バイオディーゼルの生産 & バイオディーゼルの変換

Hielscher's Ultrasonic 32MMGY Biodiesel Reactorバイオディーゼルを作るとき、遅い反応速度論と貧弱な物質移動は、あなたのバイオディーゼルプラントの容量だけでなく、あなたのバイオディーゼルの収量と品質を低下させています。ヒールシャー超音波反応器は、エステル交換動態を大幅に改善します。したがって、バイオディーゼル処理には、より低い過剰メタノールおよびより少ない触媒が必要とされる。

バイオディーゼルは、一般的にエネルギー入力として熱と機械的混合を使用してバッチ反応器で生産されます。超音波キャビテーション混合は、商業バイオディーゼル処理でより良い混合を達成するための効果的な代替手段です。超音波キャビテーションは、工業用バイオディーゼルエステル交換に必要な活性化エネルギーを提供します。

 

このビデオチュートリアルでは、超音波バイオディーゼル反応器が大幅にバイオディーゼル生産を改善する方法の科学を紹介します。ヒールシャー超音波バイオディーゼル反応器は、バイオディーゼル生産プロセスを強化するための強力なツールとして確立されており、このチュートリアルでは、その背後にある動作原理を掘り下げ、任意の生産規模のための様々な超音波セットアップを示します。効率と費用対効果でバイオディーゼル生産を強化し、迅速な変換内で高品質のバイオディーゼルのより高い収率を生成します。同時に、超音波バイオディーゼル反応器は、廃植物油や使用済み調理用脂肪などの貧弱な油の使用を可能にし、メタノールと触媒を節約するのに役立ち、環境に優しく持続可能なバイオディーゼル製造に貢献します。

より多くの収率、より高い品質のためのヒールシャーソノリアクターを使用したバイオディーゼル生産 & 容量

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廃植物油、獣脂または他の油を使用して高効率バイオディーゼルエステル交換のための3x UIP1000hdT超音波装置。

超音波混合は、バイオディーゼル変換率を改善し、収率を増加させ、過剰なメタノールと触媒を節約します。

バイオディーゼルの超音波改善エステル交換

バイオディーゼル生産は、典型的には、トリグリセリド(植物油、動物性脂肪、使用済み食用油など)が触媒の存在下でアルコール(メタノールなど)と反応してバイオディーゼル(脂肪酸メチルエステル)およびグリセロールを生成するエステル交換と呼ばれる化学反応を含む。超音波反応器は、いくつかの方法でエステル交換プロセスを強化するために使用でき、いくつかの利点につながります。

  • 混合の改善: 超音波は、激しく崩壊するキャビテーション気泡を作成し、反応混合物の激しい混合および攪拌を引き起こすことができる。これにより、反応物と触媒の間のより良い接触が得られ、より速く、より完全なエステル交換反応が得られます。
  • 加速反応速度論: 超音波によって生成された高エネルギー条件は、反応速度を増加させ、変換の所与のレベルに達するために必要な反応時間を短縮し、反応を活性化することができる。これにより、歩留まりが向上し、コストが削減されます。
  • 触媒使用量の削減: 超音波反応器は、反応のためのより多くの活性点を提供することにより、触媒使用の効率を向上させることができます。これは、同じレベルの変換を達成するために必要な触媒が少なくて済むことを意味し、コストと環境への影響を削減します。
  • 製品品質の向上: 超音波反応器は、より低い遊離脂肪酸含有量、より高い純度、およびより良いコールドフロー特性を有するバイオディーゼルを生成することができます。これは、混合の改善と反応速度の高速化によるもので、不要な副生成物や不純物の形成を最小限に抑えます。

超音波バイオディーゼル処理のこれらの利点は、超音波反応器の使用が大幅にバイオディーゼルエステル交換の効率、速度、および品質を向上させるので、超音波反応器のセットアップの使用を非常に経済的にします。これは要約すると、超音波がより経済的かつ環境的に持続可能なプロセスにエステル交換を回すことを意味します。

従来のバイオディーゼル混合の問題: バッチ処理における従来のエステル化反応は遅くなる傾向があり、またグリセリンの相分離は時間がかかり、しばしば5時間以上かかる。
 
超音波反応器は、あなたのバイオディーゼルプロセスを加速し、同時により低い処理コストであなたのバイオディーゼル収率と品質を向上させるのに役立ちます!
 

