Biodízel szintetizált keresztül transzészter felhasználásával bázis-katalizátor. Ha azonban a nyersanyagot, például a magas szabad zsírsavtartalmú, alacsony minőségű hulladéknövényt használják, az észterezés kémiai előkezelési lépésére van szükség savaskatatinst használatával. Hozzákeverésével és a sonochemical és sonomechanical hatások hozzájárulnak mind a reakció típusok és növeli a hatékonyságát biodízel átalakítás drámaian. Ultrahangos biodízel termelés jelentősen gyorsabb, mint a hagyományos biodízel szintézis, eredményez magasabb biodízel hozam és a minőség és megmenti reagensek, mint a metanol és a katalizátor.

Biodízel átalakítás power ultrahanggal

A biodízelhez a zsírsav-észtereket növényi olajok és állati zsírok (pl. faggyú) transzészteresítése során állítják elő. A transzészterifikációs reakció során a glicerinkomponenst egy másik alkohol, például metanol váltja fel. A magas szabad zsírsavakat tartalmazó alapanyagok, pl. növényi hulladékolajok (WVO) a szappanképződés elkerülése érdekében a sav-észterezés előkezelését igénylik. Ez a savas katalízis folyamat egy nagyon lassú reakció, ha hagyományos tétel módszerként végzik. A lassú észterezési folyamat felgyorsításának megoldása a teljesítmény ultrahang alkalmazása. Szonikálás jelentős javulást ér el a reakció sebessége, átalakítás és biodízel hozam, mint a sonochemical hatásai nagy teljesítményű ultrahang elősegíti és fokozza a savas katalízis. Ultrahangos kavitáció biztosítja a szonomechanikus erők, azaz a magas nyíró keverés, valamint a sonochemical energia. Ezek mindkét típusú ultrahangos hatás (szonomechanikus és sonochemical) viszont a sav-katalizáló észterezés egy gyors reakció igénylő kevesebb katalizátor.

Hogyan működik ultrahangos biodízel konverziós munka?

Hozzákeverésével különböző fázisok között a transzészterifikáció (más néven alkoholosodás ) és észterezés alapja a javítása keverés, valamint a megnövekedett hő-és tömeg transzfer. Ultrahangos keverés alapja az elv akusztikus kavitáció, amely eredményeként berobbanó vákuum buborékok a folyadékban. Az akusztikus kavitációt nagy nyíróerők és turbulenciák, valamint nagyon magas nyomás- és hőmérsékletkülönbségek jellemzik. Ezek az erők elősegítik az átészterezés / észterezés kémiai reakcióját, és fokozzák a tömeg- és hőátadást, ezáltal jelentősen javítva a biodízel átalakítás reakcióját.

A trigliceridek biodízelbe (FAME) történő áteresztődése szonikálással gyorsított reakciót és lényegesen nagyobb hatékonyságot eredményez.

Az ultrahangos alkalmazása a biodízel átalakítás során tudományosan és iparilag bizonyítottan javítja a folyamat hatékonyságát. A folyamathatékonyság javulása a csökkentett energiafogyasztásnak és működési költségeknek, valamint az alkoholfogyasztás (azaz a metanol) csökkenésének, a katalizátor nélküli és jelentősen rövidített reakcióidőnek tudható be. A fűtés energiaköltsége megszűnik, mivel nincs szükség külső fűtésre. Ezenkívül a biodízel és a glicerin fázisszétválasztása egyszerűbb, rövidebb fázisszétválasztási idővel. Az ultrahang kereskedelmi célú felhasználásának fontos tényezője a biodízelgyártásban az egyszerű méretezés bármilyen térfogatra, a megbízható és biztonságos működés, valamint az ultrahangos berendezések robusztussága és megbízhatósága (ipari szabvány, amely képes folyamatosan 24/7/365 teljes terhelés mellett futni).

Ultrahangos ipari rendszer áramláscellával a inline biodízel észterezéshez és transzészterizációhoz.

Ultrahangosan támogatott két lépésben biodízel átalakítás alkalmazása sav- és alap-katalizt reakció lépések

A magas FFA-tartalmú alapanyagokra a biodízelgyártást savként vagy báziskatalázs reakcióként, kétfázisú eljárás során végzik. Ultrahang hozzájárul két mindkét típusú reakciók, a sav-katalázott észterezés, valamint az alap-katalizt transzészter:

Sav-katalázott észterezés ultrahanggal

Az alapanyagban lévő szabad zsírsavak feleslegének kezeléséhez az észterezés folyamatára van szükség. Kénsav általánosan használt savas katalizátor.

