Proizvodnja biodizela s vrhunskim procesom i troškovnom učinkovitošću

Ultrazvučno miješanje je vrhunska tehnologija za visoko učinkovitu i isplativu proizvodnju biodizela. Ultrazvučna kavitacija drastično poboljšava prijenos mase, čime se smanjuju troškovi proizvodnje i trajanje obrade. Istodobno se mogu koristiti ulja i masti loše kvalitete (npr. otpadna ulja) i poboljšati kvaliteta biodizela. Hielscher Ultrasonics isporučuje visoke performanse, robusne ultrazvučne reaktore za miješanje za bilo koju proizvodnu ljestvicu. Pročitajte više kako će vaša proizvodnja biodizela imati koristi od ultrazvukom !

Prednosti proizvodnje biodizela pomoću ultrazvuka

Biodizel (metil ester masnih kiselina, abrev. FAME) je proizvod transesterifikacijske reakcije lipidne sirovine (trigliceridi, npr. biljno ulje, istrošena ulja za kuhanje, životinjske masti, ulje algi) i alkohola (metanol, etanol) pomoću katalizatora (npr. kalijev hidroksid KOH).
Problem: U konvencionalnoj pretvorbi biodizela konvencionalnim miješanjem nepokretna priroda obaju reaktanata transesterifikacijske reakcije ulja i alkohola dovodi do slabe stope prijenosa mase, što dovodi do neučinkovite proizvodnje biodizela. Tu neučinkovitost karakteriziraju duga vremena reakcije, veći omjeri kutnjaka metanola i ulja, visoki zahtjevi katalizatora, visoke temperature procesa i visoke stope miješanja. Ti su čimbenici značajni pokretači troškova koji konvencionalnu proizvodnju biodizela čine skupim procesom.
Rješenje: Ultrazvučno miješanje emulgira reaktante na vrlo učinkovit, brz i jeftin način, tako da se omjer ulja i metanola može poboljšati, smanjiti zahtjevi katalizatora, smanjiti vrijeme reakcije i temperatura reakcije. Time se štede resursi (tj. kemikalije i energija), kao i vrijeme), smanjuju troškovi prerade, dok se kvaliteta biodizela i profitabilnost proizvodnje znatno poboljšavaju. Ove činjenice pretvaraju ultrazvučno miješanje u preferiranoj tehnologiji za učinkovitu proizvodnju biodizela.
Istraživanja i proizvođači industrijskog biodizela potvrđuju da je ultrazvučno miješanje vrlo isplativ način proizvodnje biodizela, čak i kada se kao sirovina koriste loša kvaliteta ulja i masti. Ultrazvučni proces intenziviranje znatno poboljšava stopu pretvorbe smanjujući korištenje viška metanola i katalizatora, omogućujući proizvodnju biodizela koji zadovoljava standard kvalitete specifikacija ASTM D6751 i EN 14212. (usp. Abdullah i sur., 2015.)

Ultrazvučna transesterifikacija poboljšava pretvorbu biodizela.

Transesterifikacija triglicerida u biodizel (FAME) pomoću sonikacije rezultira ubrzanom reakcijom i znatno većom učinkovitošću.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučni biodizela procesor UIP2000hdT s reaktorom FC2T500k za brzu pretvorbu, veće prinose i izvrsnu ukupnu učinkovitost. Ultrazvuk lako nadmašuje mehaničke miješalice u proizvodnji biodizela.

Ultrazvučni biodizel reaktor UIP2000hdT za vrhunsku učinkovitost procesa: veći prinosi, poboljšana kvaliteta biodizela, brža obrada i smanjenje troškova.

Smanjite energetske potrebe procesa biodizela ultrazvučnim miješanjem!

Ultrazvučno miješanje smanjuje specifičnu potrošnju energije inbiodiesel proizvodnja outperformin hidrodinamičko magnetsko miješanje i visoke smicanja mješalice daleko.

