ულტრაბგერითი რეაქტორები ბიოდიზელის წარმოებისთვის
ულტრაბგერითი რეაქტორები აუმჯობესებენ ბიოდიზელის კონვერსიის პროცესის ქიმიური რეაქციის კინეტიკას. ეს იწვევს ტრანსესტერიფიკაციის გაჩქარებას, კონვერსიის უფრო მაღალ გამოსავლიანობას და ზედმეტი მეთანოლისა და კატალიზატორის დაზოგვას. Hielscher აწარმოებს ულტრაბგერითი შერევის რეაქტორებს ბიოდიზელის წარმოებისთვის ნებისმიერი მასშტაბით. ულტრაბგერითი რეაქტორები კომპაქტურია, მარტივად ინსტალირდება და ძალიან ეფექტურია.
ბიოდიზელის წარმოების გაზრდა და დაჩქარება მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით
ბიოდიზელი არის განახლებადი და სუფთა საწვავი, რომელიც მზადდება მცენარეული ზეთების, ცხოველური ცხიმების ან ნარჩენი სამზარეულოს ზეთებისგან. ის შეიძლება მივიღოთ ტრანსესტერიფიკაციის რეაქციის გზით, რომელიც გულისხმობს ტრიგლიცერიდების კონვერტაციას ცხიმოვანი მჟავების მეთილის ეთერებად (FAMEs) სპირტისა და კატალიზატორის გამოყენებით. ტრანსესტერიფიკაციის რეაქციის გასაჩქარებლად ერთ-ერთი გზაა ულტრაბგერითი ტალღების გამოყენება, რომლებსაც შეუძლიათ გააუმჯობესონ რეაგენტების შერევა და მასათა გადატანა, ასევე შეუწყონ ხელი ზეთის წვეთების დაშლას და კატალიზატორის დისპერსიას.
ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი გენერატორი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც სონოტროდი, არის მოწყობილობა, რომელიც წარმოქმნის მაღალსიხშირიან ბგერით ტალღებს (ჩვეულებრივ 20 kHz-დან 30 kHz-მდე დიაპაზონში) ტიტანის ღეროს ვიბრაციის გზით. ულტრაბგერითი ტალღები ვრცელდება სითხეში და ქმნის მაღალი და დაბალი წნევის ზონებს, რაც იწვევს კავიტაციის ბუშტების სწრაფად წარმოქმნას და კოლაფსს. ბუშტების კოლაფსი წარმოქმნის ინტენსიურ ადგილობრივ გათბობასა და გაცივებას, მაღალ ძვრის ძალებს და დარტყმით ტალღებს, რომლებსაც შეუძლიათ გაზარდონ ტრანსესტერიფიკაციის პროცესის რეაქციის სიჩქარე და ეფექტურობა.
ულტრაბგერით გენერატორს UIP16000hdT შეუძლია დაამუშაოს 32MMGY ბიოდიზელი.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის წარმოების უპირატესობები
ბიოდიზელის სინთეზისთვის ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი გენერატორის გამოყენების უპირატესობები მოიცავს:
- რეაქციის უფრო მაღალი სიჩქარე: ულტრაბგერით ტალღებს შეუძლია გაზარდოს რეაგენტების მასათა გადატანა და გააჩქაროს ტრანსესტერიფიკაციის რეაქცია, რაც ამცირებს რეაქციის დროს და ზრდის ბიოდიზელის გამოსავლიანობას.
- უფრო მაღალი გამოსავლიანობა და სიწმინდე: ულტრაბგერითი ბიოდიზელის პროცესი აუმჯობესებს კატალიზატორის დისპერსიას და რეაქციული ნარევის ერთგვაროვნებას, რაც იწვევს ბიოდიზელის უფრო მაღალ გამოსავლიანობას და სიწმინდეს.
- იაფი ნედლეული: ულტრაბგერის გამოყენებით შეგიძლიათ გამოიყენოთ ყველაზე დაბალი ხარისხის ნედლეული – როგორიცაა ნარჩენი სამზარეულოს ზეთები, ნარჩენი ცხოველური ცხიმები და არასაკვები ზეთები – და გადააქციოთ ის მაღალი ხარისხის ბიოდიზელად. გაიგეთ მეტი!
