ბიოდიზელის წარმოება და ბიოდიზელის გარდაქმნა
დაძლიეთ ბიოდიზელის წარმოების შეზღუდვები ულტრაბგერითი რეაქტორებით! რეაქციის ნელმა კინეტიკამ და მასის არაეფექტურმა გადატანამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს თქვენი ბიოდიზელის ქარხნის წარმადობა, პროდუქტის გამოსავლიანობა და ხარისხი. Hielscher-ის ულტრაბგერითი რეაქტორები ამ პრობლემებს ტრანსესტერიფიკაციის კინეტიკის მნიშვნელოვანი გაუმჯობესებით აგვარებს. შედეგად, ბიოდიზელის დამუშავებას სჭირდება ნაკლები ჭარბი მეთანოლი და ნაკლები კატალიზატორი.
ულტრაბგერითი კავიტაცია: უპირატესი შერევის გადაწყვეტა
ბიოდიზელის ტრადიციულ წარმოებაში, როგორც წესი, გამოიყენება პერიოდული მოქმედების რეაქტორები, რომლებშიც ენერგია სითბოსა და მექანიკური შერევის სახით მიეწოდება. ულტრაბგერითი კავიტაცია ეფექტური ალტერნატივაა, რომელიც ბიოდიზელის კომერციული დამუშავებისას უკეთეს შერევას უზრუნველყოფს. ეს ულტრაბგერითი კავიტაცია უზრუნველყოფს ბიოდიზელის სამრეწველო ტრანსესტერიფიკაციისთვის საჭირო აქტივაციის ენერგიას.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციის მთავარი უპირატესობები:
- უფრო მაღალი გარდაქმნის მაჩვენებლები
- რეაქციის უფრო მოკლე დრო
- გაუმჯობესებული პროდუქტის ხარისხი
- შესაძლებლობა გადააქციოთ ნარჩენი ზეთები FAME-ში (ცხიმოვანი მჟავების მეთილის ესტერები)
ულტრაბგერითი შერევა აუმჯობესებს ბიოდიზელის გარდაქმნის მაჩვენებელს, ზრდის გამოსავლიანობას და ამცირებს ჭარბი მეთანოლისა და კატალიზატორის მოხმარებას.
ულტრაბგერით გაუმჯობესებული ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაცია
ბიოდიზელის წარმოება, როგორც წესი, მოიცავს ქიმიურ რეაქციას, რომელსაც ეწოდება ტრანსესტერიფიკაცია, სადაც ტრიგლიცერიდი (როგორიცაა მცენარეული ზეთი, ცხოველური ცხიმი, გამოყენებული სამზარეულოს ზეთები) რეაგირებს სპირტთან (როგორიცაა მეთანოლი) კატალიზატორის თანაობისას, რათა მივიღოთ ბიოდიზელი (ცხიმოვანი მჟავების მეთილის ესტერები) და გლიცეროლი. ულტრაბგერითი რეაქტორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტრანსესტერიფიკაციის პროცესის გასაუმჯობესებლად რამდენიმე გზით, რაც რამდენიმე სარგებელს იძლევა:
- გაუმჯობესებული შერევა: ულტრაბგერითმა ტალღებმა შეიძლება წარმოქმნას კავიტაციური ბუშტუკები, რომლებიც მკვეთრად კოლაფსირდება, რაც სარეაქციო ნარევის ინტენსიურ შერევასა და მორევას იწვევს. ეს აუმჯობესებს კონტაქტს რეაგენტებსა და კატალიზატორს შორის, რაც უფრო სწრაფ და სრულ ტრანსესტერიფიკაციას უზრუნველყოფს.
- რეაქციის კინეტიკის დაჩქარება: ულტრაბგერითი ტალღებით შექმნილმა მაღალენერგეტიკულმა პირობებმა შეიძლება გაააქტიუროს რეაქცია, გაზარდოს მისი სიჩქარე და შეამციროს გარდაქმნის მოცემული დონის მისაღწევად საჭირო დრო. ამან შეიძლება გაზარდოს გამოსავლიანობა და შეამციროს ხარჯები.
