초음파는 바이오 디젤 공정 효율성을 향상시킵니다.

Hielscher 초음파 혼합 반응기는 바이오 디젤 생산 공정을 개선합니다. 초음파는 더 짧은 시간에 더 높은 에스테르 교환 변환 수율을 생성합니다. 초음파 혼합은 생산 능력을 증가시키고 메탄올 및 촉매 사용을 줄입니다.

효율적인 바이오디젤 처리

오늘날 바이오디젤을 만드는 것은 단순히 재생 가능한 연료를 만드는 것이 아닙니다. 바이오디젤 생산업체는 공급 원료의 품질 변동에 관계없이 일관된 특성을 가진 고품질 바이오디젤을 생산해야 합니다. “현재 환경에서는 가장 비용이 적은 생산자만이 양의 마진으로 연료를 생산할 수 있습니다.” (First Capitol Risk Management의 Bill Babler).
Hielscher 초음파 혼합 기술은 새로운 바이오 디젤 공장을 건설하거나 기존 공장을 업그레이드 할 때 최고의 바이오 디젤 처리 효율성을 제공합니다. Hielscher 초음파 장치는 바이오 디젤 수율을 높이고 운영 비용을 낮추기 위해 전 세계 설치에서 테스트 및 입증되었습니다. 여기에는 연간 100만 갤런의 소규모 기업가와 연간 4,500만 갤런의 산업용 바이오디젤 공장이 포함됩니다.

더 나은 바이오디젤 반응 역학으로 수익 향상

오일, 메탄올(또는 에탄올) 및 촉매로 바이오디젤을 만드는 것은 에스테르 교환(transesterification)이라고 하는 간단한 화학 공정입니다. 그러나 이 과정의 반응 역학에는 문제가 있습니다. 트리글리세라이드를 지방 메틸 에스테르(FAME) 및 글리세린으로 교환하는 기존의 트랜스에스테르화는 느리고 완전하지 않습니다. 전환 과정에서 모든 지방산 사슬이 알킬 에스테르(바이오디젤)로 바뀌는 것은 아닙니다. 이는 바이오디젤의 수율과 품질을 크게 떨어뜨립니다!

더 나은 혼합은 더 높은 바이오디젤 수율로 이어집니다.

기존의 기계적 교반 시스템을 사용하면 변환 시간이 길어지고 바이오디젤 수율이 떨어집니다.
오일과 메탄올은 섞일 수 없습니다. 화학적 바이오디젤 반응이 일어나려면 메탄올-인-오일 에멀젼을 형성해야 합니다. 이를 위해서는 기존의 기계식 믹서 또는 교반기가 아닌 초음파 유화 장비가 필요합니다. 초음파 캐비테이션 혼합은 큰 유속으로 미세한 크기의 에멀젼을 형성하는 가장 진보 된 수단입니다. 더 작은 메탄올 방울은 더 나은 바이오디젤을 만들고 반응 속도를 높이며 더 적은 양의 메탄올을 필요로 합니다.

메탄올 액적 크기와 바이오디젤 수율 및 변환 속도 사이에는 직접적인 연관성이 있습니다. 이것은 Hielscher 초음파 반응기를 바이오 디젤 산업에서 가장 생산적인 기술로 만듭니다. 초음파 혼합 반응기는 더 높은 품질의 바이오 디젤을 더 빠르게 생산합니다.
아래 다이어그램은 분리된 글리세린의 부피 백분율을 보여줍니다. Hielscher 초음파 반응기에서 2 초 초음파 처리 후 더 많은 글리세린을 더 빨리 얻을 수 있습니다. 글리세린 분자 1개를 생산할 때마다 3개의 바이오디젤 분자를 만듭니다. 이를 통해 공정 용량과 바이오디젤 생산 수율이 향상됩니다.

설치 및 개조로 인한 비용 절감

Hielscher 초음파 반응기를 바이오 디젤 공정 라인에 설치하면 운영 비용도 절감됩니다. Hielscher 초음파 반응기는 소규모 바이오 디젤 배치 시스템과 대규모 연속 바이오 디젤 플랜트에 설치할 수 있습니다. 최상의 설치 설정 또는 기존 바이오디젤 공정에 초음파 반응기를 개조하는 데 기꺼이 도움을 드릴 것입니다.