Brojne prednosti ultrazvučnog miješanja u proizvodnji biodizela

Ultrazvučni reaktori za miješanje mogu se lako integrirati u bilo koju novu instalaciju, kao i retro-ugrađeni u postojeće biodizelske elektrane. Integracija Hielscher ultrazvučnog miksera pretvara bilo koji biodizelski pogon u proizvodni pogon visokih performansi. Jednostavna instalacija, robusnost i jednostavnost korištenja (nije potrebna posebna obuka za rad) omogućuju nadogradnju bilo kojeg postrojenja na visoko učinkovitu tvornicu biodizela. U nastavku vam predstavljamo znanstveno dokazane rezultate prednosti koje su dokumentirale neovisne treće strane. Brojevi dokazuju superiornost ultrazvučnog miješanja biodizela preko bilo koje konvencionalne tehnike miješanja.

Dijagram toka ultrazvučnog postrojenja za preradu biodizela

Dijagram toka prikazuje korake proizvodnje biodizela, uključujući ultrazvučno miješanje za poboljšanu učinkovitost procesa.

Usporedba učinkovitosti i troškova: Ultrazvuk vs mehaničko miješanje

Ultrazvučna tehnologija biodizela reaktora koristi ultrazvučnu kavitaciju za vrhunske rezultate miješanja. To rezultira većom konverzijom biodizela, većim prinosima, manjim metanolom i manjom potrošnjom katalizatora, kao i smanjenim troškovima energije i rada.(2021) predstaviti u svojoj komparativnoj studiji prednosti ultrazvučne transesterifikacije nad mehaničkim miješanjem (tj. mješalica za noževe, rotor, visoko smicanje mješalica).
Troškovi ulaganja: Ultrazvučni procesor i reaktor UIP16000 može proizvesti 192-384 t biodizel / d s otiskom od samo 1,2m x 0,6m. Za usporedbu, za mehaničko miješanje (MS) potreban je mnogo veći reaktor zbog dugog vremena reakcije u procesu mehaničkog strirrnga, što uzrokuje značajno povećanje troškova reaktora. (usp. Gholami i sur., 2020.)
Troškovi obrade: Troškovi obrade ultrazvučne proizvodnje biodizela su 7,7% niži od onih za proces miješanja, uglavnom zbog nižih ukupnih ulaganja za proces ultrazvukom. Cijena kemikalija (katalizator, metanol/alkohol) treći je najveći pokretač troškova u oba procesa, ultrazvukom i mehaničkim miješanjem. Međutim, za ultrazvučnu pretvorbu biodizela troškovi za kemikalije znatno su niži nego za mehaničko miješanje. Udio troškova kemikalija čini otprilike 5% konačnog troška biodizela. Zbog manje potrošnje metanola, natrijevog hidroksida i fosforne kiseline, trošak kemikalija u ultrazvučnom procesu biodizela je 2,2% niži od troškova mehaničkog procesa miješanja.
Troškovi energije: Energija koju troši ultrazvučni reaktor za miješanje je otprilike tri puta niža od one mehaničkom miješalicom. Ovo značajno smanjenje potrošnje energije proizvod je intenzivnog mikro miješanja i skraćenog vremena reakcije, što je posljedica proizvodnje i kolapsa bezbrojnih šupljina, koje karakteriziraju fenomen akustične / ultrazvučne kavitacije (Gholami i sur., 2018). Osim toga, u usporedbi s konvencionalnom miješalicom, potrošnja energije za oporavak metanola i faze pročišćavanja biodizela tijekom ultrazvučnog procesa miješanja smanjuje se za 26,5%, odnosno 1,3%. Ovaj pad je posljedica manjih količina metanola koji ulazi u ova dva stupca destilacije u ultrazvučnom procesu transesterifikacije.
Troškovi zbrinjavanja otpada: Ultrazvučna kavitacija tehnologija također izvanredno smanjuje troškove odlaganja otpada. Ovaj trošak u procesu ultrazvukom je otprilike jedna petina onoga u procesu miješanja, što je rezultat značajnog smanjenja proizvodnje otpada zbog veće pretvorbe reaktora i manjih količina konzumiranog alkohola.
Ekološka prihvatljivost: Zbog vrlo visoke ukupne učinkovitosti, smanjene potrošnje kemikalija, nižih energetskih potreba i smanjenog otpada, ultrazvučna proizvodnja biodizela znatno je ekološki prihvatljivija od konvencionalnih proizvodnih procesa biodizela.

