Gebrauchte Kachueleg an zouverlässege Biodiesel fir Dieselmotoren ëmwandelen

Gebrauchte Kachueleg ass ee vun den attraktivste Réistoffer fir Biodiesel, déi haut disponibel sinn. Hien ass bëlleg, breet disponibel an hëlleft, en Entsuergungsproblem ze léisen. Mee seng Veraarbechtung stellt och eng bekannt Erausfuerderung duer: mannerwäerteg Réistoffer wéi gebrauchte Planzenuelger, gebrauchte Kachuelger, Frittéierfetter, Déierefetter, Talg oder Fëschuelger si méi schwéier effizient ëmzewandele wéi raffinéiert, ongebrauchten Uelger.

Eng rezent Etüd iwwer ultraschallënnerstëtzt Transesterifikatioun weist, wéi dëse Problem duerch Ultraschallmëschung iwwerwonne ka ginn. D’Fuerscher hunn d’Biodieselproduktioun aus gebrauchtem Kachueleg (WCO) optiméiert an duerno de produzéierte Biodiesel a Biodiesel-Diesel-Mëschungen an engem Dieselmotor getest. Hir Resultater ënnerstëtzen zwou wichteg Schlussfolgerungen: éischtens erméiglecht d’Ultraschallbehandlung eng séier Ëmwandlung mat héijem Rendement, och bei schwéier ze verschaffende Réistoffer; zweetens kënnen déi produzéiert Biodiesel-Diesel-Mëschungen ouni Modifikatioun an Dieselmotoren agesat ginn, mat enger Leeschtung, déi där vun Diesel no kënnt, a verbesserten Emissiounswäerter.

Prett, bëlleg Offalluelger an héichwäertege Biodiesel ëmzewandelen?

Hielscher Ultraschallreaktere fir Biodiesel hëllefen de Produzenten, schwéier ze verschaffend Réistoffer wéi gebrauchte Kachueleg, Frittéierfetter, Talg a Fëschueleg mat méi héije Reaktiounsvitessen, méi kuerze Verweilzäiten a verbesserter Prozesseffizienz ëmzewandelen. Kontaktéiert eis elo, fir iwwer Äre Réistoff, Är ugestriefte Kapazitéit an d’Konfiguratioun vum Reakter fir eng kontinuéierlech Biodieselproduktioun mat Ultraschall ze schwätzen.

Firwat mannerwäerteg Réistoffer bei der Biodieselproduktioun schwéier ze verschaffe sinn

Bëlleg Réistoffer fir Biodiesel sinn attraktiv, well d’Réistoffkäschten d’Wirtschaftlechkeet vun der Produktioun dominéieren. Eng 2025 publizéiert Etüd vu Belal a senge Kolleegen weist, datt gebrauchte Kachuelger a Fetter duerch Ultraschallmëschung effizient a Biodiesel ëmgewandelt kënne ginn. Duerno gouf de mat Ultraschall produzéierte Biodiesel erfollegräich an Dieselmotoren agesat.
Obwuel d’Benotzung vun Offalluelger d’Konkurrenz tëscht Liewensmëttel a Brennstoff vermeit, déi mat Iessuelger verbonnen ass, läit d’Erausfuerderung doran, datt mannerwäerteg Réistoffer méi staark variéieren a méi schwéier ze verschaffe sinn. Bei der konventioneller Transesterifikatioun sinn d’Alkohol- an d’Uelegphas net matenee mëschbar, soudatt d’Reaktiounseffizienz staark dovun ofhänkt, wéi gutt de System d’Aschränkunge vum Stofftransport iwwerwanne kann. Bei ofgebaute respektiv mannerwäertegen Uelger a Fetter ginn dës Aschränkunge méi staark, wat dacks zu enger méi lueser Ëmwandlung, méi laange Verweilzäiten, enger méi schwiereger Phasentrennung an enger insgesamt manner effizienter Veraarbechtung féiert. Hei bréngt d’Ultraschallmëschung eng grondleeënd Verännerung.

