Biodiesel à partir d'algues par ultrasons

L'huile d'algues est une matière première durable intéressante pour la fabrication de biodiesel. Elle constitue une alternative aux matières premières les plus courantes, comme le soja, le canola et le palmier. Les ultrasons améliorent l'extraction de l'huile des cellules d'algues et la conversion en biodiesel.

Par rapport aux cultures traditionnelles de graines oléagineuses, les algues produisent beaucoup plus d'huile par hectare. Alors que le soja produit généralement moins de 50 gallons d'huile par acre et le colza moins de 130 gallons par acre, les algues peuvent produire jusqu'à 10 000 gallons par acre. Les diatomées et les algues vertes, en particulier, sont de bonnes sources pour la production de biodiesel.

Comme les autres plantes, les algues stockent l'énergie sous forme de lipides. Il existe différentes méthodes d'extraction des huiles, telles que le pressage, le lavage au solvant hexanique et l'extraction par ultrasons.

Extraction ultrasonique de l'huile d'algues

La sonication intense des liquides génère des ondes sonores qui se propagent dans le milieu liquide, entraînant une alternance de cycles de haute et de basse pression. Pendant le cycle de basse pression, de petites bulles de vide de haute intensité sont créées dans le liquide. Lorsque les bulles atteignent une certaine taille, elles s'effondrent violemment au cours d'un cycle de haute pression. C'est ce qu'on appelle la cavitation. Pendant l'implosion, des pressions très élevées et des jets de liquide à grande vitesse sont produits localement. Les forces de cisaillement qui en résultent brisent mécaniquement la structure cellulaire et améliorent le transfert de matière. Cet effet favorise l'extraction des lipides des algues.

 
Le tableau ci-dessous indique les besoins en énergie typiques pour différents débits volumiques. Le système ultrasonique est généralement intégré en ligne. Le réacteur à ultrasons peut être facilement installé dans des installations existantes, ce qui permet d'améliorer l'extraction des algues.

Préparation ultrasonique pour le pressage à froid de l'huile d'algues

En particulier pour le pressage, un bon contrôle de la désintégration des cellules est nécessaire pour éviter une libération sans entrave de tous les produits intracellulaires, y compris les débris cellulaires, ou la dénaturation des produits. En brisant la structure cellulaire, davantage de lipides stockés à l'intérieur des cellules peuvent être libérés par l'application d'une pression extérieure.

Extraction par solvant ultrasonique de l'huile d'algues

Les cycles de haute pression des ondes ultrasoniques favorisent la diffusion des solvants, tels que l'hexane, dans la structure cellulaire. Comme les ultrasons brisent mécaniquement la paroi cellulaire par les forces de cisaillement de la cavitation, ils facilitent le transfert des lipides de la cellule dans le solvant. Une fois l'huile dissoute dans le cyclohexane, la pulpe/le tissu est filtré(e). La solution est distillée pour séparer l'huile de l'hexane. Pour la sonication de liquides ou de solvants inflammables dans des environnements dangereux, Hielscher propose des systèmes d'ultrasonication certifiés FM et ATEX, tels que l'UIP1000-Exd.

Extraction enzymatique ultrasonique de l'huile d'algues

Des effets synergiques importants peuvent être observés en combinant le traitement enzymatique et la sonication. La cavitation aide les enzymes à pénétrer dans le tissu, ce qui permet une extraction plus rapide et des rendements plus élevés. Dans ce cas, l'eau agit comme un solvant et les enzymes dégradent les parois cellulaires.

Biodiesel à partir d'huile d'algues

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Traitement ultrasonique de l'huile d'algue, de l'échelle pilote à la production

Nous recommandons des essais à l'échelle pilote, par exemple en utilisant des systèmes de 1 kW. Cela montrera les effets généraux et l'amélioration pour votre flux de processus particulier. Tous les résultats peuvent être mis à l'échelle de manière linéaire pour des flux de processus plus importants. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre procédé et de vous recommander d'autres mesures.

Ultrasons de moyenne et grande taille pour la production industrielle de biodiesel

Hielscher Ultrasonics fournit des processeurs à ultrasons industriels de qualité moyenne et de grande taille pour la production efficace de biodiesel, quel que soit le volume. Tous les systèmes peuvent être utilisés pour améliorer la transestérification de tous les types de matières premières, y compris l'huile d'algues, les huiles végétales, les graisses animales, les huiles usagées, etc.
Comme le portefeuille de Hielscher comprend des systèmes à ultrasons pour toutes les capacités de production, nous pouvons offrir la solution idéale tant aux petits producteurs qu'aux grandes entreprises. La conversion du biodiesel par ultrasons peut être effectuée par lots ou en continu, en ligne. L'installation et le fonctionnement sont simples, sûrs et permettent d'obtenir des rendements élevés et fiables d'une qualité supérieure de biodiesel.
Vous trouverez ci-dessous les configurations de réacteurs recommandées pour une gamme de taux de production.