• Készítsünk alapanyagot szennyező anyagokból és vízből szűrjük és finomítjuk.
• Oldjuk fel a katalizátort, nevezetesen a kénsavat metanolban. A katalizátor/ metanol és az alapanyag takarmányáramát hőcserélőn és statikus keverőn keresztül, hogy nyers előkeveréket kapjon.
• A katalizátor és az alapanyag előkeveréke közvetlenül az ultrahangos reakciókamrába kerül, ahol az ultrafinom keverés és a sonochemistry hatályba lép, és a szabad zsírsavakat biodízellá alakítják át.
• Végül víztelenítse a terméket, és táplálja be a második szakaszba - az ultrahangos átészterezésbe. A savas nedves metanol visszanyerés, szárítás és semlegesítés után készen áll az újrafelhasználásra.
• A nagyon magas FFA tartalmazó alapanyagok, a recirkulációs beállítás talán szükséges, hogy csökkentse az FFA ésszerű szintre, mielőtt az átészterezési lépés.

Észterezési reakció savas katalizátorral:
FFA + Alkohol → Észter + Víz

Alapkatalizált transzészterezés ultrahanggal

Az alapanyagot, amely jelenleg csak kis mennyiségű nemzetközi pénzügyi keretet tartalmaz, közvetlenül az átészterezési szakaszba lehet táplálni. Leggyakrabban nátrium-hidroxidot vagy kálium-hidroxidot (NaOH, KOH) használnak alap katalizátorként.

• Oldjuk fel a katalizátort, nevezetesen a kálium-hidroxidot metanolban, és tápláljuk a katalizátor/ metanol és az előkevesített alapanyagok áramát egy statikus keverőn keresztül, hogy nyers előkeveréket kapjunk.
• Táplálja az előkeveréket közvetlenül az ultrahangos reakciókamrába a kavitációs nagy nyíró keveréshez és a sonokémiai kezeléshez. Ennek a reakciónak a termékei az alkil-észterek (azaz a biodízel) és a glicerin. A glicerin szétválasztható ülepítéssel vagy centrifugálással.
• Az ultrahangos gyártású biodízel kiváló minőségű, és gyors, energiatakarékos és költséghatékony metanol és katalizátor megtakarítással.

Transzészterifikációs reakció bázis katalizátorral:
Olaj / Zsír + → Biodízel + Glicerin

Metanol használata & Metanol hasznosítás

A metanol kulcsfontosságú összetevő a biodízelgyártás során. Az ultrahangos meghajtású biodízel átalakítás lehetővé teszi a metanol jelentősen csökkentett használatát. Ha most arra gondolsz, hogy "nem érdekel a metanol használata, mivel egyébként is visszanyerem", akkor gondold át és gondold át a túlzott magas energiaköltséget, amely a párolgási lépésre vonatkozik (pl. desztillációs oszlop használatával), amely szükséges a metanol szétválasztásához és újrahasznosításához.
A metanolt általában azután távolítják el, hogy a biodízelt és a glicerint két rétegre különítjük, megakadályozva a reakció megfordulása. A metanolt ezután megtisztítják és újrahasznosítják a folyamat kezdetig. Biodízel előállítása ultrahangos hajtású észterezéssel és transzészterifikációval, képes drasztikusan csökkenteni a metanol használatát, ezáltal csökkentve a metanol visszanyerés túlzott magas energiafelhasználását. A Hielscher ultrahangos reaktorok használata akár 50%-kal csökkenti a szükséges mennyiségű felesleges metanolt. Az 1:4 vagy 1:4.5 közötti moláris arány (olaj: metanol) elegendő a legtöbb alapanyaghoz, ha Hielscher ultrahangos keverést használ.

Ultrahangos fokozott biodízel konverziós hatékonyság – Tudományosan bizonyított

Számos kutatócsoport vizsgálta a biodízel ultrahangos transzészterifikációjának mechanizmusát és hatásait. Például, a kutatócsoport a Sebayan Darwin bizonyította, hogy ultrahangos kavitáció növelte a kémiai aktivitás és a reakció aránya, ami jelentősen megnövekedett észter kialakulását. Az ultrahangos technika 5 percre csökkentette a transzészterifikációs reakcióidőt – a mechanikus keverési feldolgozásra vonatkozó 2 órához képest. A triglicerid (TG) átalakítása FAME-re hozzákeverésével 95,6929%wt-t kapott 6:1-es metanol-olaj moláris aránnyal és 1%wt nátrium-hidroxiddal katalizátorként. (vö. Darwin és mtsai. 2010)

Közepes méretű és nagyméretű ultrahangos biodízel feldolgozáshoz

Hielscher Ultrasonics’ ellátja a kis-közepes méretű, valamint a nagy léptékű ipari ultrahangos processzorok a hatékony termelés biodízel bármilyen mennyiségben. Kínál ultrahangos rendszer bármilyen skálán, Hielscher kínál az ideális megoldás mind a kistermelők és a nagyvállalatok. Ultrahangos biodízel átalakítás lehet működtetni tételként vagy folyamatos inline folyamat. A telepítés és a működés egyszerű, biztonságos, és megbízhatóan magas teljesítményt nyújt kiváló biodízel minőségben.
Az alábbiakban megtalálja az ajánlott reaktor beállításokat egy sor termelési árak.