Firwat d’Ultraschallbehandlung d’Benotzung vu mannerwäertege Réistoffer erméiglecht

D’Ultraschallbehandlung erméiglecht et, mannerwäerteg Réistoffer wéi gebrauchte Planzenuelger, gebrauchte Kachuelger, Frittéierfetter, Rëndertalg oder Fëschuelger méi effektiv ze verschaffen, well d’Ultraschallkavitatioun e vill bessere Kontakt tëscht den net matenee mëschbaren Ueleg- an Alkoholphase erzwingt an domat souwuel d’Mëschung wéi och de Wäermt- a Stofftransport staark verbessert. Ausserdeem huet d’Ultraschallmëschung souwuel physikalesch wéi och cheemesch Effekter: d’Ultraschallkavitatioun verstäerkt d’Intensitéit vun de Reaktiounsbedéngungen a kann d’Bildung vun héichreaktive Radikale fërderen, déi d’Reaktiounskinetik weider beschleunegen an eng méi séier a méi komplett Transesterifikatioun ënnerstëtzen.
Genee dofir ass d’Ultraschallbehandlung esou wäertvoll fir mannerwäerteg Réistoffer. Si kompenséiert d’Aschränkungen, déi d’Veraarbechtung vun dëse Réistoffer a konventionelle Systemer normalerweis erschwéieren.

Wat d’Etüd mat der Ultraschallbehandlung erreecht huet

Fir industriell Biodieselproduzenten ass dat wichtegst Resultat d’Prozessintensivéierung, déi duerch d’Ultraschallbehandlung erreecht gëtt, éischter wéi dee klenge Laboropbau. Ënner optiméierten Ultraschallbedéngungen huet d’Studie vu Belal et al. (2025) e Biodieselrendement vun 96,65% erreecht. Am Verglach mam konventionelle Referenzprozess vun den Auteuren huet déi ultraschallënnerstëtzt Ëmesterung d’Reaktiounszäit vun 90 Minutten op 6 Minutten reduzéiert an d’Zäit fir d’Trennung vu Biodiesel a Glycerol vu 720 Minutten op 30 Minutte verkierzt.
Dës Resultater si fir d’industriell Biodieselproduktioun héich relevant, well se weisen, datt d’Ultraschallbehandlung d’Mëschung net nëmme liicht verbessert – si beschleunegt d’Ëmwandlung an déi uschléissend Trennung grondsätzlech.
 

D’Ultraschallmethod erreecht bannent den éischten 1,5 Minutten eng Ëmwandlung vun ongeféier 75% an erreecht no 6 Minutten e Plateau bei enger Ëmwandlung vu ronn 90%.
Déi konventionell Method weist eng vill méi lues Ëmwandlung a kënnt no 8 Minutten nëmmen op ongeféier 40% Ëmwandlung.
Studie a Grafik: ©Fayyyazi et al. 2014

Wat dat fir déi kontinuéierlech Biodieselveraarbechtung am Duerchfloss mat Hielscher bedeit

Fir déi industriell Ëmsetzung entspriechen dës Erkenntnisser direkt de Virdeeler vun der kontinuéierlecher Ultraschallveraarbechtung vu Biodiesel am Duerchfloss mat industriellen Ultraschallapparater a Reaktore vun Hielscher. Genee dee selwechte Kavitatiounsmechanismus, deen an der Studie nogewise gouf – intensivéiert Mëschung, verbesserte Kontakt tëscht de Phasen, méi séier Wäermt- a Stoffiwwerdroung a beschleunegt Reaktiounskinetik – bestëmmt d’Leeschtung vun Inline-Ultraschallreaktoren.
Am kontinuéierleche Betrib ginn Ueleg, Alkohol a Katalysator duerch d’Ultraschallzon vum Reakter gepompelt, wou héichintensiv Kavitatioun d’Phase kontinuéierlech dispergéiert a matenee reagéiere léisst. Dat erméiglecht méi kuerz Verweilzäiten, eng méi séier Ëmwandlung, eng méi robust Veraarbechtung vu variabelen, käschtegënschtegen Ausgangsstoffer an eng méi séier uschléissend Trennung. Fir industriell Produzenten, déi mat WCO, gebrauchte Frittéierfetter, Talg oder Fëschueleg schaffen, ass déi zentral Erkenntnis kloer: D’Ultraschallbehandlung mécht schwéier ze verschaffend Ausgangsstoffer kommerziell méi attraktiv, well si eng besser Ëmwandlung a manner Zäit erméiglecht.

