Les ultrasons améliorent l’efficacité du procédé de production de biodiesel

Les réacteurs de mélange à ultrasons Hielscher améliorent votre procédé de production de biodiesel. La sonication permet d’obtenir des rendements de conversion par transestérification plus élevés en moins de temps. Le mélange par ultrasons augmente la capacité de production et réduit la consommation de méthanol et de catalyseur.

Production efficace de biodiesel

Aujourd’hui, produire du biodiesel ne consiste pas seulement à fabriquer un carburant renouvelable. Les producteurs de biodiesel doivent obtenir un biodiesel de haute qualité aux caractéristiques constantes, quelles que soient les variations de qualité des matières premières. « Dans le contexte actuel, seuls les producteurs ayant les coûts les plus faibles peuvent produire du carburant avec une marge positive. » (Bill Babler de First Capitol Risk Management).
La technologie de mélange à ultrasons Hielscher vous offre la meilleure efficacité de production de biodiesel lors de la construction d’une nouvelle usine ou de la modernisation d’installations existantes. Les appareils à ultrasons Hielscher ont été testés et ont fait leurs preuves dans des installations du monde entier pour augmenter le rendement en biodiesel et réduire les coûts d’exploitation. Cela concerne aussi bien les petits producteurs de 1 million de gallons par an que les usines industrielles de biodiesel produisant 45 millions de gallons par an.

Une meilleure cinétique de réaction du biodiesel augmente vos bénéfices

La production de biodiesel à partir d’huile, de méthanol (ou d’éthanol) et d’un catalyseur est un procédé chimique simple appelé transestérification. Cependant, la cinétique de réaction de ce procédé pose problème. La transestérification conventionnelle des triglycérides en esters méthyliques d’acides gras (FAME) et en glycérine est lente et incomplète. Pendant le procédé de conversion, toutes les chaînes d’acides gras ne sont pas transformées en esters alkyliques (biodiesel). Cela réduit considérablement votre rendement en biodiesel et sa qualité !

Un meilleur mélange permet un rendement en biodiesel plus élevé

L’utilisation de systèmes d’agitation mécanique conventionnels entraîne un temps de conversion long et un rendement en biodiesel inférieur.
L’huile et le méthanol sont non miscibles. Pour que la réaction chimique de production du biodiesel ait lieu, il faut former une émulsion de méthanol dans l’huile. Cela nécessite un équipement d’émulsification par ultrasons plutôt que des mélangeurs ou des agitateurs mécaniques conventionnels. Le mélange par cavitation ultrasonore est le moyen le plus avancé de former des émulsions fines à des débits élevés. Des gouttelettes de méthanol plus petites permettent d’obtenir un meilleur biodiesel, accélèrent la réaction et nécessitent moins de méthanol en excès.

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

Économies grâce à l’installation et à l’adaptation des équipements existants

L’intégration de réacteurs à ultrasons Hielscher dans votre ligne de production de biodiesel réduit également vos coûts d’exploitation. Vous pouvez installer des réacteurs à ultrasons Hielscher dans de petits systèmes de production de biodiesel par lots et dans de grandes usines de production continue. Nous serons heureux de vous aider à choisir la configuration d’installation la plus adaptée ou à intégrer des réacteurs à ultrasons à votre procédé existant de production de biodiesel.

Moins de méthanol en excès dans le procédé de production de biodiesel

Le méthanol en excès ne réagit pas pendant le procédé de conversion en biodiesel. Un excès de méthanol est ajouté pour accélérer la cinétique de la réaction chimique. Le méthanol en excès doit être récupéré après la réaction de production du biodiesel. La récupération du méthanol est très coûteuse, car elle nécessite beaucoup de chaleur et la mise sous vide. Tout excès de méthanol augmente donc vos coûts de traitement. Dans de nombreuses usines de biodiesel, la récupération du méthanol en excès est l’étape la plus coûteuse du procédé.

L’utilisation de réacteurs à ultrasons Hielscher réduit jusqu’à 50% l’excès de méthanol nécessaire. Un rapport stœchiométrique de 1:4 ou de 1:4,5 (huile : méthanol) est suffisant pour la plupart des matières premières lorsque le mélange à ultrasons Hielscher est utilisé.

Produire un bon biodiesel à partir de matières premières de qualité médiocre

De nombreux petits et moyens producteurs de biodiesel réduisent leurs coûts en utilisant des matières premières de qualité inférieure, telles que des graisses animales, des huiles de cuisson usagées ou des huiles végétales résiduelles. L’intensification du procédé par ultrasons améliore les résultats de conversion pour toutes les matières premières. Il devient ainsi plus facile de produire du biodiesel conforme à ASTM 6751 ou à EN 14212 à partir d’huile à forte teneur en acides gras libres (FFA) ou de matières grasses de viscosité élevée.

Utiliser moins de catalyseur pour produire du biodiesel

Le coût d’achat du catalyseur ne représente qu’une fraction marginale des coûts de production du biodiesel. Comme pour le méthanol en excès, les coûts réels proviennent de la récupération et de la qualité inférieure de la glycérine. Le mélange par ultrasons dans le procédé de production de biodiesel améliore l’émulsification du méthanol dans l’huile et génère des gouttelettes de méthanol plus nombreuses et plus petites. Cela permet une meilleure distribution de la taille des gouttelettes et une utilisation plus efficace du catalyseur. De plus, la cavitation ultrasonore améliore le transfert de matière au cours de la réaction chimique. Vous pouvez ainsi économiser jusqu’à 50% de catalyseur par rapport à l’utilisation de mélangeurs à cisaillement ou d’agitateurs.

« Je suis impressionné par la façon dont Hielscher a changé notre manière de produire du biodiesel. Non seulement le procédé est plus continu, mais nous réalisons des économies de plusieurs milliers sur le catalyseur et gagnons du temps. Je recommande vivement cet appareil à toute personne envisageant 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 en excès permettent 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.

Consommer moins d’énergie électrique et réduire les besoins de chauffage

Le biodiesel est un carburant écologique. Pour l’être, l’énergie nécessaire à la culture, à la récolte et à la transformation des matières premières en biodiesel doit être inférieure à l’énergie contenue dans le biodiesel. L’installation d’un système de mélange à ultrasons Hielscher réduit l’énergie totale nécessaire à la production de biodiesel. Les appareils à ultrasons Hielscher présentent une efficacité énergétique exceptionnelle pour convertir l’électricité en mélange par ultrasons dans le liquide. Pour produire 1000 gallons de biodiesel, les appareils à ultrasons Hielscher ne consomment qu’environ 7 kWh d’électricité. C’est beaucoup moins que la consommation énergétique des mélangeurs à cisaillement ou des mélangeurs hydrodynamiques. Cela réduit la facture annuelle d’électricité de votre usine de biodiesel.

En général, la transestérification du biodiesel assistée par ultrasons peut s’effectuer à des températures de procédé plus basses. Cela réduit l’énergie nécessaire au chauffage.