Dalle Alghe al Biodiesel grazie Agli Ultrasuoni

L’olio di alghe è una materia prima interessante ed ecosostenibile per la produzione di biodiesel. È una valida alternativa ad altre comuni materie prime, quali soia, colza e olio di palma. Al giorno d’oggi, grazie agli ultrasuoni, estrarre l’olio dalle cellule delle alghe sarà più semplice, come sarà altrettanto semplice convertirlo in biodiesel.

Si possono osservare forti effetti sinergici combinando il trattamento enzimatico con la sonicazione.L’olio di alghe è una materia prima interessante ed ecosostenibile per la produzione di biodiesel. È una valida alternativa ad altre comuni materie prime, quali soia, colza e olio di palma. Al giorno d’oggi, grazie agli ultrasuoni, estrarre l’olio dalle cellule delle alghe sarà più semplice, come sarà altrettanto semplice convertirlo in biodiesel.

Rispetto alle tradizionali colture di semi oleosi, le alghe sono in grado di produrre molto più olio a parità di dimensioni di coltivazioni. Mentre la soia è in grado di produrre circa 50 litri di olio per ettaro e la colza circa 130 galloni per acro, le alghe invece possono produrre fino a 10.000 galloni per acro. In particolare, le alghe diatomee e le alghe verdi sono ottime materie prime per la produzione di biodiesel, perché come molte altre piante, hanno la capacità di immagazzinare energia sotto forma di lipidi. Diversi sono i metodi di estrazione dell’olio dalle alghe, tra cui spicca l’utilizzo degli ultrasuoni. Clicca qui per leggere piú sulla estrazione ad ultrasuoni.

Estrazione a ultrasuoni dell'olio di alga

Grazie all’intenso processo di sonicazione, composto da cicli ad alta e a bassa pressione, le onde sonore si propagano nei liquidi. Durante il ciclo di bassa pressione, si vengono a formare nel liquido delle piccole bolle sottovuoto. Quando le bolle raggiungono una certa dimensione, durante il ciclo ad alta pressione collassano violentemente. Questo procedimento prende il nome di cavitazione. Durante i momenti di implosione, a seguito delle elevate pressioni, vengono prodotti localmente dei getti liquidi. Le forze applicate rompono meccanicamente la struttura cellulare agevolando il trasferimento di materiale, infatti questo effetto facilita il processo di estrazione di lipidi dalle alghe.

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3x UIP1000hdT ultrasonicators for highly efficient biodiesel transesterification using algae oil

La miscelazione a ultrasuoni migliora il tasso di conversione del biodiesel, aumenta la resa e risparmia il metanolo e il catalizzatore in eccesso. L'immagine mostra l'installazione di 3x UIP1000hdT (ciascuno 1kW) in un impianto di biodiesel.

La tabella sottostante mostra l’energia necessaria per diversi volumi di flussi. Il sistema ad ultrasuoni è generalmente integrato in linea. Gli ultrasuoni possono essere facilmente inseriti in strutture esistenti, per migliorare l'estrazione delle alghe.
Portata
Potenza
20100L/h
80400L/h
0,31,5 m³/h
210 m³/h
20100 m³/h

Preparazione a ultrasuoni per la spremitura a freddo dell'olio d'alga

Per una corretta spremitura, è necessario un buon controllo della disgregazione delle cellule, per evitare che vengano rilasciati prodotti intracellulari indesiderati, come ad esempio i detriti cellulari o per evitare la denaturazione del prodotto. Rompendo la struttura cellulare, i lipidi immagazzinati all’interno delle cellule possono essere liberati mediante l'applicazione di pressioni esterne.