Zaključak – Ultrazvuk poboljšava učinkovitost proizvodnje biodizela

Ultrazvučno miješanje nadmašuje mehaničke mješalice za rotore učinkovitošću.Znanstvena procjena pokazuje jasne prednosti ultrazvučnog miješanja u odnosu na konvencionalno mehaničko miješanje za proizvodnju biodizela. Prednosti ultrazvučne obrade biodizela uključuju ukupna kapitalna ulaganja, ukupni trošak proizvoda, neto sadašnju vrijednost i internu stopu povrata. Utvrđeno je da je iznos ukupnog ulaganja u ultrazvučni proces kavitacije niži od ostalih za oko 20,8%. Korištenje ultrazvučnih reaktora smanjilo je troškove proizvoda za 5,2% – koristeći djevičansko ulje kanole. Budući da ultrazvukom omogućuje obradu istrošenih ulja (npr. korištena ulja za kuhanje), troškovi proizvodnje mogu se znatno dodatno smanjiti. (2021) doći do zaključka da je zbog pozitivne neto sadašnje vrijednosti, ultrazvučni proces kavitacije je bolji izbor tehnologije miješanja za proizvodnju biodizela.
S tehničkog stajališta, najvažniji učinci ultrazvučne kavitacije obuhvaćaju značajnu učinkovitost procesa i smanjenje vremena reakcije. Formiranje i kolaps brojnih vakuumskih mjehurića – poznat kao akustična / ultrazvučna kavitacija – smanjite vrijeme reakcije s nekoliko sati u reaktoru miješanog spremnika na nekoliko sekundi u ultrazvučnom kavitacijskom reaktoru. Ovo kratko vrijeme boravka omogućuje proizvodnju biodizela u protočnom reaktoru s malim otiskom. Ultrazvučni kavitacijski reaktor također pokazuje blagotvorne učinke na energetske i materijalne zahtjeve, smanjujući potrošnju energije na gotovo trećinu onoga što troši miješani reaktor spremnika i potrošnja metanola i katalizatora za 25%.
Iz ekonomske perspektive, ukupno ulaganje ultrazvučnog procesa kavitacije niže je od onog u procesu mehaničkog miješanja, uglavnom zbog gotovo 50% odnosno 11,6% smanjenja troškova reaktora i troška stupca za destilaciju metanola. Ultrazvučni proces kavitacije također smanjuje troškove proizvodnje biodizela zbog 4% smanjenja potrošnje ulja kanole, nižih ukupnih ulaganja, 2,2% niže potrošnje kemikalija i 23,8% nižih komunalnih potreba. Za razliku od mehanički promiješanog procesa, ultrazvučna obrada je prihvatljiva investicija zbog svoje pozitivne neto sadašnje vrijednosti, kraćeg vremena povrata i veće unutarnje stope povrata. Osim tehno-ekonomskih prednosti povezanih s ultrazvučnim procesom kavitacije, to je ekološki prihvatljivije od mehaničkog procesa miješanja. Ultrazvučna kavitacija rezultira 80% smanjenjem tokova otpada zbog veće pretvorbe u reaktoru i smanjene potrošnje alkohola u tom procesu. (usp. Gholami et al., 2021)

Ultrazvučni kavitacijski reaktori iz Hielscher Ultrasonics široko su instalirani u postrojenjima za proizvodnju biodizela za poboljšanu učinkovitost procesa, veće prinose i smanjenje troškova proizvodnje.

Ultrazvučni protočni reaktor s 3x 1kW ultrasonicators modela 1000hdT za visoko učinkovitu pretvorbu biodizela.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Dijagram toka za kontinuiranu inline proizvodnju biodizela pomoću Hielscher ultrazvučnog reaktora za poboljšano miješanje.

Dijagram toka prikazuje tipičnu postavku za ultrazvučno potpomognut proces biodizela. Korištenje ultrazvučnog reaktora drastično poboljšava učinkovitost procesa biodizela.