優れたプロセス効率を持つバイオディーゼルエステル交換のためのヒールシャー超音波反応器

工業用超音波装置 UIP2000hdT インラインバイオディーゼルエステル化およびエステル交換用のフローセルFC2T500k付き。

 

超音波バイオディーゼルエステル交換の利点

  • 混合の改善によるバイオディーゼル収率の向上
  • バイオディーゼル品質の向上
  • 最も貧弱な石油でも原料として使用する
  • 連続インライン処理
  • メタノールが少ない
  • 少ない触媒
  • 高速変換による時間の節約
  • 省エネ
  • シンプルで安全な操作
  • 堅牢性と低メンテナンス
  • 高性能:全負荷下で24/7動作
タルサBiofuels_Manufacturer

「私たちは、ヒールシャーの設備とサービスに非常に満足してきたと私たちは私たちの未来の努力のすべてでヒールシャーの超音波技術を含めたすべての意図を持っています。」
 
トッド・スティーブンス、タルサバイオ燃料

バイオディーゼル生産のための超音波

バイオディーゼルはしばしばバッチ反応器で生産されます。超音波バイオディーゼル変換は、連続インライン処理を可能にします。超音波処理は、99%を超えるバイオディーゼル収率を達成することができます。超音波反応器は、従来の1〜4時間のバッチ処理から30秒未満に処理時間を短縮します。さらに重要なことに、超音波処理は、分離時間を5〜10時間(従来の攪拌を使用)から60分未満に短縮します。超音波はまた、キャビテーションの存在下で増加した化学活性のために最大50%によって必要とされる触媒の量に減少するのに役立ちます。超音波を使用する場合、必要な過剰なメタノールの量も減少します。別の利点は、グリセリンの純度の増加をもたらすことである。
 
ステップバイステップの超音波バイオディーゼル生産:

  1. 植物油または動物脂肪は、(エチルエステル)(メチルエステルを作る)、メタノール又はエタノールと混合すると、ナトリウムまたはカリウムメトキシドまたは水酸化されています
  2. ミックスは、例えば、加熱され、 45と65degCの間の温度に
  3. 加熱された混合物は、5〜15秒間インラインで超音波処理されています
  4. グリセリンは、脱落や遠心分離機を用いて分離されます
  5. 変換されたバイオディーゼルを水で洗浄し

 
最も一般的には、超音波処理は、フィードポンプとフローセルの横にある調整可能な背圧バルブを使用して、高圧(1〜3bar、ゲージ圧)で行われます。

工業用バイオディーゼル変換は、多くの超音波エネルギーを必要としません。実際のエネルギー要件は、例えば、UIP1000hdTなどの1kW超音波プロセッサを使用してベンチトップスケールで決定することができる。このようなベンチトップ試験からのすべての結果は、問題なく線形にスケールアップできます。必要に応じて、ATEX認定の超音波装置が利用可能です。 UIP1000-EXD

ヒールシャーは、世界中の工業用超音波バイオディーゼル処理装置を供給しています。単一デバイスあたり最大16kWの電力の超音波プロセッサを使用すると、バイオディーゼルプラントのサイズや処理能力に制限はありません。

超音波バイオディーゼル生産の費用

(クリックで拡大します!)あなたは、バイオディーゼルを作る際に、全体的なエネルギー効率が重要です。効率は、油/メタノール混合物にプラグから送信されたどのくらいのパワーの説明します。当社の超音波原子炉は80%以上の全体的な効率を持っています。超音波は、商業バイオディーゼル生産における反応速度と変換率を高めるための効果的な手段です。超音波処理コストは、主に超音波機器、光熱費、メンテナンスのための投資から生じます。ヒールシャー超音波処理器の優れたエネルギー効率は、光熱費を削減し、これによりこのプロセスをさらに環境に優しいものにするのに役立ちます。超音波のための結果として生じる費用は、商業規模で使用される場合、リットルあたり0.1ctと1.0ct(0.4ctから1.9ct /ガロン)の間で変化します。
超音波バイオディーゼル生産のプロセス効率と経済的利点についてもっと読む!
 

超音波混合であなたのバイオディーゼルプロセスのエネルギー要件を削減!

