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.

Come altre piante, le alghe immagazzinano energia sotto forma di lipidi. Ci sono vari metodi per estrarre gli oli, come la pressatura, il lavaggio con solvente esano e l'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.

3x UIP1000hdT ultrasuoni per la transesterificazione altamente efficiente del biodiesel con olio di alga

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 3 UIP1000hdT (ogni 1kW) in un impianto di biodiesel.

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Estrazione a batch a ultrasuoni

Estrazione a ultrasuoni di prodotti botanici - Lotto da 30 litri - UIP2000hdT

La tabella seguente mostra i requisiti di potenza tipici per vari flussi di volume. Il sistema a ultrasuoni è generalmente integrato in linea. Il reattore ad ultrasuoni può essere facilmente installato in impianti esistenti, migliorando 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 ultrasoniche favoriscono la diffusione dei solventi, come l'esano, nella struttura cellulare. Poiché gli ultrasuoni rompono meccanicamente la parete cellulare grazie alle forze di taglio della cavitazione, facilitano il trasferimento dei lipidi dalla cellula al solvente. Dopo che l'olio si è dissolto nel cicloesano, la polpa/tessuto viene filtrata. La soluzione viene distillata per separare l'olio dall'esano. Per la sonicazione di liquidi o solventi infiammabili in ambienti pericolosi, la Hielscher offre sistemi a ultrasuoni certificati FM e ATEX, come l'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.

Grafico di processo che mostra il processo del biodiesel in modalità di flusso continuo. Gli ultrasuoni possono migliorare significativamente l'esterificazione e la transesterificazione.

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).


Reattore ad ultrasuoni Hielscher per la transesterificazione del biodiesel con un'efficienza di processo superiore

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

Hielscher Ultrasonics 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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Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto potere di taglio sono utilizzati in laboratorio, su banco, in processi pilota e industriali.

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



Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

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