Biodízel algákból ultrahangos kezeléssel
Az algaolaj érdekes fenntartható alapanyag a biodízelgyártáshoz. Alternatívája az olyan népszerű alapanyagoknak, mint a szójabab, a repce és a pálma. Az ultrahangos kezelés javítja az olaj kivonását az algák sejtjeiből és a biodízel átalakítását.
A hagyományos olajos magvakhoz képest az algák hektáronként sokkal több olajat termelnek. Míg a szójabab általában kevesebb, mint 50 gallon olajat termel hektáronként, és a repce hektáronként kevesebb, mint 130 gallont termel, az algák hektáronként akár 10 000 gallont is termelhetnek. Különösen a kovamoszatok és a zöld algák jó források a biodízel előállításához.
A többi növényhez hasonlóan az algák lipidek formájában tárolják az energiát. Különböző módszerek vannak az olajok kivonására, mint például préselés, hexán oldószeres mosás és ultrahangos extrakció.
Az algaolaj ultrahangos extrakciója
A folyadékok intenzív szonikálása hanghullámokat generál, amelyek a folyékony közegbe terjednek, ami váltakozó nagynyomású és alacsony nyomású ciklusokat eredményez. Az alacsony nyomású ciklus során nagy intenzitású kis vákuumbuborékok keletkeznek a folyadékban. Amikor a buborékok elérnek egy bizonyos méretet, hevesen összeomlanak egy nagynyomású ciklus során. Ezt hívják kavitációnak. Az implózió során nagyon nagy nyomású és nagy sebességű folyadéksugarak keletkeznek helyben. A keletkező nyíróerők mechanikusan megtörik a sejtszerkezetet és javítják az anyagátadást. Ez a hatás támogatja a lipidek kivonását az algákból.
Az ultrahangos keverés javítja a biodízel konverziós sebességét, növeli a hozamot és megtakarítja a felesleges metanolt és katalizátort. A képen látható az 3x UIP1000hdT (mindegyik 1kW) telepítése egy biodízel üzemben.
Az alábbi táblázat a különböző térfogatáramok jellemző energiaigényét mutatja. Az ultrahangos rendszer általában inline integrált. Az ultrahangos reaktor könnyen felszerelhető a meglévő létesítményekbe, javítva az algák kivonását.
|
Áramlási sebesség
|
Hatalom
|
|---|---|
|
20 – 100L / óra
|
|
|
80 – 400L / óra
|
|
|
0.3 – 1,5 m³/óra
|
|
|
2 – 10m³/óra
|
|
|
20 – 100m³/óra
|
Ultrahangos készítmény algaolaj hideg préseléséhez
Különösen préselés céljából szükséges a sejtzavar megfelelő ellenőrzése, hogy elkerülhető legyen az összes intracelluláris termék akadálytalan felszabadulása, beleértve a sejttörmeléket is, vagy a termék denaturációját. A sejtszerkezet megtörésével a sejtekben tárolt több lipid szabadulhat fel külső nyomás alkalmazásával.
Az algaolaj ultrahangos oldószeres extrakciója
Az ultrahangos hullámok nagynyomású ciklusai támogatják az oldószerek, például a hexán diffúzióját a sejtszerkezetbe. Mivel az ultrahang mechanikusan megszakítja a sejtfalat a kavitációs nyíróerőkkel, megkönnyíti a lipidek átvitelét a sejtből az oldószerbe. Miután az olaj feloldódott a ciklohexánban, a pulpát/szövetet kiszűrjük. Az oldatot desztilláljuk, hogy elválasszuk az olajat a hexántól. Gyúlékony folyadékok vagy oldószerek veszélyes környezetben történő ultrahangos kezelésére a Hielscher FM és ATEX tanúsítvánnyal rendelkező ultrahangos rendszereket kínál, mint például a UIP1000-Exd.
Az ultrahangos kezelés megkönnyíti az algák betakarítását. Olvasson többet az ultrahangos algagyűjtésről!
Az algaolaj ultrahangos enzimatikus extrakciója
Erős szinergikus hatások figyelhetők meg az enzimatikus kezelés és az ultrahang kombinálásakor. A kavitáció segíti az enzimeket a szövetbe való behatolásban, ami gyorsabb extrakciót és magasabb hozamot eredményez. Ebben az esetben a víz oldószerként működik, és az enzimek lebontják a sejtfalakat.
Tudjon meg többet az ultrahangos algaolaj-kivonásról!
Kattintson ide, ha többet szeretne olvasni az ultrahangos kezelésről a biodízelgyártásban!
Ultrahangos algaolaj-feldolgozás a kísérleti skálától a termelésig
Javasoljuk a kísérleti méretpróbákat, pl. 1 kW-os rendszerek használatával. Ez megmutatja az adott folyamatáram általános hatásait és javulását. Minden eredmény lineárisan felskálázható nagy folyamatfolyamokra. Örömmel megvitatjuk Önnel a folyamatot, és további lépéseket javasolunk.
Az ultrahangos biodízelkeverés hatalmas előnye az eljárás energiahatékonysága. Olvasson többet az ultrahangos biodízelreaktorok által elért energiamegtakarításról!
Az ultrahangos észterezés és az átészterezés kötegelt vagy folyamatos inline folyamatként futtatható. A diagram a biodízel (FAME) transzészterficáció ultrahangos inline folyamatát mutatja.
Ultrahangos ipari rendszer áramlási cellával inline biodízel-észterezéshez és átészterezéshez.
Közepes méretű és nagyméretű ultrahangos készülékek ipari biodízel termeléshez
A Hielscher Ultrasonics ipari minőségű, közepes méretű, valamint nagyméretű ipari ultrahangos processzorokat szállít a biodízel hatékony előállításához bármilyen mennyiségben. Minden rendszer használható bármilyen alapanyag átészterezésének javítására, beleértve az algaolajat, növényi olajokat, állati zsírokat, hulladékolajokat stb.
Mivel a Hielscher portfólió ultrahangos rendszereket fed le bármilyen termelési kapacitáshoz, ideális megoldást kínálunk mind a kistermelők, mind a nagyvállalatok számára. Az ultrahangos biodízel átalakítás kötegelt vagy folyamatos inline folyamatként működtethető. A telepítés és üzemeltetés egyszerű, biztonságos és megbízhatóan nagy teljesítményt és kiváló biodízel minőséget biztosít.
Az alábbiakban megtalálja az ajánlott reaktorbeállításokat a különböző termelési arányokhoz.
|
tonna/óra
|
gal/óra
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdt |
0.25-től 0,5-ig
|
80 és 160 között
|
| 1x UIP1000hdt |
0.5-től 1,0-ig
|
160 és 320 között
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75-től 1,5-ig
|
240 és 480 között
|
| 2x UIP1000hdt |
1,0-tól 2,0-ig
|
320 és 640 között
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5-től 3,0-ig
|
480 és 960 között
|
| 4-szer UIP1500hdT |
3,0 és 6,0 között
|
960 és 1920 között
|
| 6-szor UIP1500hdT |
4,5-től 9,0-ig
|
1440 és 2880 között
|
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / 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.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.