- ენერგიის დაბალი მოხმარება: ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენება ამცირებს რეაქციული ნარევის შერევისა და გათბობისთვის საჭირო ენერგიას, ასევე საჭირო კატალიზატორის რაოდენობას, რაც იწვევს უფრო მდგრად და ეკონომიურ პროცესს. გაიგეთ მეტი!
- მორგებადობა და მასშტაბირებადობა: Hielscher-ის ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი გენერატორები და რეაქტორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბიოდიზელის როგორც მცირე, ისე დიდი მასშტაბის წარმოებისთვის და მარტივად ინტეგრირდება არსებულ წარმოების პროცესებში.
მოკლედ, ეს ნიშნავს, რომ Hielscher-ის ულტრაბგერითი გენერატორებისა და ულტრაბგერითი რეაქტორების გამოყენება ბიოდიზელის სინთეზისთვის სთავაზობს მნიშვნელოვან სარგებელს რეაქციის სიჩქარის, გამოსავლიანობის, სიწმინდის, ენერგიის მოხმარებისა და მასშტაბირებადობის თვალსაზრისით, რაც მას აქცევს მომგებიან ტექნოლოგიად განახლებადი საწვავის მდგრადი წარმოებისთვის.
ულტრაბგერითი ბიოდიზელის რეაქტორები ამცირებენ ხარჯებს და ზრდიან ბიოდიზელის გამოსავლიანობას
ზედმეტი მეთანოლი და კატალიზატორი ბიოდიზელის წარმოების მნიშვნელოვანი ხარჯის ფაქტორებია. Hielscher-ის ულტრაბგერითი რეაქტორები იყენებენ ინტენსიურ კავიტაციურ ძვრას მეთანოლის თქვენს ნედლეულთან შერევისთვის. ეს იძლევა ბევრად უფრო მცირე მეთანოლის წვეთებს, რაც იწვევს მეთანოლისა და კატალიზატორის უკეთეს გამოყენებას. შესაბამისად, საჭიროა ნაკლები ზედმეტი მეთანოლი და ნაკლები კატალიზატორი. ამის გარდა, კავიტაცია მოქმედებს რეაქციის კინეტიკაზე, რაც იწვევს უფრო სწრაფ და უფრო სრულ ტრანსესტერიფიკაციას.
მცირე და საშუალო მასშტაბის ულტრაბგერითი ბიოდიზელის რეაქტორები
მცირე და საშუალო ზომის ბიოდიზელის წარმოების სისტემებისთვის, 9 ტონა/სთ-მდე (2900 გალონი/სთ), Hielscher გთავაზობთ UIP500hdT (500 ვატი), UIP1000hdT (1000 ვატი), UIP1500hdT (1500 ვატი) ან UIP2000hdT (2000 ვატი). ეს ოთხი ულტრაბგერითი ინლაინ რეაქტორი ძალიან კომპაქტურია, მარტივად ინტეგრირდება ან რეტროფიტირდება. ისინი შექმნილია მძიმე ექსპლუატაციისთვის მკაცრ გარემო პირობებში. ქვემოთ იპოვით რეკომენდებულ რეაქტორების კონფიგურაციებს წარმოების სხვადასხვა სიჩქარისთვის.