超音波混合は、バイオディーゼル製造における特定のエネルギー消費量を大幅に削減する流体力学的磁気混合および高剪断ミキサーを大幅に削減します。

 

小規模超音波バイオディーゼルセットアップ

超音波は、任意の規模でバイオディーゼルに油の変換のために使用することができます。下の写真は、60〜70L(16〜19ガロン)の処理のための小規模セットアップを示しています。これは、初期スタディとプロセスデモンストレーションの一般的なセットアップです。

バッチモードでバイオディーゼルプロセスを示すプロセスチャート。超音波は、エステル化およびエステル交換を大幅に改善することができます。

超音波エステル化およびエステル交換は、バッチまたは連続インラインプロセスとして実行することができます。 このチャートは、バイオディーゼル変換のための超音波バッチプロセスを示しています。

ヒールシャー超音波からの超音波キャビテーション反応器は、広く改善されたプロセス効率、高い収率と生産コストの削減のためのバイオディーゼル製造施設に設置されています。

モデル1000hdTの3x 1kW超音波処理器 高効率のバイオディーゼル変換のための超音波フロースルー反応器付き。

シンプルでありながら非常に効果的な超音波バイオディーゼルのセットアップには、次の機器が必要です。

  • 1つの超音波装置(例えば、UIP500hdTまたはUIP1000hdT)ブースター、ソノトロードおよびフローセル
  • パワーとエネルギーを計量するためのパワーメータ
  • 80L処理タンク(プラスチック、例えばHDPE)
  • 加熱要素(2kWの1)
  • 10L触媒プレミックスタンク(プラスチック、例えばHDPE)
  • 触媒の予混合器(スターラー)
  • 約のためのポンプ(遠心分離、モノまたはギア)。 1〜3バールで20L /分で10
  • フローセル内の圧力を調整する背圧弁
  • 供給圧力を測定するための圧力計
ここをクリックして、関連するPDFバージョンをダウンロードしてください “バイオディーゼル生産のための超音波混合”

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優れたバイオディーゼル処理のための超音波反応器

ヒールシャー超音波は、より高いバイオディーゼル収率、改善されたバイオディーゼル品質、処理時間の短縮、およびより低い生産コストによってあなたのバイオディーゼル生産を改善する高性能超音波プロセッサと反応器を提供しています。

バイオディーゼルエステル交換のための中小規模の超音波反応器

超音波トランスデューサUIP500hd(500W)、UIP1000hd(1000W)、およびUIP15000(1500W)連続バイオディーゼル処理用フローセル付き最大9トン/時(2900ガロン/時)の中小規模のバイオディーゼル生産のために、ヒールシャーはあなたにUIP500hdT(500ワット)、UIP1000hdT(1000ワット)、UIP1500hdT(1500ワット)、およびUIP2000hdT(2000ワット)信頼性の高い効率的なインラインバイオディーゼル処理のためのフロースルー反応器を備えた超音波高剪断ミキサーとして提供しています。これらの4つの超音波反応器は非常にコンパクトで、統合や改造が容易です。過酷な環境でのヘビーデューティ操作用に構築されています。以下に、さまざまな生産速度に対して推奨されるリアクターのセットアップを示します。

トン/時
ガロン/ hrで
1X UIP500hdT (500 ワット)
00.25から0.5まで
80から160まで
1X UIP1000hdT (1000 ワット)
00.5から1.0
160から320まで
1X UIP1500hdT (1500 ワット)
00.75から1.5
240から480
1X UIP2000hdT (2000 ワット)
1.0から2.0
320から640まで
2倍 UIP2000hdT (2000 ワット)
2.0 から 4.0
640から1280へ
4XUIP1500hdT (1500 ワット)
3.0から6.0
960から1920
6X UIP1500hdT (1500 ワット)
4.5から9.0
1440年から2880年
6X UIP2000hdT (2000 ワット)
6.0から12.0
1920から3840

非常に大きい高効率の産業用バイオディーゼルの反応器

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセル工業処理バイオディーゼル生産プラントヒールシャーは、UIP4000hdT(4キロワット)、UIP6000hdT(6キロワット)、10000(10キロワット)、およびUIP16000hdT(16キロワット)超音波ホモジナイザーを提供しています!これらの超音波プロセッサは、高流量の連続処理のために設計されています。UIP4000hdT、UIP6000hdTおよびUIP10000は標準的な海上貨物コンテナに統合することができます。また、4つのプロセッサモデルはすべてステンレス製のキャビネットで入手可能です。直立設置では、最小限のスペースで済みます。以下に、一般的な工業用処理速度の推奨セットアップを示します。

