ბიოენერგიის წარმოების ეფექტურობის გაზრდა ულტრაბგერით

მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის (სონიკაცია) გამოყენება განახლებადი ენერგიის წარმოებაში წარმოადგენს პროცესის ეფექტურობაში მნიშვნელოვანი წინსვლას. აკუსტიკური კავიტაციის გამოყენებით, ულტრაბგერითი ტექნოლოგია ზრდის მასის გადაცემას, ანადგურებს უჯრედების სტრუქტურებს და აჩქარებს ქიმიურ რეაქციებს სხვადასხვა ბიოსაწვავის წარმოების გზებში, მათ შორის ბიოდიზელში, ბიიოთანოლში და ბიოგაზში.
განახლებადი საწვავი სარგებლობს მზარდი მოთხოვნით, რადგან ნავთობის ფასები ახალ სიმაღლეებს აღნიშნავს. ულტრაბგერითი ტექნოლოგიის გამოყენება მწვანე საწვავის წარმოებაში, როგორიცაა ბიოდიზელი, ბიოეთანოლი და ბიოგაზი, აუმჯობესებს ტექნიკურ და კომერციულ ეფექტურობას.

გადამუშავებული ბიოდიზელი მცენარეული ზეთიდან და ცხოველის ცხიმიდან

ბიოდიზელი არის განახლებადი საწვავი, რომელიც გამოყენებულ შეიძლება დიზელის ძრავებში როგორც ალტერნატივა ნავთობზე შექმნილ დიზელის საწვავთან. ბიოდიზელი მზადდება ტრანსესტერული რეაქციით ისეთი წყაროებიდან, როგორებიცაა მცენარეული ზეთები, ცხოველის ცხიმი ან ცხიმოვანი დანამატები. ყველაზე ხშირია ნედლეული, როგორც სოიოს, რაფსის ან ალგების ზეთი. ბიოდიზელის წარმოება მოიცავს კატალიზატორის გამოყენებით ალკოჰოლთან (მეთანოლი ან ეთანოლი) რეაქციას. ზეთის, ცხიმის ან ცხიმოვანი დანამატების ულტრასონიკური зміრცა ალკოჰოლთან მნიშვნელოვნად აჩქარებს რეაქციის სიჩქარეს და გამომავალი პროდუქტის მოცულობას. ეს ამცირებს ინვესტიციასა და ოპერაციულ ხარჯებს.

• დაჩქარებული ტრანსესტერიფიკაცია: ულტრასონიკური გამოსხივება მნიშვნელოვნად ამცირებს ბიოდიზელის წარმოების დრო, ხშირად აცილებს საათებს და აძლევს მას ხუთ წუთამდე.
• გაუმჯობესებული განცალკავება: ტექნოლოგია აუმჯობესებს გლიცერინის აზიარებას ბიოსაწვავისგან, ზრდის გამონაკლისის ვადას რამდენიმე საათიდან 15 წუთზე ნაკლებამდე.
• მაღალი გამომუშავება: ულტრაქტიური დამუშავება შეუძლია უზრუნველყოს ბიოსაწვავის წარმოება 99%-ზე მეტით, რეაქტანტების სრულყოფილი ჩატარების უზრუნველყოფით.

დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ბიოდიზელის ულტრაბგერითი შერევის რეაქტორების შესახებ!

ბიოეთანოლი სახამებლისა და შაქრისგან

ბიოეთანოლი გამოიყენება როგორც ბენზინის მწვანე ალტერნატივა. იგი მზადდება სიმინდის, ხორბლის, კარტოფილის, შაქრის ლერწმის, ბრინჯისა და სხვა მარცვლეულისგან დუღილის გზით. საფუარი გამოიყენება ამ კულტურებში ნაპოვნი სახამებლის და შაქრის ეთანოლად დუღილისთვის. უჯრედული სტრუქტურების ულტრაბგერითი დაშლა და უჯრედშიდა მასალის მოპოვება ამცირებს ნაწილაკების ზომას და ავლენს გაცილებით დიდ ზედაპირს ფერმენტების გათხევადების დროს. ეს აუმჯობესებს სახამებლის და შაქრის ბიოშეღწევადობას და იწვევს უფრო სწრაფ და სრულ დუღილს, რაც იწვევს მეტ ეთანოლს.
ბიოეთანოლის წარმოება დიდწილად ეყრდნობა ლიგნოცელულოზის ბიომასის ეფექტურ დაშლას ფერმენტირებადი შაქრის გასათავისუფლებლად. ულტრაბგერითი ხელს უწყობს ამ პროცესს რამდენიმე გზით:

