Biodizel iz algi pomoću ultrazvučne obrade
Ulje algi zanimljiva je održiva sirovina za proizvodnju biodizela. To je alternativa popularnim sirovinama, poput soje, kanole i palme. Ultrasonication poboljšava ekstrakciju ulja iz stanica algi i pretvorbu u biodizel.
U usporedbi s tradicionalnim uljaricama, alge daju puno više ulja po hektaru. Dok soja obično proizvodi manje od 50 galona ulja po jutru, a sjemenke uljane repice manje od 130 galona po jutru, alge mogu dati do 10.000 galona po jutru. Posebno su dijatomeje i zelene alge dobri izvori za proizvodnju biodizela.
Kao i druge biljke, alge pohranjuju energiju u obliku lipida. Postoje različite metode za ekstrakciju ulja, kao što su prešanje, ispiranje heksanskim otapalom i ultrazvučna ekstrakcija.
Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi
Intenzivna sonikacija tekućina stvara zvučne valove koji se šire u tekući medij što rezultira izmjeničnim ciklusima visokog i niskog tlaka. Tijekom ciklusa niskog tlaka, u tekućini se stvaraju mali vakuumski mjehurići visokog intenziteta. Kada mjehurići postignu određenu veličinu, snažno se kolabiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. To se zove kavitacija. Tijekom implozije lokalno se proizvode vrlo visoki tlakovi i brzi mlazevi tekućine. Rezultirajuće sile smicanja mehanički razbijaju staničnu strukturu i poboljšavaju prijenos materijala. Ovaj učinak podržava ekstrakciju lipida iz algi.
Ultrazvučno miješanje poboljšava stopu konverzije biodizela, povećava prinos i štedi višak metanola i katalizatora. Slika prikazuje instalaciju 3x UIP1000hdT (svaki 1kW) u postrojenju za biodizel.
Donja tablica prikazuje tipične zahtjeve za snagom za različite volumenske protoke. Ultrazvučni sustav općenito je integriran u liniji. Ultrazvučni reaktor može se lako naknadno ugraditi u postojeće objekte, poboljšavajući ekstrakciju algi.
|
Protok
|
Vlast
|
|---|---|
|
20 – 100L/sat
|
|
|
80 – 400L/sat
|
|
|
0.3 – 1,5 m³/sat
|
|
|
2 – 10m³/sat
|
|
|
20 – 100m³/sat
|
Ultrazvučna priprema za hladno prešanje ulja algi
Osobito u svrhu prešanja, potrebna je dobra kontrola razbijanja stanica, kako bi se izbjeglo nesmetano oslobađanje svih unutarstaničnih proizvoda uključujući stanične ostatke ili denaturaciju proizvoda. Razbijanjem stanične strukture, više lipida pohranjenih unutar stanica može se osloboditi primjenom vanjskog pritiska.
Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi otapalom
Visokotlačni ciklusi ultrazvučnih valova podržavaju difuziju otapala, poput heksana, u strukturu stanica. Budući da ultrazvuk mehanički razbija staničnu stijenku silama kavitacije, olakšava prijenos lipida iz stanice u otapalo. Nakon što se ulje otopi u cikloheksanu, pulpa/tkivo se filtrira. Otopina se destilira da se odvoji ulje od heksana. Za sonikaciju zapaljivih tekućina ili otapala u opasnim okruženjima Hielscher nudi FM i ATEX certificirane ultrazvučne sustave, kao što je UIP1000-Exd.
Ultrazvučna enzimska ekstrakcija ulja algi
Snažni sinergijski učinci mogu se uočiti kada se kombinira enzimsko liječenje s ultrazvukom. Kavitacija pomaže enzimima u prodiranju u tkivo, što rezultira bržom ekstrakcijom i većim prinosima. U ovom slučaju voda djeluje kao otapalo, a enzimi razgrađuju stanične stijenke.
Biodizel iz ulja algi
Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvuku u proizvodnji biodizela.
Ultrazvučna obrada ulja algi od pilot skale do proizvodnje
Preporučamo pilot testove, npr. korištenjem sustava od 1kW. To će pokazati opće učinke i poboljšanja za vaš određeni tok procesa. Svi rezultati mogu se skalirati linearno na velike tokove procesa. Bit će nam drago razgovarati s vama o vašem procesu i preporučiti daljnje korake.
Ultrazvučna esterifikacija i transesterifikacija mogu se izvoditi kao šaržni ili kontinuirani inline proces. Grafikon prikazuje ultrazvučni inline proces za transesterfikaciju biodizela (FAME).
Ultrazvučni industrijski sustav s protočnom ćelijom za inline esterfikaciju i transesterificiranje biodizela.
Ultrazvučni uređaji srednje veličine i velikih razmjera za industrijsku proizvodnju biodizela
Hielscher Ultrasonics isporučuje industrijske ultrazvučne procesore srednje veličine, kao i velike, za učinkovitu proizvodnju biodizela u bilo kojoj količini. Svi se sustavi mogu koristiti za poboljšanje transesterifikacije bilo koje vrste sirovina uključujući ulje algi, biljna ulja, životinjske masti, otpadna ulja itd.
Budući da Hielscher portfelj pokriva ultrazvučne sustave za bilo koji proizvodni kapacitet, možemo ponuditi idealno rješenje za male proizvođače i velike tvrtke. Ultrazvučna pretvorba biodizela može se izvoditi kao serija ili kao kontinuirani inline proces. Instalacija i rad su jednostavni, sigurni i daju pouzdano visoke rezultate vrhunske kvalitete biodizela.
U nastavku ćete pronaći preporučene postavke reaktora za niz proizvodnih stopa.
|
tona/sat
|
gal/sat
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0.25 do 0.5
|
80 do 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0.5 do 1.0
|
160 do 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75 do 1.5
|
240 do 480
|
| 2x UIP1000hdT |
1,0 do 2,0
|
320 do 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 do 3,0
|
480 do 960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 do 6,0
|
960 do 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 do 9,0
|
1440 do 2880
|
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- 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 proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.