- კატალიზატორის გამოყენების შემცირება: ულტრაბგერითი რეაქტორები შეიძლება გააუმჯობესონ კატალიზატორის გამოყენების ეფექტურობა რეაქციისთვის მეტი აქტიური ცენტრის მიწოდებით. ეს ნიშნავს, რომ ნაკლები კატალიზატორია საჭირო იგივე დონის გარდაქმნის მისაღწევად, რაც ამცირებს ხარჯებს და გარემოზე ზემოქმედებას.
- გაუმჯობესებული პროდუქტის ხარისხი: ულტრაბგერითი რეაქტორებით შესაძლებელია ბიოდიზელის მიღება თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავების უფრო დაბალი შემცველობით, უფრო მაღალი სისუფთავით და დაბალ ტემპერატურაზე უკეთესი დენადობით. ეს განპირობებულია გაუმჯობესებული შერევითა და რეაქციის უფრო სწრაფი კინეტიკით, რაც მინიმუმამდე ამცირებს არასასურველი თანაპროდუქტებისა და მინარევების წარმოქმნას.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის დამუშავების ეს უპირატესობები ულტრაბგერითი რეაქტორის სისტემის გამოყენებას ძალიან ეკონომიურს ხდის, რადგან ულტრაბგერითი რეაქტორების გამოყენება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციის ეფექტურობას, სიჩქარესა და ხარისხს. ეს ნიშნავს, რომ მოკლედ, ულტრაბგერითი დამუშავება ტრანსესტერიფიკაციას აქცევს უფრო ეკონომიურად და ეკოლოგიურად მდგრად პროცესად.
ტრადიციული ბიოდიზელის შერევის პრობლემები: პერიოდული დამუშავებისას ტრადიციული ესტერიფიკაციის რეაქცია, როგორც წესი, ნელია, ხოლო გლიცერინის ფაზის გამოყოფა დიდ დროს მოითხოვს – ხშირად 5 საათს ან მეტს.
ულტრაბგერითი რეაქტორები გეხმარებათ დააჩქაროთ ბიოდიზელის წარმოების პროცესი და ერთდროულად გაზარდოთ ბიოდიზელის გამოსავლიანობა და ხარისხი დამუშავების უფრო დაბალი ხარჯებით!
სამრეწველო კლასის ულტრაბგერითი პროცესორი UIP2000hdT გამდინარე კამერით FC2T500k ბიოდიზელის ნაკადში ესტერიფიკაციისა და ტრანსესტერიფიკაციისთვის.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციის უპირატესობები
- ბიოდიზელის უფრო მაღალი გამოსავლიანობა გაუმჯობესებული შერევის შედეგად
- გაზრდილი ბიოდიზელის ხარისხი
- გამოიყენეთ ყველაზე ცუდი ზეთიც კი როგორც საწყისი მასალა
- უწყვეტი ინლაინ დამუშავება
- ნაკლები მეთანოლი
- ნაკლები კატალიზატორი
- დროის დაზოგვა სწრაფი გარდაქმნის გამო
- ენერგიის დაზოგვა
- მარტივი და უსაფრთხო ექსპლუატაცია
- გამძლეობა და ტექნიკური მომსახურების მცირე საჭიროება
- მაღალი წარმადობა: 24/7 ექსპლუატაცია სრული დატვირთვით
ულტრაბგერითი რეაქტორი UIP16000hdT აწარმოებს დაახლოებით 32MMGY
“ჩვენ ძალიან კმაყოფილები ვართ Hielscher-ის მოწყობილობებითა და მომსახურებით და მტკიცედ გვაქვს განზრახული Hielscher-ის ულტრაბგერითი ტექნოლოგიის გამოყენება ყველა ჩვენს მომავალ საქმიანობაში.”
