Les ultrasons améliorent l'efficacité du processus de production de biodiesel

Les réacteurs de mélange à ultrasons Hielscher améliorent votre processus de production de biodiesel. L'ultrasonication permet d'obtenir des rendements de conversion de transestérification plus élevés en moins de temps. Le mélange par ultrasons augmente la capacité de production et réduit l'utilisation de méthanol et de catalyseur.

Traitement efficace du biodiesel

Aujourd'hui, la production de biodiesel ne se limite pas à la fabrication d'un carburant renouvelable. Les producteurs de biodiesel doivent produire un biodiesel de haute qualité avec des caractéristiques constantes, quelles que soient les variations de qualité des matières premières. “Dans le contexte actuel, seuls les producteurs les moins coûteux sont en mesure de produire des carburants avec une marge positive.” (Bill Babler de First Capitol Risk Management).
La technologie de mélange par ultrasons Hielscher vous offre la meilleure efficacité de traitement du biodiesel lors de la construction d'une nouvelle usine de biodiesel ou de la modernisation d'usines existantes. Les appareils à ultrasons Hielscher ont été testés et éprouvés dans des installations du monde entier pour augmenter le rendement du biodiesel et réduire les coûts d'exploitation. Il s'agit aussi bien de petites entreprises de 1 million de gallons par an que d'usines de biodiesel industrielles de 45 millions de gallons par an.

Une meilleure cinétique des réactions du biodiesel améliore vos bénéfices

La fabrication de biodiesel à partir d'huile, de méthanol (ou d'éthanol) et d'un catalyseur est un processus chimique simple appelé transestérification. Cependant, la cinétique de réaction de ce processus est problématique. La transestérification conventionnelle des triglycérides en esters méthyliques gras (EMAG) et en glycérine est lente et incomplète. Au cours du processus de conversion, toutes les chaînes d'acides gras ne sont pas transformées en esters d'alkyle (biodiesel). Cela réduit considérablement le rendement et la qualité de votre biodiesel !

Un meilleur mélange permet d'obtenir un meilleur rendement en biodiesel

L'utilisation de systèmes d'agitation mécanique conventionnels entraîne une longue durée de conversion et un rendement inférieur en biodiesel.
L'huile et le méthanol ne sont pas miscibles. Pour que la réaction chimique du biodiesel se produise, il faut former une émulsion méthanol-huile. Pour ce faire, il faut utiliser un équipement d'émulsification par ultrasons plutôt que des mélangeurs ou des agitateurs mécaniques conventionnels. Le mélange par cavitation ultrasonique est le moyen le plus avancé pour former des émulsions de taille fine à des débits élevés. Des gouttelettes de méthanol plus petites produisent un meilleur biodiesel, augmentent la vitesse de réaction et nécessitent moins d'excès de méthanol.

Il existe un lien direct entre la taille des gouttelettes de méthanol et le rendement du biodiesel ainsi que la vitesse de conversion. Cela fait des réacteurs à ultrasons Hielscher la technologie la plus productive dans l'industrie du biodiesel. Les réacteurs à ultrasons produisent plus de biodiesel de haute qualité, plus rapidement.
Le diagramme ci-dessous montre le pourcentage de volume de glycérine séparée. Après deux secondes de sonication dans un réacteur ultrasonique Hielscher, vous obtenez plus de glycérine plus rapidement. Pour chaque molécule de glycérine produite, vous produisez trois molécules de biodiesel. Cela améliore la capacité de votre processus et le rendement de la production de biodiesel.

Économies réalisées grâce à l'installation et à la modernisation

L'installation de réacteurs à ultrasons Hielscher dans votre chaîne de traitement du biodiesel réduit également vos coûts d'exploitation. Les réacteurs à ultrasons Hielscher peuvent être installés dans de petits systèmes de production de biodiesel par lots ou dans de grandes usines de production de biodiesel en continu. Nous nous ferons un plaisir de vous aider à choisir la meilleure configuration d'installation ou à adapter les réacteurs à ultrasons à votre procédé de production de biodiesel existant.