Koristite katalizator po vašem izboru

Ultrazvučni transesterifikacijski proces biodizela dokazano je učinkovitim pomoću alkalnih ili osnovnih katalizatora. Forinstance, Shinde i Kaliaguine (2019) usporedili su učinkovitost ultrazvučnog i mehničnog miješanja noževa pomoću različitih katalizatora, a to su natrijev hidroksid (NaOH), kalijev hidroksid (KOH), (CHH), (CH3ONa), tetrametil amonijev hidroksid i četiri guanidina (Propyl-2,3-dicikloheksil guanidin (PCHG), 1,3-dicikloheksil 2 n-oktilni guanidin (DCOG), 1,1,3,3-tetrametil guanidin(TMG), 1,3-difenil guanidin (DPG)). Ultrazvučno miješanje (na 35º) kao što je prikazano superiorno za proizvodnju biodizela izvrsno mehaničko miješanje (na 65º) višim prinosima i stopom konverzije. Učinkovitost prijenosa mase u ultrazvučnom polju povećala je brzinu transesterifikacijske reakcije u usporedbi s mehaničkim miješanjem. Sonication nadmašio mehaničko miješanje za sve testirane katalizatore. Pokretanje transesterifikacijske reakcije ultrazvučnom kavitacijom je energetski učinkovita i industrijski održiva alternativa za proizvodnju biodizela. Osim široko korištenih katalizatora KOH i NaOH, oba katalizatora guanidina, propil-2,3 dicikloheksilguanidin (PCHG) i 1,3-dicikloheksil 2 n-oktilguanidin (DCOG), prikazani su kao zanimljivi altrnativi za pretvorbu biodizela.
Mootabadi et al. (2010) istraživao ultrazvučno potpomognutu sintezu biodizela iz palmina ulja pomoću različitih katalizatora alkalnog metalnog oksida kao što su CaO, BaO i SrO. Aktivnost katalizatora u sintezi ultrazvučno potpomognutog biodizela uspoređena je s tradicionalnim procesom magnetskog miješanja, a utvrđeno je da je ultrazvučni proces pokazao 95,2% prinosa pomoću BaO-a u roku od 60 minuta vremena reakcije, koji inače uzimaju 3-4 h u konvencionalnom procesu miješanja. Za ultrazvučno potpomognutu transesterifikaciju u optimalnim uvjetima, 60 min je bilo potrebno za postizanje 95% prinosa u usporedbi s 2-4 h konvencionalnim miješanjem. Također, prinosi postignuti ultrazvukom u 60 minuta povećali su se s 5,5% na 77,3% koristeći CaO kao katalizatore, 48,2% na 95,2% koristeći SrO kao katalizatore, a 67,3% na 95,2 koristeći BaO kao katalizatore.

Ultrazvučno miješanje nadmašuje mehaničko miješanje u prinosu biodizela, vremenu i ukupnoj učinkovitosti. Za studiju, Hielscher UP200St ultrasonicator je korišten.

Proizvodnja biodizela pomoću različitih guanidina (3% mol) kao katalizatora. (A) Mehanički batchreactor za miješanje: (ulje metanola:kanole) 4:1, temperatura 65ºC; (B) Ultrazvučni reaktor serije: ultrasonicator UP200St, (ulje metanola:kanola) 4:1, 60% amplituda SAD-a, temperatura 35ºC. Ultrazvučno miješanje nadmašuje daleko mehaničko miješanje.
(Studija i grafikoni: Shinde i Kaliaguine, 2019.)

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučni reaktori visokih performansi za vrhunsku obradu biodizela

Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne procesore i reaktore visokih performansi za poboljšanu proizvodnju biodizela što rezultira većim prinosima, poboljšanom kvalitetom, skraćenim vremenom obrade i nižim troškovima proizvodnje.

Male i srednje razmjera Biodizel Reaktori

Ultrazvučni miješanje reaktora za proizvodnju biodizelaZa male i srednje proizvodnje veličina biodizela do 9ton / h (2900 gal / h), Hielscher vam se nudi UIP500hdT (500 vata), UIP1000hdT (1000 W), UIP1500hdT (1500 vata), i UIP2000hdT (2000 W) ultrazvučni modeli miksera s visokim smicanja. Ova četiri ultrazvučna reaktora su vrlo kompaktna, lako se integriraju ili retro-uklapaju. Izgrađeni su za teške operacije u teškim okruženjima. U nastavku ćete pronaći preporučene postavke reaktora za niz proizvodnih stopa.