Todd Stephens, Tulsa Biofuels
ულტრაბგერა ბიოდიზელის წარმოებისთვის
ბიოდიზელი ხშირად მზადდება პერიოდული მოქმედების რეაქტორებში. ბიოდიზელის ულტრაბგერითი გარდაქმნა უწყვეტი ნაკადური დამუშავების საშუალებას იძლევა. ულტრაბგერითი დამუშავებით შესაძლებელია ბიოდიზელის 99%-ზე მეტი გამოსავლიანობის მიღწევა. ულტრაბგერითი რეაქტორები დამუშავების დროს ტრადიციული პერიოდული დამუშავებისთვის საჭირო 1-დან 4 საათამდე პერიოდიდან 30 წამზე ნაკლებამდე ამცირებს. რაც უფრო მნიშვნელოვანია, ულტრაბგერითი დამუშავება გამოყოფის დროს ტრადიციული მორევისთვის საჭირო 5-დან 10 საათამდე პერიოდიდან 60 წუთზე ნაკლებამდე ამცირებს. ულტრაბგერითი დამუშავება ასევე ხელს უწყობს საჭირო კატალიზატორის რაოდენობის მაქსიმუმ 50%-ით შემცირებას კავიტაციის პირობებში ქიმიური აქტივობის ზრდის გამო. ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებისას საჭირო ჭარბი მეთანოლის რაოდენობაც მცირდება. კიდევ ერთი სარგებელია შედეგად მიღებული გლიცერინის სისუფთავის ზრდა.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის წარმოება ნაბიჯ-ნაბიჯ:
- მცენარეული ზეთი ან ცხოველური ცხიმი ერევა მეთანოლს (რომელიც წარმოქმნის მეთილის ესტერებს) ან ეთანოლს (ეთილის ესტერების მისაღებად) და ნატრიუმის ან კალიუმის მეთოქსიდს ან ჰიდროქსიდს
- ნარევი ცხელდება, მაგ. 45-დან 65degC-მდე ტემპერატურამდე
- გაცხელებული ნარევი ინლაინურად დამუშავდება ულტრაბგერით 5-დან 15 წამამდე
- გლიცერინი გამოიყოფა ან სეპარირდება ცენტრიფუგების გამოყენებით
- კონვერტირებული ბიოდიზელი ირეცხება წყლით
უმეტეს შემთხვევაში ულტრაბგერითი დამუშავება ხორციელდება მომატებული წნევის პირობებში (1-დან 3bar-მდე, მანომეტრული წნევა) მიმწოდებელი ტუმბოსა და გამდინარე კამერის გვერდით მდებარე რეგულირებადი უკუწნევის სარქველის გამოყენებით.
სამრეწველო ბიოდიზელის კონვერტაციას არ სჭირდება ბევრი ულტრაბგერითი ენერგია. რეალური ენერგეტიკული მოთხოვნა შეიძლება განისაზღვროს ლაბორატორიული მასშტაბით, მაგ., 1kW ულტრაბგერითი პროცესორის გამოყენებით, როგორიცაა UIP1000hdT. ყველა შედეგი ასეთი ლაბორატორიული ცდებიდან შეიძლება გაიზარდოს ლინეარულად და ყოველგვარი პრობლემების გარეშე. თუ საჭიროა, ხელმისაწვდომია ATEX-სერტიფიცირებული ულტრაბგერითი მოწყობილობები, როგორიცაა UIP1000-Exd.
Hielscher აწვდის სამრეწველო ულტრაბგერით ბიოდიზელის დამუშავების მოწყობილობებს მთელ მსოფლიოში. ულტრაბგერითი პროცესორებით, რომელთა სიმძლავრეა მაქსიმუმ 16kW თითო მოწყობილობაზე, არ არსებობს შეზღუდვა ბიოდიზელის ქარხნის ზომაში ან დამუშავების სიმძლავრეში.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის წარმოების ღირებულება
ულტრაბგერითი დამუშავება ეფექტური საშუალებაა ბიოდიზელის კომერციულ წარმოებაში რეაქციის სიჩქარისა და გარდაქმნის მაჩვენებლის გასაზრდელად. ულტრაბგერითი დამუშავების ხარჯები ძირითადად მოიცავს ულტრაბგერით მოწყობილობებში ინვესტიციას, კომუნალური რესურსების ხარჯებსა და ტექნიკურ მომსახურებას. Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორების გამორჩეული ენერგოეფექტურობა ხელს უწყობს კომუნალური რესურსების ხარჯების შემცირებას და ამით პროცესს კიდევ უფრო ეკოლოგიურს ხდის. კომერციული მასშტაბით გამოყენებისას ულტრაბგერითი დამუშავების ხარჯები მერყეობს 0,1ct-დან 1,0ct-მდე ლიტრზე (0,4ct-დან 1,9ct-მდე გალონზე).
