienemmillä käsittelykustannuksilla!
 

Hielscherin ultraäänireaktori biodieselin vaihtoesteröintiin ylivertaisella prosessitehokkuudella

Teollisuuskäyttöön tarkoitettu ultraäänilaite UIP2000hdT ja virtauskenno FC2T500k biodieselin esteröintiin ja vaihtoesteröintiin suoraan prosessivirrassa.

 

Biodieselin ultraäänivaihtoesteröinnin edut

  • Suuremmat biodieselsaannot paremman sekoituksen ansiosta
  • Parempi biodieselin laatu
  • Käytä raaka-aineena jopa kaikkein heikkolaatuisinta öljyä
  • Jatkuva käsittely suoraan prosessivirrassa
  • Vähemmän metanolia
  • Vähemmän katalyyttiä
  • Ajansäästö nopean konversion ansiosta
  • Energiansäästö
  • Helppo ja turvallinen käyttö
  • Kestävyys ja vähäinen huoltotarve
  • Suuri suorituskyky: käyttö täydellä kuormalla 24/7
Biodieseliä tuotetaan tehokkaasti jätekasviöljyistä, käytetyistä paistorasvoista ja teurastamojätteestä Hielscherin ultraäänilaitteilla. Ultraäänikäsittely edistää öljyn uuttoa ja sitä seuraavaa vaihtoesteröintiä biodieseliksi.

Ultraäänireaktori UIP16000hdT tuottaa noin 32 MMGY

Tulsa Biofuels_Valmistaja

”Olemme olleet erittäin tyytyväisiä Hielscherin laitteisiin ja palveluun, ja aiomme ehdottomasti sisällyttää Hielscherin ultraäänikäsittelyteknologian kaikkiin tuleviin hankkeisiimme.”
 
Todd Stephens, Tulsa Biofuels

Ultraääni biodieselin tuotannossa

Biodieseliä tuotetaan usein panosreaktoreissa. Biodieselin ultraäänikonversio mahdollistaa jatkuvan käsittelyn suoraan prosessivirrassa. Ultraäänikäsittelyllä voidaan saavuttaa yli 99 %:n biodieselsaanto. Ultraäänireaktorit lyhentävät käsittelyajan perinteisen panosprosessin 1–4 tunnista alle 30 sekuntiin. Vielä merkittävämpää on, että ultraäänikäsittely lyhentää erotusajan 5–10 tunnista (perinteistä sekoitusta käytettäessä) alle 60 minuuttiin. Ultraäänikäsittely auttaa myös vähentämään tarvittavan katalyytin määrää jopa 50 %, koska kemiallinen aktiivisuus lisääntyy kavitaation läsnä ollessa. Ultraäänikäsittelyä käytettäessä myös tarvittavan ylimääräisen metanolin määrä vähenee. Toinen hyöty on tästä seuraava glyseriinin puhtauden paraneminen.
 
Biodieselin ultraäänituotanto vaihe vaiheelta:

  1. kasviöljy tai eläinrasva sekoitetaan metanolin (joka tuottaa metyyliestereitä) tai etanolin (etyyliestereitä varten) sekä natrium- tai kaliummetoksidin tai -hydroksidin kanssa
  2. seos lämmitetään esimerkiksi 45–65 degC:n lämpötilaan
  3. lämmitettyä seosta ultraäänikäsitellään suoraan prosessivirrassa 5–15 sekuntia
  4. glyseriini erottuu tai erotetaan sentrifugeilla
  5. konversiossa muodostunut biodiesel pestään vedellä

 
Ultraäänikäsittely tehdään tavallisimmin korotetussa paineessa (1–3 bar, ylipaine) käyttäen syöttöpumppua ja virtauskennon vieressä olevaa säädettävää vastapaineventtiiliä.

Teollinen biodieselkonversio ei vaadi paljon ultraäänienergiaa. Todellinen energiantarve voidaan määrittää pöytälaitteistomittakaavassa esimerkiksi 1 kW:n ultraääniprosessorilla, kuten UIP1000hdT. Kaikki tällaisten pöytälaitteistokokeiden tulokset voidaan skaalata suurempaan mittakaavaan lineaarisesti ja ongelmitta. Tarvittaessa on saatavilla ATEX-sertifioituja ultraäänilaitteita, kuten UIP1000-Exd.

Hielscher toimittaa teollisia biodieselin ultraäänikäsittelylaitteita maailmanlaajuisesti. Kun yksittäisen ultraääniprosessorin teho voi olla jopa 16 kW, biodiesellaitoksen koolle tai käsittelykapasiteetille ei ole rajoja.