|
ტონა/სთ
|
გალონი/სთ
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0,25-დან 0,5-მდე
|
80-დან 160-მდე
|
| 1x UIP1000hdT |
0,5-დან 1,0-მდე
|
160-დან 320-მდე
|
| 1x UIP1500hdT |
0,75-დან 1,5-მდე
|
240-დან 480-მდე
|
| 1x UIP2000hdT |
1,0-დან 2,0-მდე
|
320-დან 640-მდე
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5-დან 3,0-მდე
|
480-დან 960-მდე
|
| 2x UIP2000hdT |
2,0-დან 4,0-მდე
|
640-დან 1280-მდე
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0-დან 6,0-მდე
|
960-დან 1920-მდე
|
| 4x UIP2000hdT |
4-დან 8-მდე
|
1280-დან 2560-მდე
|
სრული მასშტაბის სამრეწველო ულტრაბგერითი ბიოდიზელის რეაქტორები
სამრეწველო ბიოდიზელის წარმოების ქარხნებისთვის Hielscher გთავაზობთ UIP4000hdT (4000 ვატი), UIP6000hdT (6000 ვატი), UIP10000hdT (10 000 ვატი) და UIP16000hdT (16 000 ვატი). ეს ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ინლაინ რეაქტორებით განკუთვნილია ბიოდიზელის უწყვეტი წარმოებისთვის მაღალი მოცულობითი ხარჯის პირობებში. ოთხივე ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი ხელმისაწვდომია უჟანგავი ფოლადის კაბინეტებში. ვერტიკალური მონტაჟი მოითხოვს მინიმალურ ფართობს მონტაჟისთვის ან რეტროფიტირებისთვის. ქვემოთ ნაპოვნია რეკომენდებული კონფიგურაციები ტიპური სამრეწველო დამუშავების სიჩქარეებისთვის.
|
ტონა/სთ
|
გალონი/სთ
|
|
|---|---|---|
| 3x UIP4000hdT |
6,0-დან 12,0-მდე
|
1920-დან 3840-მდე
|
| 5x UIP4000hdT |
10,0-დან 20,0-მდე
|
3200-დან 6400-მდე
|
| 3x UIP10000hdT |
15,0-დან 30,0-მდე
|
4800-დან 9600-მდე
|
| 3x UIP16000hdT |
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
|
ზეთისა და მეთანოლის ინლაინ ულტრაბგერითი შერევა
ულტრაბგერითი შერევის რეაქტორები ანაცვლებენ რეზერვუარების სარეველებს და სხვა დინამიკურ ძვრით შემრევებს. ზოგადად, ულტრაბგერითი ბიოდიზელის რეაქტორები მონტაჟდება ორი შემავალი ნაკადის შესარევად: ზეთისა და მეთანოლის (კატალიზატორთან ერთად). ამისთვის წინასწარ უხეშად შერეული ნარევი ტუმბოთი მიეწოდება ულტრაბგერით ინლაინ რეაქტორს, სადაც ულტრაბგერითი კავიტაცია ურევს და ემულსიფიცირებს ორივე რეაგენტს 2-დან 10 წამამდე დროში. ეს არის ინლაინ შერევის პროცესი. როდესაც ნარევი გამოდის გამდინარე უჯრედის რეაქტორიდან, გლიცერინი გამოიყოფა გრავიტაციის მოქმედებით 60 წუთზე ნაკლებ დროში. ალტერნატიულად, რეაქციის დაწყებიდან რამდენიმე წუთის შემდეგ შეგიძლიათ ულტრაბგერით დამუშავებული ნარევი მიაწოდოთ ცენტრიფუგას. ინლაინ შერევა ამცირებს გამოყენებული რეზერვუარების რაოდენობასა და მოცულობას ტრადიციულ პარტიულ დამუშავებასთან შედარებით. ეს აუმჯობესებს კაპიტალის გამოყენებას.
ულტრაბგერითი ესტერიფიკაცია და ტრანსესტერიფიკაცია შეიძლება ჩატარდეს როგორც პარტიული ან უწყვეტი ინლაინ პროცესი. დიაგრამა აჩვენებს ულტრაბგერით ინლაინ პროცესს ბიოდიზელის (FAME) ტრანსესტერიფიკაციისთვის.