გაეცანით მეტს ულტრაბგერითი ბიოდიზელის წარმოების პროცესის ეფექტურობისა და ეკონომიკური სარგებლის შესახებ!
ულტრაბგერითი შერევა ამცირებს კუთრ ენერგომოხმარებას ბიოდიზელის წარმოებაში და ამ მხრივ მნიშვნელოვნად სჯობნის ჰიდროდინამიკურ მაგნიტურ შერევასა და მაღალი ძვრის შემრევებს.
მცირე მასშტაბის ულტრაბგერითი ბიოდიზელის სისტემა
ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზეთის ბიოდიზელად კონვერტაციისთვის ნებისმიერ მასშტაბზე. ქვემოთ მოცემული სურათი აჩვენებს მცირე მასშტაბის სისტემას 60-70L (16-დან 19 გალონამდე) დამუშავებისთვის. ეს არის ტიპური სისტემა საწყისი კვლევებისა და პროცესის დემონსტრაციისთვის.
ულტრაბგერითი ესტერიფიკაცია და ტრანსესტერიფიკაცია შეიძლება განხორციელდეს როგორც პერიოდული, ისე უწყვეტი ნაკადური პროცესის სახით. ეს დიაგრამა აჩვენებს ბიოდიზელის გარდაქმნის ულტრაბგერით პერიოდულ პროცესს.
3x 1kW ულტრაბგერითი პროცესორები მოდელის 1000hdT ულტრაბგერითი გამდინარე რეაქტორით ბიოდიზელის მაღალეფექტური გარდაქმნისთვის.
- ერთი ულტრაბგერითი პროცესორი (მაგ., UIP500hdT ან UIP1000hdT) ბუსტერით, სონოტროდითა და გამდინარე კამერით
- სიმძლავრის მრიცხველი სიმძლავრისა და ენერგიის გასაზომად
- 80L დამუშავების ავზი (პლასტმასის, მაგ. HDPE)
- გამათბობელი ელემენტი (1-დან 2kW-მდე)
- 10L კატალიზატორის წინასწარი შერევის ავზი (პლასტმასის, მაგ. HDPE)
- კატალიზატორის წინასწარი შერევის მოწყობილობა (შემრევი)
- ტუმბო (ცენტრიდანული, მონო ან კბილანური) დაახლოებით 10-დან 20L/min-მდე წარმადობით, 1-დან 3 barg-მდე წნევაზე
- უკუწნევის სარქველი გამდინარე კამერაში წნევის რეგულირებისთვის
- მანომეტრი მიწოდების წნევის გასაზომად
ულტრაბგერითი რეაქტორები ბიოდიზელის უპირატესი დამუშავებისთვის
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით პროცესორებსა და რეაქტორებს, რომლებიც გააუმჯობესებს თქვენს ბიოდიზელის წარმოებას ბიოდიზელის უფრო მაღალი გამოსავლიანობით, ბიოდიზელის გაუმჯობესებული ხარისხით, დამუშავების დროის შემცირებითა და წარმოების დაბალი ხარჯებით.
პატარა და საშუალო მასშტაბის ულტრაბგერითი რეაქტორები ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციისთვის
ბიოდიზელის მცირე და საშუალო მასშტაბის წარმოებისთვის, მაქსიმუმ 9ton/სთ (2900 gal/სთ), Hielscher გთავაზობთ UIP500hdT (500 watts), UIP1000hdT (1000 watts), UIP1500hdT (1500 watts) და UIP2000hdT (2000 watts) ულტრაბგერით შემრევებს მაღალი ძვრის ინტენსივობითა და გამდინარე რეაქტორებით, ბიოდიზელის საიმედო და ეფექტური ნაკადური დამუშავებისთვის. ეს ოთხი ულტრაბგერითი რეაქტორი ძალიან კომპაქტურია და მათი ინტეგრირება ან არსებულ სისტემაში დამატება მარტივია. ისინი შექმნილია მძიმე რეჟიმში მუშაობისთვის მკაცრ გარემო პირობებში. ქვემოთ იპოვით რეაქტორების რეკომენდებულ კონფიგურაციებს წარმოების სხვადასხვა წარმადობისთვის.