바이오디젤 공정에서 과잉 메탄올 감소

과량의 메탄올은 바이오디젤 전환 과정에서 반응하지 않습니다. 화학 반응 속도를 높이기 위해 과도한 메탄올이 첨가됩니다. 과잉 메탄올은 바이오디젤 반응 공정 후에 회수해야 합니다. 메탄올 회수는 많은 열과 진공이 필요하기 때문에 매우 비쌉니다. 따라서 과도한 메탄올은 처리 비용을 증가시킵니다. 많은 바이오디젤 공장에서 과잉 메탄올 회수 시스템은 가장 비용이 많이 드는 공정 단계입니다.

Hielscher 초음파 반응기를 사용하면 필요한 과도한 메탄올을 최대 50 %까지 줄일 수 있습니다. 1 : 4 또는 1 : 4.5 (오일 : 메탄올)의 화학 량 론적 비율은 Hielscher 초음파 혼합을 사용할 때 대부분의 공급 원료에 충분합니다.

품질이 낮은 공급 원료에서 좋은 바이오디젤을 만드십시오.

많은 중소 규모의 바이오디젤 생산업체는 동물성 지방, 폐식용유 또는 폐식물성 기름과 같은 품질이 낮은 공급 원료로 전환하여 비용을 절감합니다. 초음파 공정 강화는 모든 공급 원료에 대한 변환 결과를 향상시킵니다. 따라서 고FFA 오일 또는 고점도 지방 또는 그리스에서 ASTM 6751 또는 EN 14212 준수 바이오디젤을 더 쉽게 생산할 수 있습니다.

바이오디젤을 만들 때 촉매 사용 감소

촉매 재료 비용은 바이오디젤 생산 비용의 극히 일부에 불과합니다. 과잉 메탄올과 마찬가지로 실제 비용은 회수 및 글리세린 품질 저하로 인해 발생합니다. 바이오 디젤 생산 공정에서 초음파 혼합은 메탄올 - 오일 유화를 개선하고 더 많고 더 작은 메탄올 방울을 생성합니다. 이는 더 나은 액적 크기 분포와 더 효율적인 촉매 사용으로 이어집니다. 그 외에도 초음파 캐비테이션은 화학 물질 전달을 향상시킵니다. 결과적으로 전단 혼합기 또는 교반기와 비교할 때 최대 50%의 촉매를 절약할 수 있습니다.

“I am amazed at how Hielscher has changed the way we produce biodiesel. Not only is the process more continuous, but we save thousands on catalyst and time. I strongly suggest this unit to anyone considering a more continuous production method.” Marcel Steinberg, EECOfuels

더 높은 품질의 글리세린 생산

글리세린은 바이오디젤 생산의 부산물입니다. 전환율이 높고 과도한 메탄올 사용량이 적으면 화학적 전환이 훨씬 빨라지고 글리세린이 더 선명하고 빠르게 분리됩니다. 위에서 설명한 이유로, 글리세린은 더 적은 촉매와 더 적은 모노-글리세라이드를 함유하고 있습니다. 이를 통해 글리세린 정제 비용을 절감할 수 있습니다.

더 적은 전기 에너지와 더 적은 난방을 사용합니다.

바이오디젤은 친환경 연료입니다. 친환경적이 되려면 바이오디젤의 재배, 수확 및 가공에 필요한 에너지가 바이오디젤에 포함된 에너지보다 낮아야 합니다. Hielscher 초음파 혼합의 설치는 바이오 디젤을 생산하는 데 필요한 전체 에너지를 낮춥니다. Hielscher 초음파 장치는 액체에서 전기를 초음파 혼합으로 변환하는 데 탁월한 에너지 효율을 가지고 있습니다. 1000 갤런의 바이오 디젤을 생산하기 위해 Hielscher 초음파 장치는 약 7kWh의 전기 만 사용합니다. 이것은 전단 믹서 또는 유체 역학 믹서의 에너지 소비보다 훨씬 적습니다. 이를 통해 바이오디젤 공장의 연간 전기 요금을 절감할 수 있습니다.

일반적으로 초음파 보조 바이오디젤 에스테르 교환은 더 낮은 공정 온도에서 실행할 수 있습니다. 이것은 필요한 난방 에너지를 줄입니다.