Biodieselin ultraäänivalmistuksen kustannukset

(Napsauta nähdäksesi suuremman kuvan!) Kokonaisenergiatehokkuus on tärkeää biodieselin valmistuksessa. Hyötysuhde kuvaa, kuinka suuri osa tehosta siirtyy pistorasiasta öljy-metanoliseokseen. Ultraäänireaktoriemme kokonaishyötysuhde on yli 80 %.Ultraäänikäsittely on tehokas keino lisätä reaktionopeutta ja konversioastetta kaupallisessa biodieselin tuotannossa. Ultraäänikäsittelyn kustannukset muodostuvat pääasiassa ultraäänilaitteisiin tehtävästä investoinnista, käyttöhyödykkeiden kustannuksista ja huollosta. Hielscherin ultraäänilaitteiden erinomainen energiatehokkuus auttaa vähentämään käyttöhyödykkeiden kustannuksia ja tekemään siten tästä prosessista entistä ympäristöystävällisemmän. Ultraäänikäsittelyn kustannukset vaihtelevat kaupallisessa mittakaavassa käytettynä välillä 0,1 ct ja 1,0 ct litraa kohti (0,4–1,9 ct/gallona).
Lue lisää biodieselin ultraäänituotannon prosessitehokkuudesta ja taloudellisista eduista!
 

Vähennä biodieselprosessisi energiantarvetta ultraäänisekoituksella!

Ultraäänisekoitus vähentää biodieselin valmistuksen ominaisenergiankulutusta ja on tässä huomattavasti hydrodynaamista magneettisekoitusta ja suuren leikkausvaikutuksen sekoittimia tehokkaampi.

 

Pienen mittakaavan biodieselin ultraäänilaitteisto

Ultraäänikäsittelyä voidaan käyttää öljyn muuntamiseen biodieseliksi missä tahansa mittakaavassa. Alla oleva kuva esittää pienen mittakaavan laitteistoa 60–70 L:n (16–19 gallonan) käsittelyyn. Tämä on tyypillinen laitteisto alustaviin tutkimuksiin ja prosessin havainnollistamiseen.

Prosessikaavio, joka esittää biodieselprosessia panoskäytössä. Ultraääni voi tehostaa esteröintiä ja vaihtoesteröintiä merkittävästi.

Ultraäänellä tehostettu esteröinti ja vaihtoesteröinti voidaan toteuttaa panosprosessina tai jatkuvana prosessina suoraan prosessivirrassa. Tämä kaavio esittää biodieselkonversion ultraäänipanosprosessia.

Hielscher Ultrasonicsin ultraäänikavitaatioreaktoreita on asennettu laajalti biodieselin tuotantolaitoksiin prosessitehokkuuden parantamiseksi, saantojen lisäämiseksi ja tuotantokustannusten vähentämiseksi.

3x 1 kW:n ultraäänilaitteet, malli 1000hdT ja ultraääniläpivirtausreaktori erittäin tehokkaaseen biodieselkonversioon.

Yksinkertaista mutta erittäin tehokasta biodieselin ultraäänilaitteistoa varten tarvitset seuraavat laitteet:

  • yksi ultraäänilaite (esim. UIP500hdT tai UIP1000hdT), jossa on amplitudinvahvistin, sonotrodi ja virtauskenno
  • tehomittari tehon ja energian mittaamiseen
  • 80 L:n käsittelysäiliö (muovia, esim. HDPE)
  • lämmityselementti (1–2 kW)
  • 10 L:n katalyytin esisekoitussäiliö (muovia, esim. HDPE)
  • katalyytin esisekoitin (sekoitin)
  • pumppu (keskipako-, mono- tai hammaspyöräpumppu), jonka tilavuusvirta on noin 10–20 L/min paineessa 1–3 barg
  • vastapaineventtiili virtauskennon paineen säätämiseen
  • painemittari syöttöpaineen mittaamiseen
Lataa tästä PDF-versio aiheesta ”Ultraäänisekoitus biodieselin tuotannossa”

Tietopyyntö



Ultraäänireaktorit ylivertaiseen biodieselin valmistukseen

Hielscher Ultrasonics tarjoaa tehokkaita ultraääniprosessoreita ja -reaktoreita, jotka parantavat biodieselin tuotantoasi lisäämällä biodieselsaantoja, parantamalla biodieselin laatua, lyhentämällä käsittelyaikaa ja pienentämällä tuotantokustannuksia.