|
ton/სთ
|
gal/სთ
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT (500 ვატი) |
0,25-დან 0,5-მდე
|
80-დან 160-მდე
|
| 1x UIP1000hdT (1000 ვატი) |
0,5-დან 1,0-მდე
|
160-დან 320-მდე
|
| 1x UIP1500hdT (1500 ვატი) |
0,75-დან 1,5-მდე
|
240-დან 480-მდე
|
| 1x UIP2000hdT (2000 ვატი) |
1,0-დან 2,0-მდე
|
320-დან 640-მდე
|
| 2x UIP2000hdT (2000 ვატი) |
2,0-დან 4,0-მდე
|
640-დან 1280-მდე
|
| 4xUIP1500hdT (1500 ვატი) |
3,0-დან 6,0-მდე
|
960-დან 1920-მდე
|
| 6x UIP1500hdT (1500 ვატი) |
4,5-დან 9,0-მდე
|
1440-დან 2880-მდე
|
| 6x UIP2000hdT (2000 ვატი) |
6,0-დან 12,0-მდე
|
1920-დან 3840-მდე
|
ძალიან მაღალი გამტარუნარიანობის მქონე სამრეწველო ბიოდიზელის რეაქტორები
სამრეწველო დამუშავების ბიოდიზელის წარმოების ქარხნებისთვის Hielscher გთავაზობთ UIP4000hdT (4kW), UIP6000hdT (6kW), 10000 (10kW) და UIP16000hdT (16kW) ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს! ეს ულტრაბგერითი პროცესორები შექმნილია მაღალი მოცულობითი ხარჯის უწყვეტი დამუშავებისთვის. UIP4000hdT, UIP6000hdT და UIP10000 შესაძლებელია ინტეგრირდეს სტანდარტულ საზღვაო სატვირთო კონტეინერებში. ალტერნატივად, ოთხივე პროცესორის მოდელი ხელმისაწვდომია უჟანგავი ფოლადის კაბინეტებში. ვერტიკალური მონტაჟი მინიმალურ სივრცეს მოითხოვს. ქვემოთ იპოვით რეკომენდებულ კონფიგურაციებს ტიპური სამრეწველო დამუშავების სიჩქარეებისთვის.
|
ton/სთ
|
gal/სთ
|
1x UIP6000hdT (6000 ვატი) |
3,0-დან 6,0-მდე
|
960-დან 1920-მდე
|
|---|---|---|
| 3x UIP4000hdT (4000 ვატი) |
6,0-დან 12,0-მდე
|
1920-დან 3840-მდე
|
| 5x UIP4000hdT (4000 ვატი) |
10,0-დან 20,0-მდე
|
3200-დან 6400-მდე
|
3x UIP6000hdT (6000 ვატი) |
9,0-დან 18,0-მდე
|
2880-დან 5880-მდე
|
| 3x UIP10000 (10 000 ვატი) |
15,0-დან 30,0-მდე
|
4800-დან 9600-მდე
|
| 3x UIP16000hdT (16 000 ვატი) |
24,0-დან 48,0-მდე
|
7680-დან 15 360-მდე
|
| 5x UIP16000hdT |
40,0-დან 80,0-მდე
|
12 800-დან 25 600-მდე
|
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
ულტრაბგერით პროცესორს UIP16000hdT შეუძლია დაამუშაოს 32MMGY ბიოდიზელი.
Frost & Sullivan წლის ტექნოლოგიური ინოვაცია
Hielscher Ultrasonics-მა მიიღო პრესტიჟული Frost and Sullivan წლის ტექნოლოგიური ინოვაციის ჯილდო კომპანიის მიერ ბიოდიზელის წარმოებისთვის ახალი ულტრაბგერითი ტექნოლოგიის შემუშავების აღსანიშნავად.
გადადით აქ, რომ მეტი გაიგოთ Frost and Sullivan ჯილდოს შესახებ Hielscher Ultrasonics ბიოდიზელის რეაქტორებისთვის!