D’Ultraschallbehandlung verbessert d’Brennstoffqualitéit

En entscheedende Punkt ass, datt réi Offallueleger keng gëeegent Motorbrennstoffer sinn. Déi thermogravimetresch Analys vun der Studie huet Diesel, réie WCO, konventionell hiergestallte Biodiesel a Biodiesel, dee mat Ultraschallmëschung produzéiert gouf, matenee verglach. D’Auteuren hu festgestallt, datt réie WCO dat schlechtst Verdampfungsverhale gewisen huet, wärend de mat Ultraschall produzéierte Biodiesel e verbessert Verdampfungsverhalen am Verglach mat réiem WCO an esouguer am Verglach mat Biodiesel aus traditioneller Ëmesterung gewisen huet.
Dat ass relevant, well eng schlecht Verdampfung an eng schlecht Verdeelung a fein Drëpsen zu den Haaptgrënn gehéieren, firwat onbehandelt Offallueleger Verschmotzunge vun den Asprëtzdüsen, onvollstänneg Verbrennung an Oflagerunge verursaache kënnen. D’Studie hält fest, datt réie WCO onléislech Oligomeren enthale huet, déi de Motor duerch d’Verstoppe vum Asprëtzsystem beschiedege kënnen, wärend eng korrekt Ëmesterung d’Brennstoffverhale wesentlech verbessert.

Kënne Biodiesel-Diesel-Mëschungen ouni Problemer an Dieselmotore benotzt ginn?

D’Studie vu Belal et al. (2025) weist, datt mat Ultraschall produzéierte Biodiesel tatsächlech ouni Problemer a Standarddieselmotore benotzt ka ginn. D’Fuerscher hunn d’Mëschunge B10, B20, B30, B40 a B100 an engem Dieselmotor bei konstanter Dréizuel an ënner variéierender Laascht getest. Hir Schlussfolgerung war, datt Diesel duerch WCO-Biodiesel oder Biodiesel-Diesel-Mëschungen ersat ka ginn, ouni de Motor ze modifizéieren, an datt B40 déi recommandéiert Mëschung war, well si eng vergläichbar Motorleeschtung mat däitlech verbesserten Emissiounswäerter kombinéiert huet.
Och wann net all Kennzuel identesch mat där vu fossillem Diesel ass, bleiwen d’Mëschunge fir den normale Betrib vun Dieselmotore voll asazfäeg, woubäi d’Leeschtungsënnerscheeder kleng an d’Virdeeler bei den Emissioune substantiell sinn.
 

Verschidde Biodiesel/Diesel-Mëschunge bei Motorlaaschte vun 10–100%. – Lénks: Variatioun vum BSFC / Riets: Variatioun vum BTE mat verschiddene Biodiesel/Diesel-Mëschunge bei Motorlaaschte vun 10–100%
Studie a Grafiken: ©Belal et al., 2025