トン/時
ガロン/ hrで
1X UIP6000hdT (6000 ワット)
3.0から6.0
960から1920
3倍 UIP4000hdT (4000ワット)
6.0から12.0
1920から3840
5倍 UIP4000hdT (4000ワット)
10.0から20.0
3200から6400
3倍 UIP6000hdT (6000 ワット)
9.0 から 18.0
2880 から 5880
3倍 UIP10000 (10,000 ワット)
15.0から30.0
4800から9600
3倍 UIP16000hdT (16,000ワット)
24.0から48.0
7680から15360
5倍 UIP16000hdT
40.0から80.0
12800から25600

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以下のフォームを使用して、当社の超音波バイオディーゼルプロセッサと反応器、技術データ、価格に関する追加情報を要求してください。私たちはあなたとあなたのバイオディーゼルプロセスについて話し合い、あなたの要件を満たす超音波反応器を提供することを嬉しく思います!









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高いバイオディーゼル処理能力のための16,000ワットの電力を持つ産業用超音波プロセッサ。

超音波装置 UIP16000hdT 32MMGYバイオディーゼルを処理することができます。

霜 & 年のサリバン技術革新

フロスト & バイオディーゼル処理技術における年間最優秀サリバン欧州の技術革新は、バイオディーゼル生産のための新規超音波技術の同社の開発の認識にヒールシャー超音波に行きます。

ヒールシャー超音波は、バイオディーゼル生産のための新しい超音波技術の同社の開発を認めて、名誉あるフロストとサリバン技術革新賞を受賞しました。
ヒールシャー超音波バイオディーゼル反応器のためのフロストとサリバン賞の詳細については、ここをクリックしてください!

エステル交換反応 – バイオディーゼルの化学変換

植物油(例えば、大豆、キャノーラ、ジャトロファ、ヒマワリの種)、藻類、動物性脂肪、および廃食用油からバイオディーゼルを製造するには、脂肪酸とメタノールまたはエタノールとの塩基触媒エステル交換反応が含まれ、対応するメチルエステルまたはエチルエステルが得られます。グリセリンはこの反応の必然的な副産物です。

動物性脂肪としての植物油は、グリセリン分子によって結合された脂肪酸の3つの鎖からなるトリグリセリドである。トリグリセリドはエステルです。エステルは、脂肪酸のようにアルコールと組み合わされた酸です。グリセリン(=グリセロール)は重質アルコールです。変換プロセスにおいて、トリグリセリドエステルは、触媒(灰汁)およびアルコール試薬、例えばメタノールを用いてアルキルエステル(=バイオディーゼル)に変換され、メチルエステルバイオディーゼルを生成する。メタノールはグリセリンに取って代わります。この化学変換プロセスはエステル交換と呼ばれます。

エステル交換反応後、より重い相であるグリセリンは底に沈みます。軽い相であるバイオディーゼルは上に浮かび、デカンタや遠心分離機などで分離することができます。

バイオディーゼルの準備

水酸化カリウム(0.4キロ0.2、触媒)約中に溶解されています。触媒プレミックスタンクで8.5Lのメタノール。これは、触媒プレミックスの攪拌を必要とします。処理タンクは66Lの植物油で満たされています。油は65degC 45に発熱体によって加熱されています。

バイオディーゼルの変換

触媒が完全にメタノール中に溶解されたときに、触媒プレミックスは、加熱された油と混合されます。ポンプは、フローセルに混合物を供給します。背圧弁によって、圧力が3barg(45psig〜15)を1に調整されます。超音波バイオディーゼル反応器を通る再循環は約のために実行する必要があります。 20分。この間、油はバイオディーゼル燃料に変換されます。この後、ポンプと超音波をオフにしています。グリセリン(重い相)バイオディーゼル(明るい相)から分離します。分離は約かかります。 30〜60分。分離が完了すると、グリセリンを排出することができます。

バイオディーゼル洗濯

変換されたバイオディーゼルには不純物が含まれているため、洗浄が必要です。洗浄のために、水がバイオディーゼルに混合される。超音波は、水とバイオディーゼルの混合に利益をもたらすことができます。これにより、液滴サイズの縮小の結果として活性表面積が増加します。非常に強烈な超音波処理は、水滴のサイズに減少し、分離するために特別な手段(例えば遠心分離機)を必要とするほぼ安定したエマルジョンが形成されていることを考慮してください。
 

ビデオは、プローブ型超音波装置を使用したオイルの高効率乳化を示しています。使用される超音波プロセッサは、高品質のエマルジョンの中規模のバッチを準備するのに理想的なヒールシャーUP400St超音波処理器です。