ტრანსესტერიფიკაცია – ბიოდიზელის ქიმიური გარდაქმნა
ბიოდიზელის წარმოება მცენარეული ზეთებისგან (მაგ. სოია, კანოლა, ჯატროფა, მზესუმზირის მარცვალი), წყალმცენარეებისგან, ცხოველური ცხიმებისგან, ასევე გამოყენებული სამზარეულო ზეთებისგან, გულისხმობს ცხიმოვანი მჟავების ფუძით კატალიზებულ ტრანსესტერიფიკაციას მეთანოლთან ან ეთანოლთან შესაბამისი მეთილის ან ეთილის ესტერების მისაღებად. გლიცერინი ამ რეაქციის აუცილებელი თანაური პროდუქტია.
მცენარეული ზეთები და ცხოველური ცხიმები არის ტრიგლიცერიდები, რომლებიც შედგება ცხიმოვანი მჟავების სამი ჯაჭვისგან, რომლებიც დაკავშირებულია გლიცერინის მოლეკულით. ტრიგლიცერიდები ესტერებია. ესტერები არის მჟავები, როგორიცაა ცხიმოვანი მჟავები, შერწყმული სპირტთან. გლიცერინი (= გლიცეროლი) არის მძიმე სპირტი. გარდაქმნის პროცესში ტრიგლიცერიდის ესტერები გარდაიქმნება ალკილის ესტერებად (= ბიოდიზელი) კატალიზატორის (ტუტი) და სპირტული რეაგენტის, მაგ. მეთანოლის გამოყენებით, რაც იძლევა მეთილის ესტერის ბიოდიზელს. მეთანოლი ანაცვლებს გლიცერინს. ამ ქიმიურ გარდაქმნის პროცესს ეწოდება ტრანსესტერიფიკაცია.
ტრანსესტერიფიკაციის შემდეგ გლიცერინი, რომელიც უფრო მძიმე ფაზაა, ფსკერზე იძირება. ბიოდიზელი, რომელიც უფრო მსუბუქი ფაზაა, ზედაპირზე ტივტივებს და მისი გამოყოფა შესაძლებელია, მაგალითად, დეკანტერებით ან ცენტრიფუგებით.
ბიოდიზელის მომზადება
კალიუმის ჰიდროქსიდი (0,2-დან 0,4kg-მდე, კატალიზატორი) იხსნება დაახლოებით 8,5L მეთანოლში კატალიზატორის წინასწარი შერევის ტანკში. ეს მოითხოვს კატალიზატორის წინასწარი ნარევის მორევას. დამუშავების ტანკი ივსება 66L მცენარეული ზეთით. ზეთი თბება გამათბობელი ელემენტის მიერ 45-დან 65degC-მდე.
ბიოდიზელის გარდაქმნა
როდესაც კატალიზატორი სრულად იხსნება მეთანოლში, კატალიზატორის წინასწარი ნარევი ერევა გათბობილ ზეთს. ტუმბო ნარევს გამდინარე უჯრედს აწვდის. უკუწნევის სარქვლის საშუალებით წნევა რეგულირდება 1-დან 3barg-მდე (15-დან 45psig-მდე). რეცირკულაცია ბიოდიზელის ულტრაბგერით რეაქტორში უნდა განხორციელდეს დაახლოებით 20 წუთის განმავლობაში. ამ დროის განმავლობაში ზეთი გარდაიქმნება ბიოდიზელად. ამის შემდეგ ტუმბო და ულტრაბგერა გამოირთვება. გლიცერინი (მძიმე ფაზა) გამოეყოფა ბიოდიზელს (მსუბუქი ფაზა). გამოყოფას დაახლოებით 30-დან 60 წუთამდე სჭირდება. როდესაც გამოყოფა დასრულდება, გლიცერინი შეიძლება დაიცალოს.