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
დაკავშირებული ინფორმაცია
- ზეთის ულტრაბგერითი ტრანსესტერიფიკაცია ბიოდიზელში
- ულტრაბგერითი დამუშავების გავლენა ბიოდიზელის დამუშავების ეფექტურობაზე
- ულტრაბგერითი რეაქტორების გამოყენება მცირე მასშტაბის უწყვეტ ბიოდიზელის პროცესში – Graham Towerton (2007)
- ბიოდიზელი წყალმცენარეებიდან ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით
- ბიოდიზელის წარმოების ტექნოლოგია
- ბიოდიზელის ანალიტიკური მეთოდები
- ბიოდიზელის წარმოების „უშეცდომო“ გზა
- ბიოდიზელის წარმოებისთვის რეზერვუარებისა და ტუმბოების მომწოდებლების სია
ლიტერატურა / წყაროები
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- 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.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- 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.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.
- Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production
ხშირად დასმული კითხვები
რა ნედლეული შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბიოდიზელის წარმოებისთვის?
ბიოდიზელის წარმოებისთვის ნედლეული მოიცავს რაფინირებულ მცენარეულ ზეთებს, არასაკვებ ზეთებს, ნარჩენ მცენარეულ ზეთებს, ნარჩენ კულინარიულ ზეთებს, შესაწვავად გამოყენებულ ცხიმებს, ცხოველურ ცხიმებს, როგორიცაა ქონი, და თევზის ზოგიერთ ზეთს, იმ პირობით, რომ მათი ტრიგლიცერიდები ან თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები შეიძლება გარდაიქმნას ბიოდიზელის ეთერებად. ულტრაბგერითი დამუშავება აძლიერებს ერთმანეთში შეურევადი ზეთისა და სპირტის ფაზების შერევას, რაც ეფექტური ტრანსესტერიფიკაციისთვის უფრო შესაფერისს ხდის დაბალი ხარისხისა და ცვალებადი შემადგენლობის ნედლეულსაც კი.
რა სირთულეებს უკავშირდება დაბალი ხარისხის ნედლეულის გამოყენება ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციისთვის?
ბიოდიზელის ტრანსესტერიფიკაციისას დაბალი ხარისხის ნედლეულის გამოყენების ძირითადი სირთულეებია ცვალებადი შემადგენლობა, დაბინძურება, წყლის შემცველობა, დეგრადირებული ლიპიდები, მაღალი სიბლანტე და უფრო რთული ფაზური ქცევა. ყოველივე ამან შეიძლება შეამციროს გარდაქმნის ეფექტურობა, ხელი შეუწყოს საპნის წარმოქმნას და შეანელოს ბიოდიზელისა და გლიცერინის განცალკევება. ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობს ამ შეზღუდვების დაძლევას კავიტაციის მეშვეობით სითბოსა და მასის გადაცემის გაუმჯობესებით და რთული ნედლეულის სისტემებში რეაქციის კინეტიკის აჩქარებით. გაიგეთ, თუ როგორ მოქმედებს ულტრაბგერითი დამუშავება დადებითად დაბალი ხარისხის ნედლეულის მაღალი ხარისხის ბიოდიზელად ტრანსესტერიფიკაციაზე!
რა არის ბიოდიზელის დამუშავების ხარჯების მთავარი მამოძრავებელი ფაქტორები?
ბიოდიზელის დამუშავების ხარჯების მთავარი განმსაზღვრელი ფაქტორებია ნედლეულის ღირებულება, მეთანოლისა და კატალიზატორის მოხმარება, ენერგიის მოთხოვნილება, რეაქციის დრო, განცალკევებისა და გაწმენდისთვის საჭირო სამუშაო და ქარხნის საერთო წარმადობა. ნედლეული ჩვეულებრივ ხარჯების უდიდეს კომპონენტს შეადგენს. ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობს დამუშავების ხარჯების შემცირებას რეაქციის დროის შემცირებით, გარდაქმნის გაუმჯობესებით და ფაზების განცალკევების აჩქარებით, რამაც შეიძლება შეამციროს ენერგიის მოხმარება და გაზარდოს წარმადობა. გაიგეთ მეტი ულტრაბგერითი რეაქტორების გამოყენებით ხარჯ- და ენერგოეფექტური ბიოდიზელის წარმოების შესახებ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიულ დან სამრეწველო ზომამდე.