Pienen ja keskisuuren mittakaavan ultraäänireaktorit biodieselin vaihtoesteröintiin

Ultraäänimuuntimet UIP500hd (500 W), UIP1000hd (1000 W) ja UIP15000 (1500 W) virtauskennoineen jatkuvaan biodieselin käsittelyynPienen ja keskisuuren mittakaavan biodieselin tuotantoon, jonka kapasiteetti on enintään 9 ton/hr (2900 gal/hr), Hielscher tarjoaa mallit UIP500hdT (500 wattia), UIP1000hdT (1000 wattia), UIP1500hdT (1500 wattia) ja UIP2000hdT (2000 wattia) käytettäviksi suuren leikkausvaikutuksen ultraäänisekoittimina, joissa on läpivirtausreaktorit luotettavaan ja tehokkaaseen biodieselin käsittelyyn suoraan prosessivirrassa. Nämä neljä ultraäänireaktoria ovat erittäin kompakteja ja helppoja integroida tai jälkiasentaa. Ne on rakennettu vaativaan käyttöön ankarissa ympäristöissä. Alla on suositeltuja reaktorikokoonpanoja eri tuotantonopeuksille.

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

Erittäin suuren käsittelykapasiteetin teolliset biodieselreaktorit

Mallin UIP4000hdT virtauskenno teollisen mittakaavan ultraäänikäsittelyyn suoraan prosessivirrassaTeollisiin biodieselin tuotantolaitoksiin Hielscher tarjoaa UIP4000hdT (4 kW)-, UIP6000hdT (6 kW)-, 10000 (10 kW)- ja UIP16000hdT (16 kW) -ultraäänihomogenisaattorit! Nämä ultraääniprosessorit on suunniteltu jatkuvaan käsittelyyn suurilla tilavuusvirroilla. UIP4000hdT, UIP6000hdT ja UIP10000 voidaan integroida vakiomallisiin merirahtikontteihin. Vaihtoehtoisesti kaikki neljä prosessorimallia ovat saatavilla ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa kaapeissa. Pystyasennus vaatii vain vähän tilaa. Alla on suositeltuja kokoonpanoja tyypillisille teollisille käsittelynopeuksille.

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

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Pyytäkää lisätietoja

Käyttäkää alla olevaa lomaketta pyytääksenne lisätietoja biodieselin käsittelyyn tarkoitetuista ultraääniprosessoreistamme ja -reaktoreistamme, teknisistä tiedoista sekä hinnoista. Keskustelemme mielellämme kanssanne biodieselprosessistanne ja tarjoamme teille vaatimuksenne täyttävän ultraäänireaktorin!





Teollinen ultraääniprosessori, jonka käsittelyteho on 16 000 wattia, suuriin biodieselin käsittelykapasiteetteihin.

Ultraäänilaite UIP16000hdT pystyy käsittelemään 32 MMGY biodieseliä.

Frost & Sullivanin vuoden teknologiainnovaatio

Frost & Sullivanin eurooppalainen vuoden teknologiainnovaatiopalkinto biodieselin käsittelyteknologioista myönnetään Hielscher Ultrasonicsille tunnustuksena yrityksen kehittämästä uudesta ultraääniteknologiasta biodieselin tuotantoon.

Hielscher Ultrasonics sai arvostetun Frost and Sullivanin vuoden teknologiainnovaatiopalkinnon tunnustuksena yrityksen kehittämästä uudesta ultraääniteknologiasta biodieselin tuotantoon.
Lue tästä lisää Hielscher Ultrasonicsin biodieselreaktoreille myönnetystä Frost and Sullivan -palkinnosta!

Vaihtoesteröinti – biodieselin kemiallinen konversio

Biodieselin valmistaminen kasviöljyistä (esim. soija-, canola-, jatropha- ja auringonkukansiemenöljystä), levistä, eläinrasvoista sekä käytetyistä paistoöljyistä sisältää rasvahappojen emäskatalysoidun vaihtoesteröinnin metanolilla tai etanolilla vastaaviksi metyyliestereiksi tai etyyliestereiksi. Glyseriini on tämän reaktion väistämätön sivutuote.

Kasviöljyt ovat eläinrasvojen tavoin triglyseridejä, jotka koostuvat kolmesta glyseriinimolekyyliin sitoutuneesta rasvahappoketjusta. Triglyseridit ovat estereitä. Esterit ovat alkoholiin yhdistyneitä happoja, kuten rasvahappoja. Glyseriini (= glyseroli) on raskas alkoholi. Konversioprosessissa triglyseridiesterit muunnetaan alkyyliestereiksi (= biodieseliksi) käyttämällä katalyyttiä (lipeää) ja alkoholireagenssia, esimerkiksi metanolia, joka tuottaa metyyliesteribiodieseliä. Metanoli korvaa glyseriinin. Tätä kemiallista konversioprosessia kutsutaan vaihtoesteröinniksi.