ბიოდიზელის რეცხვა
რადგან გარდაქმნილი ბიოდიზელი შეიცავს მინარევებს, საჭიროა რეცხვა. რეცხვისთვის წყალი ერევა ბიოდიზელს. ულტრაბგერითმა დამუშავებამ შეიძლება ხელი შეუწყოს ბიოდიზელის წყალთან შერევას. ეს ზრდის აქტიური ზედაპირის ფართობს წვეთების ზომის შემცირების შედეგად. გთხოვთ, გაითვალისწინოთ, რომ ძალიან ინტენსიურმა ულტრაბგერითმა დამუშავებამ შეიძლება წყლის წვეთების ზომა იმდენად შეამციროს, რომ წარმოიქმნას თითქმის სტაბილური ემულსია, რომლის განცალკევებისთვის საჭირო იქნება სპეციალური საშუალებები (მაგ. ცენტრიფუგა).
ბიოდიზელის წარმოების ქარხანა
ქვემოთ მოცემული ნაკადის დიაგრამა აჩვენებს ტიპურ კონფიგურაციას ზეთის, მეთანოლის და კატალიზატორის ინლაინ ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის ბიოდიზელად გარდაქმნის მიზნით.
ულტრაბგერითი ესტერიფიკაცია და ტრანსესტერიფიკაცია შეიძლება განხორციელდეს პარტიულად ან უწყვეტი ინლაინ პროცესის სახით. დიაგრამა აჩვენებს ულტრაბგერით ინლაინ პროცესს ბიოდიზელის (FAME) ტრანსესტერიფიკაციისთვის.
უწყვეტი ბიოდიზელის დამუშავება და დაყოფა
ბიოდიზელის უწყვეტი დამუშავებისა და უწყვეტი გამოყოფის კონფიგურაციაში გათბობილი ზეთი და კატალიზატორის წინასწარი ნარევი უწყვეტად ერევა ერთმანეთს რეგულირებადი ტუმბოების გამოყენებით. ნაკადში ჩართული სტატიკური შემრევი აუმჯობესებს ულტრაბგერით რეაქტორში მიწოდებული ნარევის ერთგვაროვნებას. ზეთის/კატალიზატორის ნარევი გადის გამდინარე უჯრედში, სადაც ის ექვემდებარება ულტრაბგერით კავიტაციას დაახლოებით 5-დან 30 წამამდე. უკუწნევის სარქველი გამოიყენება გამდინარე უჯრედში წნევის კონტროლისთვის. ულტრაბგერით დამუშავებული ნარევი რეაქტორის სვეტში ზემოდან შედის. რეაქტორის სვეტის მოცულობა გათვლილია ისე, რომ უზრუნველყოს სვეტში ნარევის დაახლოებით 1 საათით დაყოვნება. ამ დროის განმავლობაში ტრანსესტერიფიკაციის რეაქცია სრულდება. რეაქციაში შესული გლიცერინის/ბიოდიზელის ნარევი ტუმბოთი გადაეცემა ცენტრიფუგას, სადაც ის იყოფა ბიოდიზელისა და გლიცერინის ფრაქციებად. შემდგომი დამუშავება მოიცავს მეთანოლის აღდგენას, რეცხვასა და გაშრობას და ასევე შეიძლება უწყვეტად განხორციელდეს.
ეს კონფიგურაცია გამორიცხავს ბიოდიზელის რეაქტორში პარტიული დამუშავების, ტრადიციული შემრევებისა და დიდი გამყოფი ავზების საჭიროებას.
ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციის რეაქციის სიჩქარე
ქვემოთ მოცემული დიაგრამები აჩვენებს რაფსის ზეთის (სამრეწველო ხარისხის) ტრანსესტერიფიკაციის ტიპურ შედეგებს ნატრიუმის მეთოქსიდთან (მარცხნივ) და კალიუმის ჰიდროქსიდთან (მარჯვნივ). ორივე ტესტში საკონტროლო ნიმუში (ლურჯი ხაზი) ინტენსიურ მექანიკურ შერევას ექვემდებარებოდა. წითელი ხაზი წარმოადგენს ულტრაბგერით დამუშავებულ ნიმუშს, რომლის მოცულობითი თანაფარდობა, კატალიზატორის კონცენტრაცია და ტემპერატურა საკონტროლო ნიმუშის იდენტურია. ჰორიზონტალური ღერძი აჩვენებს დროს, შესაბამისად, შერევის ან ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ. ვერტიკალური ღერძი აჩვენებს ფსკერზე დალექილი გლიცერინის მოცულობას. ეს რეაქციის სიჩქარის გაზომვის მარტივი საშუალებაა. ორივე დიაგრამაში ულტრაბგერით დამუშავებული ნიმუში (წითელი) ბევრად უფრო სწრაფად რეაგირებს, ვიდრე საკონტროლო ნიმუში (ლურჯი).
