초음파 반응기는 바이오 디젤 전환 공정의 화학 반응 역학을 향상시킵니다. 이것은 더 빠른 에스테르 교환, 더 높은 전환 수율로 이어지며 과량의 메탄올과 촉매를 절약합니다. Hielscher는 모든 규모의 바이오 디젤 생산을위한 초음파 혼합 반응기를 만듭니다. 초음파 반응기는 작고 설치가 쉽고 매우 효율적입니다.

바이오 디젤 생산은 전력 초음파로 증가하고 가속화되었습니다.

바이오 디젤은 식물성 기름, 동물성 지방 또는 폐 식용유로 만든 재생 가능하고 깨끗한 연소 연료입니다. 알코올과 촉매를 사용하여 트리글리세리드를 지방산 메틸 에스테르 (FAME)로 전환하는 에스테르 교환 반응을 통해 생성 될 수 있습니다. 에스테르 교환 반응을 가속화하는 한 가지 방법은 초음파를 사용하여 반응물의 혼합 및 질량 전달을 향상시킬 수있을뿐만 아니라 오일 방울의 파손 및 촉매의 분산을 촉진 할 수 있습니다.
sonotrode라고도하는 프로브 형 초음파 는 티타늄 막대를 진동시켜 고주파 음파 (일반적으로 20kHz에서 30kHz 범위)를 생성하는 장치입니다. 초음파는 액체를 통해 전파되어 고압 및 저압 영역을 생성하여 캐비테이션 기포가 빠르게 형성되고 붕괴됩니다. 기포의 붕괴는 강렬한 국부 가열 및 냉각, 높은 전단력 및 충격파를 생성하여 에스테르 교환 공정의 반응 속도와 효율성을 증가시킬 수 있습니다.

 

 

초음파 바이오 디젤 생산의 장점

바이오 디젤 합성을위한 프로브 형 초음파 를 사용하는 이점은 다음과 같습니다.

1. 더 빠른 반응 속도: 초음파는 반응물의 질량 전달을 증가시키고 에스테르 교환 반응을 가속화하여 반응 시간을 줄이고 바이오 디젤의 수율을 증가시킬 수 있습니다.
2. 더 높은 수율과 순도: 초음파 바이오 디젤 공정은 촉매의 분산과 반응 혼합물의 균질성을 향상시켜 바이오 디젤의 높은 수율과 순도를 유도합니다. 초음파를 사용하면 폐식용유와 같은 가장 낮은 공급 원료 품질을 사용하여 고품질 바이오 디젤로 바꿀 수 있습니다.
3. 낮은 에너지 소비: 초음파의 사용은 반응 혼합물을 혼합하고 가열하는 데 필요한 에너지뿐만 아니라 필요한 촉매의 양을 줄여 보다 지속 가능하고 비용 효율적인 공정을 만듭니다.
4. 유연성 및 확장성: Hielscher 프로브 형 초음파 및 반응기는 바이오 디젤의 소규모 및 대규모 생산 모두에 사용될 수 있으며 기존 생산 공정에 쉽게 통합 될 수 있습니다.

요약하면 이것은 바이오 디젤 합성을위한 Hielscher 초음파 및 초음파 반응기의 사용이 반응 속도, 수율, 순도, 에너지 소비 및 확장 성 측면에서 상당한 이점을 제공하여 재생 가능 연료의 지속 가능한 생산을위한 수익성있는 기술임을 의미합니다.

초음파 바이오 디젤 반응기는 비용을 절감하고 바이오 디젤 수율을 향상시킵니다.

과량의 메탄올 및 촉매는 바이오디젤 생산에서 상당한 비용 요인이다. Hielscher 초음파 반응기는 메탄올과 공급 원료를 혼합하기 위해 강렬한 캐비테이션 전단을 사용합니다. 이것은 훨씬 더 작은 메탄올 방울을 제공하여 메탄올 및 촉매 이용률을 향상시킵니다. 따라서, 더 적은 과량의 메탄올 및 더 적은 촉매가 요구된다. 그 외에도, 캐비테이션은 반응 동역학에 영향을 미쳐 더 빠르고 완전한 에스테르 교환 반응으로 이어집니다.

