Biodízel algákból ultrahangos kezeléssel
Az algaolaj érdekes, fenntartható alapanyag a biodízelgyártáshoz. Alternatívát kínál az olyan népszerű alapanyagokkal szemben, mint a szójabab, a kanolarepce és az olajpálma. Az ultrahangos kezelés javítja az olaj kinyerését az algasejtekből és biodízellé alakítását.
A hagyományos olajnövényekhez képest az algák acre-enként sokkal több olajat adnak. Míg a szójabab jellemzően acre-enként kevesebb mint 50 gallon olajat, a repce pedig acre-enként kevesebb mint 130 gallon olajat ad, az algák olajhozama acre-enként akár 10 000 gallon is lehet. Különösen a kovamoszatok és a zöldalgák jelentenek jó forrást a biodízel előállításához.
Más növényekhez hasonlóan az algák is lipidek formájában tárolják az energiát. Az olajok kinyerésére különféle módszerek állnak rendelkezésre, például a préselés, a hexános oldószeres mosás és az ultrahangos extrakció.
Algaolaj ultrahangos extrakciója
A folyadékok intenzív ultrahangos kezelése hanghullámokat kelt, amelyek a folyékony közegben terjedve váltakozó nagy- és kisnyomású ciklusokat hoznak létre. A kisnyomású ciklus során nagy intenzitású, apró vákuumbuborékok keletkeznek a folyadékban. Amikor a buborékok elérnek egy bizonyos méretet, egy nagynyomású ciklus során hevesen összeomlanak. Ezt nevezzük kavitációnak. Az összeomlás során helyileg nagyon nagy nyomások és nagy sebességű folyadéksugarak keletkeznek. Az így létrejövő nyíróerők mechanikusan megbontják a sejtszerkezetet és javítják az anyagátadást. Ez a hatás elősegíti a lipidek kinyerését az algákból.
Az ultrahangos keverés javítja a biodízel konverziós arányát, növeli a hozamot, és csökkenti a feleslegben használt metanol és katalizátor mennyiségét. A képen 3x UIP1000hdT (egyenként 1kW) telepítése látható egy biodízelüzemben.
Az alábbi táblázat a különböző térfogatáramokhoz tartozó jellemző teljesítményigényeket mutatja. Az ultrahangos rendszert általában közvetlenül a folyamatvezetékbe építik be. Az ultrahangos kezelőreaktor egyszerűen utólag is beépíthető a meglévő létesítményekbe, javítva az algák extrakcióját.
|
Térfogatáram
|
Teljesítmény
|
|---|---|
|
20 – 100L/hr
|
|
|
80 – 400L/hr
|
|
|
0,3 – 1,5m³/hr
|
|
|
2 – 10m³/hr
|
|
|
20 – 100m³/hr
|
Ultrahangos előkészítés az algaolaj hidegpréseléséhez
Különösen a préseléshez szükséges a sejtfeltárás megfelelő szabályozása, hogy elkerülhető legyen az összes sejten belüli anyag, köztük a sejttörmelék korlátlan felszabadulása, illetve a termék denaturációja. A sejtszerkezet megbontásával külső nyomás alkalmazásakor több, a sejtekben tárolt lipid szabadítható fel.
Algaolaj ultrahangos oldószeres extrakciója
Az ultrahanghullámok nagynyomású ciklusai elősegítik az oldószerek, például a hexán diffúzióját a sejtszerkezetbe. Mivel az ultrahang a kavitációs nyíróerők révén mechanikusan megbontja a sejtfalat, megkönnyíti a lipidek átjutását a sejtből az oldószerbe. Miután az olaj feloldódott a hexánban, a pépet/szövetet kiszűrik. Az oldatot desztillálják, hogy elválasszák az olajat a hexántól. Gyúlékony folyadékok vagy oldószerek veszélyes környezetben végzett ultrahangos kezeléséhez a Hielscher FM- és ATEX-tanúsítvánnyal rendelkező ultrahangos rendszereket kínál, például a UIP1000-Exd készüléket.
Az ultrahangos kezelés megkönnyíti az algák betakarítását. Olvasson többet az algák ultrahangos betakarításáról!
Algaolaj ultrahangos enzimatikus extrakciója
Erős szinergikus hatások figyelhetők meg az enzimatikus kezelés és az ultrahangos kezelés kombinálásakor. A kavitáció segíti az enzimek behatolását a szövetbe, ami gyorsabb extrakciót és nagyobb hozamot eredményez. Ebben az esetben a víz oldószerként működik, az enzimek pedig lebontják a sejtfalakat.
Tudjon meg többet az algaolaj ultrahangos extrakciójáról!
Kattintson ide, és olvasson többet az ultrahangos kezelés biodízelgyártásban való alkalmazásáról!
Algaolaj ultrahangos feldolgozása a kísérleti üzemi léptéktől a termelésig
Kísérleti üzemi léptékű próbákat javasolunk, például 1kW teljesítményű rendszerekkel. Ezek megmutatják az általános hatásokat és az Ön konkrét technológiai anyagáramánál elérhető javulást. Minden eredmény lineárisan felskálázható nagy technológiai anyagáramokra. Örömmel megvitatjuk Önnel a folyamatát, és javaslatot teszünk a további lépésekre.
Az ultrahangos biodízelkeverés egyik hatalmas előnye a folyamat energiahatékonysága. Olvasson többet az ultrahangos biodízelreaktorokkal elért energiamegtakarításról!
Az ultrahangos észterezés és átészterezés szakaszos vagy folyamatos, a folyamatvezetékbe integrált eljárásként is végezhető. Az ábra a biodízel (FAME) átészterezésének a folyamatvezetékbe integrált ultrahangos eljárását mutatja.
Ultrahangos ipari rendszer átfolyó cellával, a biodízel folyamatvezetékbe integrált észterezéséhez és átészterezéséhez.
Közepes méretű és nagyüzemi ultrahangos készülékek ipari biodízelgyártáshoz
A Hielscher Ultrasonics ipari kivitelű, közepes méretű, valamint nagyüzemi ipari ultrahangos feldolgozóberendezéseket szállít a biodízel hatékony előállításához, bármilyen mennyiségben. Minden rendszer használható bármilyen alapanyag átészterezésének javítására, beleértve az algaolajat, a növényi olajokat, az állati zsírokat, a hulladékolajokat stb.
Mivel a Hielscher kínálata minden termelési kapacitáshoz tartalmaz ultrahangos rendszereket, ideális megoldást tudunk kínálni mind a kis termelőknek, mind a nagyvállalatoknak. Az ultrahangos biodízel-konverzió szakaszos vagy folyamatos, a folyamatvezetékbe integrált eljárásként is végezhető. A telepítés és az üzemeltetés egyszerű, biztonságos, és megbízhatóan nagy kibocsátást biztosít kiváló minőségű biodízelből.
Az alábbiakban különböző termelési ütemekhez ajánlott reaktorkonfigurációkat talál.
|
ton/hr
|
gal/hr
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0,25 – 0,5
|
80 – 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0,5 – 1,0
|
160 – 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0,75 – 1,5
|
240 – 480
|
| 2x UIP1000hdT |
1,0 – 2,0
|
320 – 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 – 3,0
|
480 – 960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 – 6,0
|
960 – 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 – 9,0
|
1440 – 2880
|
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszpergáláshoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari léptékben.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.