ულტრაბგერითი (წითელი გრაფიკი) და კონვენციური შერევის (ლურჯი გრაფიკი) შედარება ბიოდიზელის წარმოებისთვის – ნატრიუმის მეთოქსიდის (მარცხნივ) და კალიუმის ჰიდროქსიდის (მარჯვნივ) გამოყენებით კატალიზატორებად.
ბიოდიზელის მომარაგების ბმულები
დააწკაპუნეთ აქ ბიოდიზელის მრეწველობისთვის ტუმბოებისა და ტანკების მომწოდებლების ბმულებისთვის.
ქიმიური და უსაფრთხოების ინფორმაცია
გთხოვთ, ყურადღებით წაიკითხოთ ქვემოთ მოცემული ინფორმაცია, რათა თავიდან აიცილოთ გართულებები და ჯანმრთელობისთვის მავნე ეფექტები.
ბიოდიზელის ქიმიკატები
მეთანოლი ტოქსიკურია. ხანგრძლივი გამოყენების შედეგად მან შეიძლება ნერვების დაზიანება გამოიწვიოს. ის კანმაც შეიძლება შეიწოვოს. თვალებში მოხვედრისას მან შეიძლება სიბრმავე გამოიწვიოს, ხოლო გადაყლაპვისას მეთანოლი შეიძლება სასიკვდილო იყოს. ამიტომ მეთანოლთან მუშაობისას მიიღეთ აუცილებელი სიფრთხილის ზომები. რეკომენდებულია კარგი რესპირატორის, წინსაფრისა და რეზინის ხელთათმანების გამოყენება.
კალიუმის ჰიდროქსიდი (KOH) ტოქსიკურია და იწვევს კანის დაწვას კონტაქტისას. საჭიროა კარგი ვენტილაცია.
დარწმუნდით, რომ სამუშაო სივრცე კარგად და სრულად ნიავდება, რათა ორთქლი გარეთ გავიდეს. ორთქლის საწინააღმდეგო კარტრიჯიანი რესპირატორები არ არის ეფექტური მეთანოლის ორთქლის წინააღმდეგ. ჰაერით მომარაგების სისტემა (SCBA – Self-Contained Breathing Apparatus) მეთანოლის ორთქლისგან უკეთეს დაცვას უზრუნველყოფს.
ბიოდიზელი და რეზინის ნაწილები
100% ბიოდიზელზე ხანგრძლივმა მუშაობამ შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები ძრავის იმ რეზინის ნაწილებში, რომლებიც საწვავთან შეხებაშია (ტუმბო, შლანგები, O-რგოლები). მათი ფოლადის ნაწილებით ან მაღალი გამძლეობის რეზინით ჩანაცვლებამ შეიძლება ეს პრობლემა აღმოფხვრას. ალტერნატიულად, გართულებების თავიდან ასაცილებლად შეგიძლიათ თქვენს ბიოდიზელს შეურიოთ დაახლოებით 25% ჩვეულებრივი (წიაღისეული) დიზელი.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Abdullah, C. S.; Baluch, Nazim; Mohtar, Shahimi (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi 77, 2015.
- Ramachandran, K.; Suganya, T.; Nagendra Gandhi, N.; Renganathan, S.(2013): Recent developments for biodiesel production by ultrasonic assist transesterification using different heterogeneous catalyst: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 22, 2013. 410-418.
- Shinde, Kiran; Serge Kaliaguine (2019): A Comparative Study of Ultrasound Biodiesel Production Using Different Homogeneous Catalysts. ChemEngineering 3, No. 1: 18; 2019.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Hamed Mootabadi, Babak Salamatinia, Subhash Bhatia, Ahmad Zuhairi Abdullah (2010): Ultrasonic-assisted biodiesel production process from palm oil using alkaline earth metal oxides as the heterogeneous catalysts. Fuel, Volume 89, Issue 8; 2010. 1818-1825.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული დან სამრეწველო ზომამდე.