Biodizel iz algi primjenom ultrazvuka

Ulje algi zanimljiva je održiva sirovina za proizvodnju biodizela. Ono je alternativa uobičajenim sirovinama, poput soje, kanole i palme. Primjena ultrazvuka poboljšava ekstrakciju ulja iz stanica algi i pretvorbu u biodizel.

Kombiniranjem enzimske obrade sa sonikacijom mogu se uočiti snažni sinergijski učinci. U usporedbi s tradicionalnim uljaricama, alge daju mnogo više ulja po akru. Dok soja obično daje manje od 50 galona ulja po akru, a uljana repica manje od 130 galona po akru, alge mogu dati do 10.000 galona po akru. Posebno su dijatomeje i zelene alge dobri izvori za proizvodnju biodizela.

Poput drugih biljaka, alge pohranjuju energiju u obliku lipida. Postoje različite metode ekstrakcije ulja, poput prešanja, ispiranja otapalom heksanom i ultrazvučne ekstrakcije.

Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi

Intenzivna sonikacija tekućina stvara zvučne valove koji se šire kroz tekuće medije, uzrokujući izmjenične cikluse visokog i niskog tlaka. Tijekom ciklusa niskog tlaka u tekućini nastaju mali vakuumski mjehurići visokog intenziteta. Kada mjehurići dosegnu određenu veličinu, naglo se urušavaju tijekom ciklusa visokog tlaka. Ta se pojava naziva kavitacija. Tijekom implozije lokalno nastaju vrlo visoki tlakovi i mlazovi tekućine velike brzine. Nastale smične sile mehanički razaraju staničnu strukturu i poboljšavaju prijenos tvari. Taj učinak pospješuje ekstrakciju lipida iz algi.

3x UIP1000hdT ultrazvučni uređaji za vrlo učinkovitu transesterifikaciju biodizela uz primjenu ulja algi

Ultrazvučno miješanje poboljšava stopu pretvorbe u biodizel, povećava prinos i smanjuje potrošnju suvišnog metanola i katalizatora. Slika prikazuje instalaciju 3x UIP1000hdT (svaki 1kW) u postrojenju za proizvodnju biodizela.

Ultrazvučna ekstrakcija biljnog materijala – šarža od 30 litara – UIP2000hdT

U ovom videovodiču upoznajemo vas sa znanstvenim načelima prema kojima ultrazvučni reaktori za biodizel znatno poboljšavaju njegovu proizvodnju. Ultrazvučni reaktori Hielscher za biodizel dokazali su se kao moćan alat za unapređenje procesa proizvodnje biodizela, a u ovom vodiču detaljno objašnjavamo njihovo načelo rada i prikazujemo različite ultrazvučne konfiguracije za svaki opseg proizvodnje. Povećajte učinkovitost i ekonomičnost svoje proizvodnje biodizela te ostvarite veće prinose visokokvalitetnog biodizela uz brzu konverziju. Istodobno, ultrazvučni reaktori za biodizel omogućuju upotrebu ulja niske kvalitete, poput otpadnih biljnih ulja ili iskorištenih masnoća za kuhanje, te pomažu smanjiti potrošnju metanola i katalizatora, pridonoseći ekološki prihvatljivoj i održivoj proizvodnji biodizela.

Tablica u nastavku prikazuje tipične zahtjeve za snagom pri različitim volumnim protocima. Ultrazvučni sustav obično se ugrađuje izravno u procesnu liniju. Ultrazvučni reaktor može se lako naknadno ugraditi u postojeća postrojenja, čime se poboljšava ekstrakcija iz algi.

Protok	Snaga
20 – 100L/hr	1kW
80 – 400L/hr	4x1kW
0,3 – 1,5m³/hr	4x4kW
2 – 10m³/hr	6x16kW
20 – 100m³/hr	62x16kW

Ultrazvučna priprema za hladno prešanje ulja algi

Posebno je za potrebe prešanja potrebna dobra kontrola razaranja stanica kako bi se izbjeglo nesmetano oslobađanje svih unutarstaničnih proizvoda, uključujući stanične ostatke, ili denaturacija proizvoda. Razaranjem stanične strukture omogućuje se oslobađanje veće količine lipida pohranjenih unutar stanica primjenom vanjskog tlaka.