바이오 디젤 생산을위한 초음파 반응기의 사용은 시간당 바이오 디젤의 0.25 톤 이상의 생산 능력에 권장됩니다. Hielscher는 원자로 당 최대 16 톤 / 시간 용량 (5100 갤런 / 시간)의 초음파 반응기를 제공합니다. 공정 용량에 맞게 여러 반응기를 결합할 수 있습니다. 나중에 생산 능력을 확장할 때 원자로를 추가할 수 있습니다. 우리는 귀하의 플랜트 설정 및 공정 용량에 가장 적합한 바이오 디젤 반응기 설정을 추천하게되어 기쁩니다.

중소 규모 초음파 바이오 디젤 반응기

Hielscher는 최대 9톤/시간(2900갤런/시)의 중소형 바이오디젤 생산 시스템을 위해 UIP500hdT(500와트), UIP1000hdT(1000와트), UIP1500hdT(1500와트) 또는 UIP2000hdT(2000와트)를 제공합니다. 이 네 개의 초음파 인라인 반응기는 매우 컴팩트하고 통합하기 쉽거나 개조 된 장착입니다. 열악한 환경에서의 중장비 작동을 위해 제작되었습니다. 아래에서 다양한 생산 속도에 권장되는 원자로 설정을 찾을 수 있습니다.

	톤/시간	갤런/시간
1 배 UIP500hdT	0.25에서 0.5	80 ~ 160
1 배 UIP1000hdT	0.5 ~ 1.0	160 ~ 320
1 배 UIP1500hdT	0.75 ~ 1.5	240 ~ 480
1 배 UIP2000hdT	1.0 ~ 2.0	320 ~ 640
2 배 UIP1500hdT	1.5 ~ 3.0	480 ~ 960
2 배 UIP2000hdT	2.0 ~ 4.0	640 ~ 1280
4 배 UIP1500hdT	3.0 ~ 6.0	960 ~ 1920
4 배 UIP2000hdT	4 대 8	1280 ~ 2560

풀 스케일 산업용 초음파 바이오 디젤 반응기

산업용 바이오 디젤 생산 공장의 경우 Hielscher는 UIP4000hdT (4000 와트), UIP6000hdT (6000 와트), UIP10000hdT (10000 와트) 및 UIP16000hdT (16000 와트)를 제공합니다. 인라인 반응기가있는 이러한 초음파 균질 기는 높은 유속에서 바이오 디젤의 지속적인 생산을 위해 설계되었습니다. 네 개의 초음파 균질 기 모두 스테인레스 스틸 캐비닛에서 사용할 수 있습니다. 수직 설치에는 설치 또는 개조를 위해 최소한의 바닥 공간이 필요합니다. 아래에서 일반적인 산업 처리 속도에 대한 권장 설정을 찾을 수 있습니다.

	톤/시간	갤런/시간
3 배 UIP4000hdT	6.0 ~ 12.0	1920 ~ 3840
5 배 UIP4000hdT	10.0 ~ 20.0	3200 ~ 6400
3 배 UIP10000hdT	15.0 ~ 30.0	4800 ~ 9600
3 배 UIP16000hdT	24.0 ~ 48.0	7680 ~ 15360
5 배 UIP16000hdT	40.0 ~ 80.0	12800 ~ 25600

오일과 메탄올의 인라인 초음파 혼합

초음파 혼합 반응기는 탱크 교반기 및 기타 동적 전단 믹서를 대체합니다. 일반적으로 초음파 바이오 디젤 반응기는 오일과 메탄올 (촉매 포함)의 두 가지 공급 스트림을 혼합하기 위해 설치됩니다. 이를 위해 조질 프리믹스가 초음파 인라인 반응기를 통해 펌핑되며, 초음파 캐비테이션은 2 ~ 10 초 이내에 두 시약을 혼합하고 유화합니다. 이것은 인라인 혼합 과정입니다. 혼합이 유동 세포 반응기를 빠져 나올 때, 글리세린은 60 분 이내에 중력에 의해 분리 될 것입니다. 대안적으로, 초음파 처리된 혼합물을 반응 시간의 몇 분 후에 원심분리기로 공급할 수 있다. 인라인 혼합은 기존의 배치 처리에 비해 사용되는 탱크의 수와 부피를 줄입니다. 이것은 자본 활용도를 향상시킵니다.