• გაძლიერებული ჰიდროლიზი: ულტრაფონური წინამუშავება ხელს უწყობს მცენარეული ნაწილაკების დაშლას და აუმჯობესებს გლუკოზის გამოყოფას სიმინდის სლერზე სექვენის საალკოჰოლო ქარხნებში.
• სიმუშავების სტიმულირება: ულტრაფონი აჩვენებს გავლენას ეთანოლის წარმოებაზე მასალების ერთდროული საქონლისა და ფერმენტაციის (SSF) დროს, როგორიცაა ნარევი საოფისე ნაგავი.
• არდადეგების ეფექტურობა: მაღალი სიმძლავრის ულტრაფონი ეფექტურია აქტიური კომპონენტების, როგორიცაა ქსილანი და ჰეტეროქსილანი, სიმინდის ნერგებიდან და ჭრილობებიდან ამოღებაში, ასევე აუმჯობესებს ზეთის გამოშრობას სოიასგან, რაც ხელს უწყობს ვრცელი ბიო-დანაწევრებული წარმოების ჯაჭვების მხარდაჭერას.

დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი უჯრედის დაშლა და ექსტრაქცია!

ბიოგაზი ნარჩენებიდან და შლამიდან

ბიოგაზის წყაროდ ემსახურება მუნიციპალური ორგანული ნარჩენები, საკანალიზაციო შლამი, ტალახი და ნაკელი. ასეთი მასალის დამუშავება აერობულ ან ანაერობულ დიჯესტერებში ორგანულ მასალას ბიოგაზად გარდაქმნის. ულტრაბგერითი ორგანული მასალის დაშლა მონელებამდე ცვლის მასალის სტრუქტურას და ათავისუფლებს და ააქტიურებს ფერმენტებს. ეს აუმჯობესებს ორგანული მასალის მონელებას, რაც იწვევს უფრო სწრაფ დამუშავებას, მეტ გაზს და ნაკლებ ნარჩენ ტალამს. ეს, თავის მხრივ, ზრდის არსებული დიჯესტერების სიმძლავრეს და ამცირებს განკარგვის ხარჯებს.

ანაერობულ დაშლაში ულტრაფონური წინამუშავება გამოიყენება ბიომასის (როგორიცაა ნარჩენები აქტიური ჭუჭყი) დაშლაში, რომ ორგანული ნივთიერება უფრო ხელმისაწვდომი გახდეს ბაქტერიებისთვის.

• ბიოგაზის გამომუშავების ზრდა: Sonication ეფექტური აღმოჩნდა ბიოგაზის კუმულაციური წარმოების გაზრდაში. კვლევებმა აჩვენა, რომ ბიოგაზის წარმოება 26%-დან 36%-მდე მერყეობს დაუმუშავებელ ტალახთან შედარებით.
• გაუმჯობესებული მყარი ნივთიერებების შემცირება: ულტრაბგერითი მკურნალობა აძლიერებს აქროლადი მყარი ნივთიერებების განადგურებას (VS). მაგალითად, VS განადგურება შეიძლება გაიზარდოს 30%-დან 35%-მდე ან კიდევ უფრო მაღალია (39%-მდე), რაც დამოკიდებულია ორგანულ დატვირთვაზე და ენერგიის შეყვანაზე.
• ჩამდინარე წყლების ინტეგრაცია: ბიოსოლიდები ურბანული და სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობებიდან, ისევე როგორც თავად ბიოგაზის ქარხნებიდან, შეიძლება ეფექტურად დამუშავდეს ულტრაბგერითი რეაქტორების გამოყენებით სტაბილიზაციისა და ენერგიის აღდგენის პროცესის ოპტიმიზაციისთვის.

დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ულტრაბგერითი ტალახის დაშლა!

ანაერობული მონელების წინ ცხოველური ნაკელის ულტრაბგერითი დაშლა აუმჯობესებს ბიოგაზის მოსავლიანობას.

ულტრაბგერითი ენერგიის ბალანსი

The processed mentioned above do not require much ultrasonic energy. In general the surplus energy as a result sonication makes up for the energy used to generate the ultrasound. Hielscher ultrasonic devices have an overall efficiency of more than 85%. This means that more than 85% of the electric energy is converted and delivered to the liquid by means of mechanical energy. The actual energy requirement of a process can be determined in small scale using a 1kW ultrasonic processor in bench-top scale. All results from such bench-top trials can be scaled up easily. Hielscher supplies industrial ultrasonic processing equipment, worldwide. With industrial ultrasonic homogenizers of up to 16kW power per single sonicator, there is no limit in plant size or processing capacity.