Ultrazvučna ekstrakcija ulja algi otapalom

Ciklusi visokog tlaka ultrazvučnih valova pospješuju difuziju otapala, poput heksana, u staničnu strukturu. Budući da ultrazvuk mehanički razara staničnu stijenku kavitacijskim smičnim silama, olakšava prijenos lipida iz stanice u otapalo. Nakon što se ulje otopi u heksanu, pulpa/tkivo odvaja se filtracijom. Otopina se destilira kako bi se ulje odvojilo od heksana. Za sonikaciju zapaljivih tekućina ili otapala u opasnim okruženjima Hielscher nudi ultrazvučne sustave s certifikatima FM i ATEX, poput UIP1000-Exd.
Primjena ultrazvuka olakšava sakupljanje algi. Pročitajte više o ultrazvučnom sakupljanju algi!

Ultrazvučna enzimska ekstrakcija ulja algi

Kombiniranjem enzimske obrade sa sonikacijom mogu se uočiti snažni sinergijski učinci. Kavitacija pomaže enzimima da prodru u tkivo, što rezultira bržom ekstrakcijom i većim prinosima. U tom slučaju voda djeluje kao otapalo, a enzimi razgrađuju stanične stijenke.
Saznajte više o ultrazvučnoj ekstrakciji ulja algi!
Kliknite ovdje kako biste pročitali više o primjeni ultrazvuka u proizvodnji biodizela!

Ultrazvučna obrada ulja algi od pilot-mjerila do proizvodnje

Preporučujemo ispitivanja u pilot-mjerilu, primjerice primjenom sustava snage 1kW. Ona će pokazati opće učinke i poboljšanje za vaš konkretni procesni tok. Svi se rezultati mogu linearno prenijeti na velike procesne tokove. Rado ćemo s vama razgovarati o vašem procesu i preporučiti daljnje korake.
Velika prednost ultrazvučnog miješanja biodizela energetska je učinkovitost tog procesa. Pročitajte više o uštedama energije koje se postižu ultrazvučnim reaktorima za biodizel!

Dijagram procesa koji prikazuje proces proizvodnje biodizela u kontinuiranom protočnom načinu rada. Ultrazvuk može znatno poboljšati esterifikaciju i transesterifikaciju.

Ultrazvučna esterifikacija i transesterifikacija mogu se provoditi kao šaržni ili kontinuirani protočni proces. Dijagram prikazuje ultrazvučni protočni proces transesterifikacije biodizela (FAME).

Ultrazvučni reaktor Hielscher za transesterifikaciju biodizela s vrhunskom učinkovitošću procesa

Industrijski ultrazvučni sustav s protočnom ćelijom za protočnu esterifikaciju i transesterifikaciju biodizela.

Ultrazvučni uređaji srednje veličine i velikog kapaciteta za industrijsku proizvodnju biodizela

Hielscher Ultrasonics isporučuje ultrazvučne procesore industrijske kvalitete srednje veličine i velike industrijske ultrazvučne procesore za učinkovitu proizvodnju biodizela u bilo kojem obujmu. Svi se sustavi mogu upotrebljavati za poboljšanje transesterifikacije svih vrsta sirovina, uključujući ulje algi, biljna ulja, životinjske masti, otpadna ulja itd.
Budući da ponuda tvrtke Hielscher obuhvaća ultrazvučne sustave za bilo koji proizvodni kapacitet, možemo ponuditi idealno rješenje i za male proizvođače i za velika poduzeća. Ultrazvučna pretvorba u biodizel može se provoditi kao šaržni ili kao kontinuirani protočni proces. Ugradnja i rad jednostavni su i sigurni te pouzdano osiguravaju velike količine biodizela vrhunske kvalitete.
U nastavku ćete pronaći preporučene konfiguracije reaktora za različite stope proizvodnje.

	ton/hr	gal/hr
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!

Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama upotrebljavaju se za laboratorijsku obradu, obradu na stolnim uređajima te obradu u pilot i industrijskom mjerilu.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, dispergiranja, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilot i industrijskom mjerilu.

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.

Povezane teme

Ultrazvučna tehnologija visokih performansi! Asortiman proizvoda Hielscher obuhvaća puni spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi u rasponu od laboratorijskih do industrijskih veličina.