Biodiesel dalle alghe mediante ultrasuoni

L’olio di alghe è un’interessante materia prima sostenibile per la produzione di biodiesel. È un’alternativa alle materie prime più diffuse, come soia, canola e palma. Il trattamento a ultrasuoni migliora l’estrazione dell’olio dalle cellule delle alghe e la conversione in biodiesel.

Rispetto alle tradizionali colture oleaginose, le alghe producono molto più olio per acro. Mentre la soia produce tipicamente meno di 50 galloni di olio per acro e la colza ne produce meno di 130 galloni per acro, le alghe possono produrne fino a 10.000 galloni per acro. In particolare, le diatomee e le alghe verdi sono buone fonti per la produzione di biodiesel.

Come altre piante, le alghe immagazzinano energia sotto forma di lipidi. Esistono diversi metodi per estrarre gli oli, come la spremitura, il lavaggio con esano come solvente e l’estrazione a ultrasuoni.

Estrazione a ultrasuoni dell’olio di alghe

La sonicazione intensa dei liquidi genera onde sonore che si propagano nei mezzi liquidi, producendo cicli alternati di alta e bassa pressione. Durante il ciclo di bassa pressione, nel liquido si creano piccole bolle di vuoto ad alta intensità. Quando le bolle raggiungono una certa dimensione, collassano violentemente durante un ciclo di alta pressione. Questo fenomeno è chiamato cavitazione. Durante l’implosione si producono localmente pressioni molto elevate e getti di liquido ad alta velocità. Le forze di taglio risultanti rompono meccanicamente la struttura cellulare e migliorano il trasferimento di materia. Questo effetto favorisce l’estrazione dei lipidi dalle alghe.

 
La tabella seguente mostra i tipici requisiti di potenza per diverse portate volumetriche. Il sistema a ultrasuoni viene generalmente integrato in linea. Il reattore a ultrasuoni può essere facilmente installato negli impianti esistenti, migliorando l’estrazione dalle alghe.

Preparazione a ultrasuoni per la spremitura a freddo dell’olio di alghe

In particolare per la spremitura, è necessario controllare bene la disgregazione cellulare per evitare un rilascio incontrollato di tutti i prodotti intracellulari, compresi i detriti cellulari, o la denaturazione del prodotto. Rompendo la struttura cellulare, è possibile liberare una maggiore quantità dei lipidi immagazzinati all’interno delle cellule mediante l’applicazione di una pressione esterna.

Estrazione con solvente assistita da ultrasuoni dell’olio di alghe

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 mediante le forze di taglio generate dalla cavitazione, facilitano il trasferimento dei lipidi dalla cellula al solvente. Dopo che l’olio si è disciolto nell’esano, la polpa o il tessuto vengono rimossi mediante filtrazione. La soluzione viene distillata per separare l’olio dall’esano. Per la sonicazione di liquidi infiammabili o solventi in ambienti pericolosi, Hielscher offre sistemi a ultrasuoni certificati FM e ATEX, come UIP1000-Exd.
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Estrazione enzimatica assistita da ultrasuoni dell’olio di alghe

Combinando il trattamento enzimatico con la sonicazione si possono osservare forti effetti sinergici. La cavitazione favorisce la penetrazione degli enzimi nel tessuto, consentendo un’estrazione più rapida e rese più elevate. In questo caso, l’acqua agisce come solvente e gli enzimi degradano le pareti cellulari.
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Trattamento a ultrasuoni dell’olio di alghe dalla scala pilota alla produzione

Consigliamo prove su scala pilota, ad esempio utilizzando sistemi da 1kW. Queste mostreranno gli effetti generali e il miglioramento per il vostro specifico flusso di processo. Tutti i risultati possono essere trasferiti in modo lineare a flussi di processo di grandi dimensioni. Saremo lieti di discutere con voi il vostro processo e di consigliarvi i passi successivi.
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Sonicatori di medie dimensioni e su larga scala per la produzione industriale di biodiesel

Hielscher Ultrasonics fornisce processori a ultrasuoni di medie dimensioni per uso industriale e processori industriali a ultrasuoni su larga scala per la produzione efficiente di biodiesel a qualsiasi volume. Tutti i sistemi possono essere utilizzati per migliorare la transesterificazione di qualsiasi tipo di materia prima, inclusi olio di alghe, oli vegetali, grassi animali, oli di scarto ecc.
Poiché la gamma Hielscher comprende sistemi a ultrasuoni per qualsiasi capacità produttiva, possiamo offrire la soluzione ideale sia ai piccoli produttori sia alle grandi aziende. La conversione a ultrasuoni in biodiesel può essere eseguita come processo discontinuo o continuo in linea. L’installazione e il funzionamento sono semplici e sicuri e consentono di ottenere in modo affidabile elevati volumi di biodiesel di qualità superiore.
Di seguito troverete le configurazioni di reattori consigliate per diverse capacità produttive.