Vaihtoesteröinnin jälkeen glyseriini, joka on raskaampi faasi, painuu pohjalle. Biodiesel, joka on kevyempi faasi, kelluu pinnalla ja voidaan erottaa esimerkiksi dekanttereilla tai sentrifugeilla.

Biodieselin valmisteluvaihe

Kaliumhydroksidi (0,2–0,4 kg, katalyytti) liuotetaan noin 8,5 L:aan metanolia katalyytin esisekoitussäiliössä. Tämä edellyttää katalyytin esiseoksen sekoittamista. Käsittelysäiliö täytetään 66 L:lla kasviöljyä. Öljy lämmitetään lämmityselementillä 45–65 degC:n lämpötilaan.

Biodieselkonversio

Kun katalyytti on liuennut kokonaan metanoliin, katalyytin esiseos sekoitetaan lämmitettyyn öljyyn. Pumppu syöttää seoksen virtauskennoon. Paine säädetään vastapaineventtiilillä tasolle 1–3 barg (15–45 psig). Seosta tulisi kierrättää biodieselin ultraäänireaktorin läpi noin 20 minuuttia. Tänä aikana öljy muuntuu biodieseliksi. Tämän jälkeen pumppu ja ultraääni kytketään pois päältä. Glyseriini (raskaampi faasi) erottuu biodieselistä (kevyempi faasi). Erottuminen kestää noin 30–60 minuuttia. Kun erottuminen on päättynyt, glyseriini voidaan tyhjentää.

Biodieselin pesu

Koska konversiossa muodostunut biodiesel sisältää epäpuhtauksia, se on pestävä. Pesua varten biodieseliin sekoitetaan vettä. Ultraäänikäsittely voi edistää biodieselin ja veden sekoittumista. Tämä lisää aktiivista pinta-alaa pisarakoon pienentymisen seurauksena. Huomioi, että erittäin voimakas ultraäänikäsittely saattaa pienentää vesipisarat niin pieniksi, että muodostuu lähes stabiili emulsio, jonka erottamiseen tarvitaan erityisiä keinoja (esim. sentrifugi).
 

Video: UP400St – 400 watin ultraäänihomogenisaattoriVideo näyttää öljyn erittäin tehokkaan emulgoinnin sondityyppisellä ultraäänilaitteella. Käytettävä ultraääniprosessori on Hielscher UP400St, joka soveltuu erinomaisesti laadukkaiden emulsioiden valmistukseen keskikokoisina erinä.
Video näyttää öljyn erittäin tehokkaan emulgoinnin sondityyppisellä ultraäänilaitteella. Käytettävä ultraääniprosessori on Hielscher UP400St, joka soveltuu erinomaisesti laadukkaiden emulsioiden valmistukseen keskikokoisina erinä.

 

Biodieselin tuotantolaitos

Alla oleva virtauskaavio esittää tyypillisen laitteiston öljyn, metanolin ja katalyytin ultraäänikäsittelyyn suoraan prosessivirrassa niiden muuntamiseksi biodieseliksi.
 

Prosessikaavio, joka esittää biodieselprosessia jatkuvan virtauksen tilassa. Ultraääni voi tehostaa esteröintiä ja vaihtoesteröintiä merkittävästi.

Ultraäänellä tehostettu esteröinti ja vaihtoesteröinti voidaan toteuttaa panosprosessina tai jatkuvana prosessina suoraan prosessivirrassa. Kaavio esittää biodieselin (FAME) vaihtoesteröinnin ultraääniprosessia suoraan prosessivirrassa.

 

Biodieselin jatkuva käsittely ja erotus

Biodieselin jatkuvaan käsittelyyn ja jatkuvaan erotukseen tarkoitetussa laitteistossa lämmitetty öljy ja katalyytin esiseos sekoitetaan jatkuvasti keskenään säädettävillä pumpuilla. Prosessilinjaan asennettu staattinen sekoitin parantaa ultraäänireaktoriin syötettävän seoksen homogeenisuutta. Öljy-katalyyttiseos kulkee virtauskennon läpi, jossa se altistetaan ultraäänikavitaatiolle noin 5–30 sekunniksi. Virtauskennon painetta säädetään vastapaineventtiilillä. Ultraäänikäsitelty seos saapuu reaktorikolonniin sen yläosasta. Reaktorikolonnin tilavuus mitoitetaan siten, että viipymä kolonnissa on noin 1 tunti. Tänä aikana vaihtoesteröintireaktio tapahtuu loppuun. Reagoinut glyseriini-biodieselseos pumpataan sentrifugiin, jossa se erotetaan biodiesel- ja glyseriinijakeiksi. Jälkikäsittelyyn kuuluvat metanolin talteenotto, pesu ja kuivaus, ja myös ne voidaan toteuttaa jatkuvasti.