Motorleeschtung: No beim Diesel, mat klenge Kompromësser

D’Etüd huet festgestallt, datt Biodieselmëschungen eng änlech Motorleeschtung wéi Diesel geliwwert hunn, mat enger liichter Erhéijung vum op d’Bremsleeschtung bezunnene spezifesche Brennstoffverbrauch an engem klenge Réckgang vum thermesche Wierkungsgrad op Basis vun der Bremsleeschtung.
Dës Ännerunge sinn ze erwaarden. Déi gemoossen Eegenschaften hu gewisen, datt Biodiesel aus gebrauchtem Kachueleg (WCO) eng méi héich Dicht a Viskositéit an e méi niddregen Heizwäert wéi Diesel hat, obwuel d’Cetanzuel an dëser Etüd déiselwecht war. Dat bedeit, datt eventuell e bësse méi Brennstoff gebraucht gëtt, fir déiselwecht Leeschtung ze erreechen, mee de Motor leeft mat de Mëschunge weiderhin normal.
Aus praktescher Siicht ënnerstëtzt dat d’Argument, datt Biodieselmëschungen am Betrib vun Dieselmotoren agesat kënne ginn, och wa se aus mannerwäertegen Ausgangsstoffer wéi gebrauchtem Kachueleg hiergestallt ginn.

Emissiounen: Grouss Virdeeler duerch d’Bäimësche vu Biodiesel

Bei den Emissiounsresultater huet Biodiesel seng gréisst Virdeeler gewisen.

Bei Volllaascht huet B100 déi gréisst Reduktioune bei de folgende Wäerter erreecht:

• CO: ëm 42,9% reduzéiert
• onverbrannte Kuelewaasserstoffer: ëm 29,9% reduzéiert
• Rauchopazitéit: ëm 42,1% reduzéiert

am Verglach mat rengem Diesel.
D’Etüd féiert dës Virdeeler op de méi héije Sauerstoffgehalt an de méi niddrege Kuelestoffgehalt vum Biodiesel zeréck, déi eng méi vollstänneg Verbrennung fërderen an d’Bildung vu Rous reduzéieren.

Wat dat fir Biodieselproduzente bedeit

Mannerwäerteg Ausgangsstoffer si wirtschaftlech attraktiv, mee si si mat konventioneller Technologie méi schwéier ze verschaffen. D’Ultraschallbehandlung ännert dës Situatioun, andeems se d’Barrière fir de Stofftransport tëscht Ueleg an Alkohol iwwerwënnt an d’Ëmwandlung drastesch beschleunegt. An der Etüd huet dat eng Biodieselausbezuel vun 96,65%, eng Verkierzung vun der Reaktiounszäit vun 90 Minutten op 6 Minutten an eng Reduktioun vun der Trennzäit vun 12 Stonnen op 30 Minutte bedeit.
Fir kontinuéierlech industriell Biodieselanlage bedeit dat déi zentral Virdeeler vun der Ultraschallveraarbechtung mat Hielscher: méi héijen Duerchsaz, méi kuerz Verweilzäit, verbessert Robustheet géintiwwer Schwankunge vun den Ausgangsstoffer an eng méi effizient Produktioun aus bëllegen Ueleger a Fetter.
 

UIP1000hdT Ultraschallreakter fir eng verbessert Ëmwandlung vu gebrauchten Ueleger a Fetter zu Biodiesel.