Estrazione ultrasonica con solvente dell'olio di alga

I cicli di alta pressione delle onde ultrasonore aiutano la diffusione di solventi (ad esempio l’esano) nella struttura cellulare. Gli ultrasuoni, grazie all’applicazione di forze di taglio cavitazionale, rompono meccanicamente le pareti cellulari, facilitando così il trasferimento dei lipidi dalla cellula al solvente. Dopo la dissoluzione dell'olio nel cicloesano il tessuto/la polpa vengono filtrati. La soluzione viene distillata per separare l'olio dall'esano. Per la sonicazione di liquidi infiammabili o di solventi in ambienti pericolosi Hielscher è in grado di offrire sistemi appositi, quali il sistema FM e il sistema di sonicazione certificato ATEX, come ad esempio il UIP1000-Exd.

Estrazione enzimatica a ultrasuoni dell'olio di alga

Quando si combinano il trattamento enzimatico con il processo di sonicazione si possono osservare importanti sinergie. La cavitazione aiuta gli enzimi a penetrare nel tessuto, comportando conseguentemente una estrazione più veloce e quindi rese più elevate. In questo caso l'acqua agisce come solvente e gli enzimi degradano le pareti cellulari.

Dall'Olio di Alga al Biodiesel

Clicca qui per saperne più sulla sonicazione nella produzione di biodiesel.

Trattamento ultrasonico dell'olio di alga dalla scala pilota alla produzione

Si consiglia di effettuare prove su scala pilota, ad esempio utilizzando sistemi da 1 kW. Questo mostrerà gli effetti generali e i miglioramenti per il vostro particolare flusso di processo.Si consiglia inizialmente di eseguire sperimentazioni a livello laboratoriale, utilizzando ad esempio sistemi da 1kW. Da questi test si potranno riscontrare i miglioramenti generali per il flusso di processo desiderato. Tutti i risultati possono essere poi replicati su flussi di grandi dimensioni. Hielscher sarà lieta di discutere con i propri clienti del processo più adatto alle loro necessità, fornendo consigli preziosi.

Process chart showing the biodiesel process in continuous flow mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

L'esterificazione e la transesterificazione a ultrasuoni possono essere eseguite come processo in batch o continuo in linea. Il grafico mostra il processo in linea a ultrasuoni per la transesterificazione del biodiesel (FAME).


Hielscher ultrasonic reactor for biodiesel transesterification with superior process efficiency

Sistema industriale a ultrasuoni con cella di flusso per l'esterificazione e la transesterificazione in linea del biodiesel.

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Ultrasuoni di medie e grandi dimensioni per la produzione industriale di biodiesel

Ultrasuoni Hielscher’ fornisce processori a ultrasuoni industriali di medie e grandi dimensioni per la produzione efficiente di biodiesel a qualsiasi volume. Tutti i sistemi possono essere utilizzati per migliorare la transesterificazione di qualsiasi tipo di materie prime, tra cui olio di alghe, oli vegetali, grassi animali, oli di scarto, ecc.
Poiché il portafoglio della Hielscher comprende sistemi a ultrasuoni per qualsiasi capacità di produzione, possiamo offrire la soluzione ideale sia per i piccoli produttori che per le grandi aziende. La conversione di biodiesel a ultrasuoni può essere utilizzata come processo in batch o come processo continuo in linea. L'installazione e il funzionamento sono semplici, sicuri e danno risultati elevati e affidabili di qualità superiore del biodiesel.
Di seguito troverete le configurazioni del reattore raccomandate per una gamma di tassi di produzione.

ton/ora
gal/ora
1x UIP500hdT
0.25 a 0,5
Da 80 a 160
1x UIP1000hdT
0.5 a 1,0
Da 160 a 320
1x UIP1500hdT
0.75 a 1,5
da 240 a 480
2x UIP1000hdT
Da 1,0 a 2,0
da 320 a 640
2x UIP1500hdT
Da 1,5 a 3,0
da 480 a 960
4x UIP1500hdT
Da 3,0 a 6,0
Dal 960 al 1920
6x UIP1500hdT
Da 4,5 a 9,0
da 1440 a 2880

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Si prega di utilizzare il modulo sottostante per richiedere ulteriori informazioni sui processori ad ultrasuoni, le applicazioni e il prezzo. Saremo lieti di discutere il vostro processo con voi e di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze!









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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.

Letteratura / Referenze




High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.