Biodízel az algákból Ultrasonication használatával
Az algaolaj érdekes fenntartható nyersanyag a biodízelgyártáshoz. Alternatívát jelent a népszerű nyersanyagok, például a szója, a repce és a tenyér számára. Az ultrahangos kezelés javítja az olaj kinyerését az alga-sejtekből és a biodízelhez való átalakulást.
A hagyományos olajos magvakhoz képest az algák sokkal több olajat adnak acreért. Bár a szójabab általában kevesebb mint 50 gallon olajat nyer, és a repcemagok kevesebb mint 130 gallon / hektárt termelnek, az algák akár hektáronként akár 10 000 gallon is lehetnek. Különösen a diatómák és a zöld algák jótékony forrásai a biodízel előállításához.
Az egyéb növényekhez hasonlóan az algák lipid formájában tárolják az energiát. Különböző módszerek vannak az olajok extrahálására, például préselésre, hexán oldószeres mosására és Ultrahangos kitermelése.
Ultrahangos kitermelése
A folyadékok intenzív szonikálása olyan hanghullámokat generál, amelyek a folyékony közegbe jutnak, és váltakozó nagynyomású és alacsony nyomású ciklusokat eredményeznek. Az alacsony nyomású ciklus alatt a folyadékban nagy intenzitású kis vákuum buborékok keletkeznek. Amikor a buborékok bizonyos méreteket érnek el, hevesen összeomlik a nagynyomású ciklus alatt. Ezt nevezik kavitációnak. Az implozion alatt nagyon nagy nyomás és nagy sebességű folyadék-fúvókák készülnek helyben. A keletkező nyíróerők mechanikusan megtörik a sejtszerkezetet, és javítják az anyagátadást. Ez a hatás támogatja a lipidek extrakcióját az algákból.
| A jobb oldali táblázat a különböző térfogatáramok tipikus teljesítményigényét mutatja. Az ultrahangos rendszer általában beépített. Az ultrahangos reaktor könnyen felszerelhető a meglévő létesítményekbe, javítva az algák kinyerését. |
|
Ultrahangos előkészítés hideg préseléshez
Különösen a sajtolás céljára a sejtszakadás megfelelő ellenőrzésére van szükség annak érdekében, hogy elkerüljük az összes intracelluláris termék, beleértve a sejt törmeléket vagy a termék denaturálódását. A sejtszerkezet megtörésével a sejtekben tárolt lipidek felszabadulhatnak külső nyomás alkalmazásával.
Ultrahangos oldószer-kivonás
Az ultrahangos hullámok nagynyomású ciklusai támogatják az oldószerek diffúzióját, például a hexánt a sejtszerkezetbe. Mivel az ultrahang a sejtfalat mechanikusan megszakítja a kavitációs nyíróerőkkel, elősegíti a lipidek cellából történő átadását az oldószerbe. A ciklohexánban feloldott olaj után a cellulózt / szövetet kiszűrjük. Az oldatot desztilláljuk, hogy az olajat elkülönítsük a hexánból. Gyúlékony folyadékok vagy oldószerek veszélyes környezetben való szonikálásához a Hielscher FM és ATEX tanúsítvánnyal rendelkező ultrahangos rendszereket, például UIP1000-exd.
Ultrahangos enzimatikus extrakció
Erős szinergetikus hatások figyelhetők meg az enzimatikus kezelés ultrahangos kezelésével. A kavitáció segíti az enzimeket a szövet behatolásában, ami gyorsabb extrakciót és nagyobb hozamot eredményez. Ebben az esetben a víz oldószerként működik, és az enzimek lebontják a sejtfalakat.
Biodízel az algaolajból
Az ultrahangosítás alkalmazása a biodízel algákból történő előállítására nem korlátozódik az alga kivonására. A biodízelt az algaolajból kémiai konverziós eljárással állítják elő, amelyet átészterezésnek neveznek. A hő, a mechanikai keverés és a katalitikus vegyi anyagok használata ellenére ez az átalakítás kb. 4-6 óra.
Az ultrahangosítás javítja a keverést és növeli a reagensek kémiai reaktivitását. Ez csökkenti a vegyi átalakításhoz szükséges időt 90% -kal, ami teljesen új perspektívát jelent a biodízelgyártáshoz. A tételből történő adagolás helyett a reaktánsokat folyamatosan összekeverjük, majd egy reaktoroszlopon szivattyúzzuk. A tartózkodási idő kb. 1 óra elegendő ahhoz, hogy az átalakítás befejeződjön. A centrifuga elválasztja a glicerint a biodízeltől. A biodízel mosása és szárítása után készen áll a használatra. Más előnyök közé tartozik a tri-glicerid molekulák teljesebb átészterezése, ami azt jelenti, hogy több olajat valójában biodízelké alakítanak át. Ezenkívül kevesebb alkoholt és katalizátort igényel – a termelési költségek csökkentése és a környezeti hatás javítása. Kattintson ide, ha többet szeretne tudni az ultrasonicációról a biodízelgyártásban.
A Pilot Scale-tól a gyártásig
Javasoljuk a kísérleti skála teszteket, pl. 1kW-os rendszerek használatát. Ez megmutatja az adott folyamatfolyamat általános hatásait és javítását. Minden eredményt lineárisan lehet nagyítani a nagy folyamatáramokra. Örömmel fogjuk tárgyalni Önnel a folyamatot, és további lépéseket javasolunk.