Hielscher Ultraschallapparater fir Biodiesel aus WCO

D’Etüd weist, firwat Hielscher Ultraschallapparater esou e leeschtungsstaarkt Instrument fir d’Biodieselproduktioun aus mannerwäertegen Ausgangsstoffer sinn. Ultraschallkavitatioun intensivéiert d’Ëmesterung, andeems se d’Mëschung, d’Wärmeiwwerdroung, de Stofftransport an d’Reaktiounskinetik verbessert, soudatt schwéier ze verschaffend Réistoffer wéi gebraucht Kachueleger an aner ofgebaut Ueleger a Fetter séier an effizient ëmgewandelt kënne ginn. Ënner optiméierte Bedéngungen huet d’Etüd eng Biodieselausbezuel vun 96,65% an nëmme 6 Minutten erreecht, mat enger drastesch méi séierer Glyceroltrennung wéi bei der konventioneller Veraarbechtung.
Geneesou wichteg war, datt de produzéierte Biodiesel am Motor praktesch agesat konnt ginn. Biodiesel-Diesel-Mëschungen hunn eng Leeschtung no un där vu konventionellem Diesel gewisen a gläichzäiteg CO, onverbrannte Kuelewaasserstoffer a Rauch däitlech reduzéiert. Déi recommandéiert B40-Mëschung huet eng vergläichbar mechanesch Leeschtung mam ausgeglachensten Emissiounsverhale kombinéiert a konnt ouni Ännerung um Motor agesat ginn.
Hielscher Ultraschallapparater beschleunegen net nëmmen d’Biodieselproduktioun – si maachen och bëlleg, mannerwäerteg Ausgangsstoffer fir eng effizient kontinuéierlech Veraarbechtung notzbar a verwandelen gebraucht Ueleger a Fetter an e praktesche Brennstoff, dee prett fir den Asaz am Motor ass.

D’Tabell hei drënner gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun Hielscher Ultraschallreaktere fir Biodiesel:

Wirtschaftlech an ëmweltbezunnen Auswierkunge vum Asaz vun Hielscher Ultraschallmëscher fir Biodiesel

Den technesch-ekonomesche Modell vu Gholami et al. (2021) huet gewisen:

• Gesamtinvestitiounskäschten ëm ongeféier 21% reduzéiert,
• Produktkäschte pro Tonn ëm ongeféier 5% reduzéiert,
• Offallquantitéit op ee Fënneftel vun där beim mechanesche Réiere reduzéiert,
• Intern Rendite (IRR) op 18,3% verbessert, mat engem positive Nettokapitalwäert (NPV), wärend de konventionelle Prozess onwirtschaftlech bliwwen ass.

Aus Ëmweltsiicht reduzéiert d’Verréngerung vum Methanoliwwerschoss direkt d’Emissioune vu liichtflüchtegen organesche Verbindungen a senkt de Verbrauch vun thermescher Energie, soudatt d’Biodieselproduktioun mat Ultraschall mat den Ziler vun enger ëmweltfrëndlecher Produktioun iwwereneestëmmt.

Iwwerbléck iwwer d’Virdeeler vum Ultraschallreakter fir Biodiesel

(Resultater vun der Vergläichsstudie, kuckt Gholami et al., 2021)

Entwécklung, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit aus Däitschland

Hielscher Ultraschallgeräter si fir hir héchst Qualitéits- an Designstandarde bekannt. Robustheet an einfach Bedéngung erméiglechen eng reiwungslos Integratioun vun eisen Ultraschallgeräter an industriell Anlagen. Hielscher Ultraschallgeräter kommen ouni Schwieregkeete mat haarde Bedéngungen an usprochsvollen Ëmfelder eens.

Hielscher Ultrasonics ass en ISO-zertifizéiert Betrib a leet besonnesche Wäert op héichleeschtungsfäeg Ultraschallgeräter mat modernster Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Selbstverständlech sinn Hielscher Ultraschallgeräter CE-konform an erfëllen d’Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.

Literatur / Referenzen

• Belal, B. Y.; Li, G.; Zhang, Z.; Liang, J.; Zhou, M.; Masoud, S. M.; Attia, A. M. A.; El-Zoheiry, R. M.; El-Seesy, A. I. (2025): Optimizing waste cooking biodiesel production using ultrasonic-assisted and studying its combustion characteristics blended with diesel in diesel engine. Environmental science and pollution research international, 32(11), 2025. 6984–7001.
• J. Sáez-Bastante, M. Carmona-Cabello, S. Pinzi, M.P. Dorado (2020): Recycling of kebab restoration grease for bioenergy production through acoustic cavitation. Renewable Energy, Volume 155, 2020. 1147-1155.
• 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.