ビデオ:UP400St - 400ワット超音波ホモジナイザー

ビデオサムネイル

 

バイオディーゼル製造プラント

以下のフローチャートは、バイオディーゼルへの変換のためのオイル、メタノールおよび触媒のインライン超音波処理のための典型的なセットアップを示しています。
 

連続流動モードでバイオディーゼルプロセスを示すプロセスチャート。超音波は、エステル化およびエステル交換を大幅に改善することができます。

超音波エステル化およびエステル交換は、バッチまたは連続インラインプロセスとして実行することができます。 チャートは、バイオディーゼル(FAME)のエステル交換のための超音波インラインプロセスを示しています。

 

連続バイオディーゼル処理と分離

連続バイオディーゼル処理と連続分離のセットアップでは、加熱されたオイルと触媒プレミックスは、調整可能なポンプを使用して連続的に混合されます。インラインスタティックミキサーは、超音波反応器への供給の均質性を向上させます。オイル/触媒混合物はフローセルを通過し、そこで約5〜30秒間超音波キャビテーションにさらされます。背圧バルブは、フローセル内の圧力を制御するために使用されます。超音波処理された混合物は、上部の反応器カラムに入る。リアクターカラムの容量は、カラム内に約1時間の保持時間を与えるように設計されています。その間に、エステル交換反応は完了する。反応したグリセリン/バイオディーゼル混合物は遠心分離機にポンプで送られ、そこでバイオディーゼルとグリセリン画分に分離されます。後処理には、メタノールの回収、洗浄、乾燥が含まれ、連続的に行うこともできます。

このセットアップにより、バイオディーゼル反応器バッチ、従来の攪拌機、大型セパレータタンクが不要になります。

バイオディーゼルエステル交換反応速度

下の図は、菜種油(工業用グレード)とナトリウムメトキシド(左)および水酸化カリウム(右)とのエステル交換の典型的な結果を示しています。両方の試験について、対照サンプル(青い線)を激しい機械的混合にさらした。赤い線は、体積比、触媒濃度および温度に関して同一の製剤の超音波処理サンプルを表す。横軸は、それぞれ混合または超音波処理後の時間を示す。縦軸は底部に沈降したグリセリンの量を示す。これは反応速度を測定する簡単な手段です。両方の図において、超音波処理されたサンプル(赤)は、対照サンプル(青)よりもはるかに速く反応する。
 

超音波混合は、より高いバイオディーゼル収率とより速い変換によって従来の混合に優れています。超音波処理のこの利点は、使用される触媒とは無関係に適用されます。

バイオディーゼル生産のための超音波(赤いグラフ)と従来の混合(青いグラフ)の比較 – ナトリウムメトキシド(左)と水酸化カリウム(右)を触媒として使用。

 

バイオディーゼル用品に関するリンク

バイオディーゼル産業用ポンプやタンクの納入業者へのリンクはこちらをクリックしてください。

化学物質安全性についての情報

合併症や健康への悪影響を防ぐために、以下の情報をよくお読みください。

バイオディーゼルの化学物質

メタノールは毒性があります。これは、長時間の使用の結果として神経劣化を引き起こす可能性があります。それはあまりにも、皮膚に吸着させることができます。目にはねた場合には失明の原因になりますし、飲み込まれたときにメタノールは致命的なことができます。メタノールを取り扱うときは、このような理由から、必要な予防措置をとります。良い呼吸器、エプロン、ゴム手袋を使用することをお勧めします。

水酸化カリウム(KOH)は毒性があり、接触した際に皮膚の火傷の原因となります。十分な換気が必要です。

ワークスペースは寛大に、徹底的に煙を逃がすために換気されていることを確認します。蒸気カートリッジ呼吸器は、メタノール煙に対して有効ではありません。供給された空気システム(SCBA — 自給式呼吸器)は、メタノール蒸気に対するより良い保護を提供します。

バイオディーゼルやゴム部品

長い時間のために、100%のバイオディーゼルに実行すると、エンジンの湿ったゴム部品(ポンプ、ホース、Oリング)への合併症を引き起こす可能性があります。鋼製部品やヘビーデューティゴムによる置換は、この問題を解消することができます。別の方法としては、約混在させることができます。合併症を防ぐために、あなたのバイオディーゼル燃料への25%の従来の(化石)ディーゼル。



文献 / 参考文献


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。


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