tona / sat
gal / hr
1x UIP500hdT (500 vata)
00,25-0,5
80-160
1x UIP1000hdT (1000 W)
00,5-1,0
160-320
1x UIP1500hdT (1500 vata)
00,75-1,5
240-480
1x UIP2000hdT (2000 W)
1,0 do 2,0
320-640
2x UIP2000hdT (2000 W)
2.0 do 4.0
od 640. do 1280.
4xUIP1500hdT (1500 vata)
3.0 do 6.0
960-1920
6x UIP1500hdT (1500 vata)
4,5-9,0
1440-2880
6x UIP2000hdT (2000 W)
6,0-12,0
1920-3840

Reaktori industrijskog biodizela vrlo velike propusnosti

proizvodnja biodizelaZa proizvodne pogone industrijska proizvodnja biodizela Hielscher nudi UIP4000hdT (4 kW), UIP6000hdT (6kW), UIP10000 (10kW) i UIP16000hdT (16kW) ultrazvučni homogenizatori! Ovi ultrazvučni procesori dizajnirani su za kontinuiranu obradu visokih brzina protoka. UIP4000hdT, UIP6000hdT i UIP10000 mogu se integrirati u standardne pomorske teretne kontejnere. Alternativno, sva četiri modela procesora dostupna su u ormarima od nehrđajućeg čelika. Uspravna instalacija zahtijeva minimalan prostor. Ispod ćete pronaći preporučene postavke za tipične cijene industrijske prerade.

tona / sat
gal / hr
1x UIP6000hdT (6000 vata)
3.0 do 6.0
960-1920
3x UIP4000hdT (4000 vata)
6,0-12,0
1920-3840
5x UIP4000hdT (4000 vata)
10,0-20,0
3200-6400
3x UIP6000hdT (6000 vata)
9.0 do 18.0
2880 do 5880
3x UIP10000 (10.000 vata)
15,0-30,0
4800-9600
3x UIP16000hdT (16.000 vata)
24,0-48,0
7680 - 15,36 tisuća
5x UIP16000hdT
40,0-80,0
12,8 tisuća do 25,6 tisuća

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo koristite obrazac u nastavku kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Rado ćemo razgovarati o vašem procesu s vama i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratoriju, klupi, pilotskoj i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.



Književnost / Reference

Činjenice koje vrijedi znati

Biodizel Proizvodnja

Biodizel se proizvodi kada se trigliceridi pretvaraju u slobodni masni metil ester (FAME) kemijskom reakcijom poznatom kao transesterifikacija. Trigliceridi su gliceridi, u kojima je glicerol esterfiiran dugim lančanim kiselinama, poznatim kao masne kiseline. Ove masne kiseline su u izobilju prisutne u biljnom ulju i životinjskim mastima. Tijekom reakcije transesterifikacije trigliceridi prisutni u sirovini (npr. biljna ulja, istrošena ulja za kuhanje ili životinjske masti) reagiraju u prisutnosti katalizatora (npr. kalijevog hidroksida ili natrijevog hidroksida) s primarnim alkoholom (npr. metanol). U reakciji transesterifikacije biodizela, alkil esteri se formiraju iz sirovine biljnog ulja ili životinjske masti. Budući da se biodizel može proizvesti iz različitih sirovina kao što su djevičanska biljna ulja, otpadna biljna ulja, korištena ulja za prženje, životinjske masti kao što su loja i mast, količina slobodnih masnih kiselina (FFA) može se uvelike razlikovati. Postotak slobodnih masnih kiselina triglicerida ključan je čimbenik koji drastično utječe na proizvodni proces biodizela i rezultirajuću kvalitetu biodizela. Velika količina slobodnih masnih kiselina može ometati proces pretvorbe i pogoršati konačnu kvalitetu biodizela. Glavni problem je u tome što slobodne masne kiseline (FFA) reagiraju s alkalnim katalizatorima što rezultira stvaranjem sapuna. Stvaranje sapuna naknadno uzrokuje probleme s odvajanjem glicerola. Stoga sirovine koje sadrže velike količine FFA-a uglavnom zahtijevaju predobradu (takozvanu esterifikacijsku reakciju), tijekom koje se FFA-i pretvaraju u estere. Ultrasonication potiče obje reakcije, transesterifikaciju i esterifikaciju.
Pročitajte više o ultrazvučno potpomognutoj kiselinsko-kataliziranoj esterifikaciji i bazno kataliziranoj transesterifikaciji siromašnih ulja i masti na visokokvalitetni biodizel!


Visoke performanse ultrazvuka! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.