Tämä laitteisto poistaa biodieselreaktorin panosten, perinteisten sekoittimien ja suurten erotussäiliöiden tarpeen.

Biodieselin vaihtoesteröinnin reaktionopeus

Alla olevat kuvaajat esittävät tyypillisiä tuloksia teollisuuslaatuisen rypsiöljyn vaihtoesteröinnistä natriummetoksidilla (vasemmalla) ja kaliumhydroksidilla (oikealla). Molemmissa kokeissa vertailunäytettä (sininen viiva) sekoitettiin voimakkaasti mekaanisesti. Punainen viiva edustaa ultraäänikäsiteltyä näytettä, jonka koostumus on tilavuussuhteen, katalyyttipitoisuuden ja lämpötilan osalta sama. Vaaka-akseli esittää aikaa sekoituksen tai vastaavasti ultraäänikäsittelyn jälkeen. Pystyakseli esittää pohjalle laskeutuneen glyseriinin tilavuutta. Tämä on yksinkertainen tapa mitata reaktionopeutta. Molemmissa kuvaajissa ultraäänikäsitelty näyte (punainen) reagoi paljon nopeammin kuin vertailunäyte (sininen).
 

Ultraäänisekoitus ylittää perinteisen sekoituksen suorituskyvyn suuremmilla biodieselsaannoilla ja nopeammalla konversiolla. Tämä ultraäänikäsittelyn etu pätee käytetystä katalyytistä riippumatta.

Ultraäänisekoituksen (punainen käyrä) ja perinteisen sekoituksen (sininen käyrä) vertailu biodieselin tuotannossa – katalyytteinä natriummetoksidi (vasemmalla) ja kaliumhydroksidi (oikealla).

 

Linkkejä biodieselin tuotantotarvikkeisiin

Katso tästä linkit biodieselteollisuuden pumppujen ja säiliöiden toimittajiin.

Kemikaali- ja turvallisuustiedot

Lue alla olevat tiedot huolellisesti ongelmien ja haitallisten terveysvaikutusten ehkäisemiseksi.

Biodieselin kemikaalit

Metanoli on myrkyllistä. Se voi aiheuttaa hermovaurioita pitkäaikaisen käytön seurauksena. Se voi myös adsorboitua ihoon. Silmiin roiskuessaan se saattaa aiheuttaa sokeutta, ja nieltynä metanoli voi olla tappavaa. Noudata tästä syystä tarvittavia varotoimia metanolia käsitellessäsi. Hyvän hengityksensuojaimen, esiliinan ja kumikäsineiden käyttöä suositellaan.

Kaliumhydroksidi (KOH) on myrkyllistä ja aiheuttaa ihon palovammoja kosketuksessa. Hyvä ilmanvaihto on välttämätön.

Varmista, että työtilan ilmanvaihto on runsas ja kattava, jotta höyryt pääsevät poistumaan. Höyrysuodatinpatruunoilla varustetut hengityksensuojaimet eivät tehoa metanolihöyryihin. Ilmansyöttöjärjestelmä (SCBA – itsenäinen hengityslaite) antaa paremman suojan metanolihöyryjä vastaan.

Biodiesel ja kumiosat

Pitkäaikainen käyttö 100 %:n biodieselillä saattaa aiheuttaa ongelmia moottorin biodieselin kanssa kosketuksiin joutuvissa kumiosissa (pumppu, letkut, O-renkaat). Niiden korvaaminen teräsosilla tai kestävällä kumilla voi poistaa tämän ongelman. Vaihtoehtoisesti voit sekoittaa biodieseliisi noin 25 % perinteistä (fossiilista) dieseliä ongelmien ehkäisemiseksi.



Kirjallisuus / Viitteet


Tehokasta ultraäänitekniikkaa! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko kirjon kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta pöytälaitteisiin ja täysimittaisiin teollisiin ultraäänijärjestelmiin.

Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriomittakaavasta aina teolliseen mittakaavaan.

Keskustelemme mielellämme prosessistanne.

✕