Moins d'excès de méthanol dans le processus de fabrication du biodiesel

L'excès de méthanol ne réagit pas au cours du processus de conversion du biodiesel. Un excès de méthanol est ajouté pour stimuler la cinétique de la réaction chimique. L'excès de méthanol doit être récupéré après le processus de réaction du biodiesel. La récupération du méthanol est très coûteuse, car elle nécessite beaucoup de chaleur et de vide. Par conséquent, tout excès de méthanol augmente les coûts de traitement. Dans de nombreuses usines de biodiesel, le système de récupération du méthanol excédentaire est l'étape la plus coûteuse du processus.

L'utilisation de réacteurs à ultrasons Hielscher permet de réduire jusqu'à 50 % l'excès de méthanol nécessaire. Un rapport stœchiométrique de 1:4 ou 1:4,5 (huile : méthanol) est suffisant pour la plupart des matières premières, lorsque l'on utilise le mélangeur ultrasonique Hielscher.

Faire du bon biodiesel à partir de matières premières de mauvaise qualité

De nombreux petits et moyens producteurs de biodiesel réduisent leurs coûts en passant à des matières premières de moindre qualité, telles que les graisses animales, les huiles de cuisson usagées ou les huiles végétales usagées. L'intensification du processus par ultrasons améliore les résultats de la conversion pour toutes les matières premières. Il est ainsi plus facile de produire du biodiesel conforme à la norme ASTM 6751 ou EN 14212 à partir d'huiles à forte teneur en AGL ou de graisses à haute viscosité.

Utiliser moins de catalyseur pour la fabrication du biodiesel

Les coûts des matériaux du catalyseur ne représentent qu'une fraction marginale des coûts de production du biodiesel. Comme pour l'excès de méthanol, les coûts réels résultent de la récupération et de la qualité inférieure de la glycérine. Le mélange ultrasonique dans le processus de production de biodiesel améliore l'émulsification du méthanol dans l'huile et génère des gouttelettes de méthanol plus nombreuses et plus petites. Il en résulte une meilleure distribution de la taille des gouttelettes et une utilisation plus efficace du catalyseur. En outre, la cavitation ultrasonique améliore le transfert de masse chimique. Par conséquent, vous pouvez économiser jusqu'à 50 % de catalyseur par rapport aux mélangeurs à cisaillement ou aux agitateurs.

"Je suis stupéfait de voir à quel point Hielscher a changé notre façon de produire du biodiesel. Non seulement le processus est plus continu, mais nous économisons des milliers de dollars en catalyseur et en temps. Je recommande vivement cette unité à tous ceux qui envisagent d'adopter une méthode de production plus continue." Marcel Steinberg, EECOfuels

Produire une glycérine de meilleure qualité

La glycérine est un sous-produit de la production de biodiesel. Un taux de conversion plus élevé et une utilisation moindre de méthanol excédentaire entraînent une conversion chimique beaucoup plus rapide et une séparation plus nette et plus rapide de la glycérine. Pour les raisons décrites ci-dessus, la glycérine contient moins de catalyseur et moins de monoglycérides. Cela réduit les coûts de raffinage de la glycérine.

Utiliser moins d'énergie électrique et moins de chauffage

Le biodiesel est un carburant vert. Pour être vert, l'énergie nécessaire à la culture, à la récolte et au traitement du biodiesel doit être inférieure à l'énergie contenue dans le biodiesel. L'installation d'un mélangeur ultrasonique Hielscher réduit l'énergie globale nécessaire à la production de biodiesel. Les appareils à ultrasons Hielscher ont un rendement énergétique exceptionnel dans la conversion de l'électricité en mélange ultrasonique dans le liquide. Pour produire 1 000 gallons de biodiesel, les appareils à ultrasons Hielscher utilisent environ 7 kWh d'électricité seulement. C'est beaucoup moins que la consommation d'énergie des mélangeurs à cisaillement ou des mélangeurs hydrodynamiques. Cela réduit la facture d'électricité annuelle de votre usine de biodiesel.

En général, la transestérification du biodiesel assistée par ultrasons peut se faire à des températures plus basses. Cela permet de réduire l'énergie de chauffage nécessaire.