Biodiesel iwwer Ultraschall Verbessert (Trans-) Verstäerkung

Biodiesel gëtt iwwer Transesterifikatioun mat engem Basiskatalysator synthetiséiert. Wéi och ëmmer, wann de Rohmaterial wéi niddereggradeg Offallgeméis mat engem héije fräie Fettsäuregehalt benotzt gëtt, ass e chemesche Virbehandlungsschrëtt vun der Verästerung mat engem Säurekatatlyst erfuerderlech. Ultrasonikatioun a seng sonochemesch a sonomechanesch Effekter droen zu béide Reaktiounsarten bäi an erhéijen d'Effizienz vun der Biodiesel Konversioun dramatesch. Ultraschall Biodiesel Produktioun ass wesentlech méi séier wéi déi konventionell Biodiesel Synthese, féiert zu méi héijer Biodiesel Ausbezuelung a Qualitéit a spuert Reagent wéi Methanol a Katalysator.

Biodiesel Konversioun mat Power Ultraschall

Fir Biodiesel, Fettsäureester ginn duerch Transesterifikatioun vu pflanzlechen Ueleger wéi och vun Déierefette produzéiert (z. B. Talg). Wärend der Transesterifikatiounsreaktioun gëtt de Glycerolkomponent duerch en aneren Alkohol ersat, wéi Methanol. Fudder mat engem héijen Inhalt vu fräie Fettsaieren, z.B. Offall pflanzlech Ueleger (WVO), erfuerderen eng Virbehandlung vu Säureveresterung fir Seefebildung ze vermeiden. Dëse Säurekatalyseprozess ass eng ganz lues Reaktioun, wann se als konventionell Batchmethod ausgefouert gëtt. D'Léisung fir de luesen Eesterifikatiounsprozess ze beschleunegen ass d'Applikatioun vum Power Ultraschall. Sonication erreecht eng bedeitend Verbesserung vun der Reaktiounsgeschwindegkeet, der Konversioun an der Biodiesel-Ausbezuelung wéi déi sonochemesch Effekter vum Héichkraaft Ultraschall d'Särekatalyse förderen an intensivéieren. Ultraschall Kavitation bitt sonomechanesch Kräften, dh High-Shear Mëschung, souwéi sonochemesch Energie. Dës zwou Aarte vun Ultraschall Impakt (sonomechanesch a sonochemesch) maachen déi sauer katalyséiert Verstäerkung an eng séier Reaktioun déi manner Katalysator erfuerdert.

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


3x UIP1000hdT ultrasonicators for highly efficient biodiesel transesterification

Ultraschallmëschung verbessert d'Biodiesel Konversiounsquote, erhéicht d'Ausbezuelung a spuert iwwerschoss Methanol a Katalysator. D'Bild weist d'Installatioun vun 3x UIP1000hdT (all 1kW Ultraschallkraaft) fir Inline Veraarbechtung.

Ultrasonic transesterification improves biodiesel conversion.

Transesterifikatioun vun Triglyceriden a Biodiesel (FAME) mat Opléisung ergëtt eng beschleunegt Reaktioun a wesentlech méi héich Effizienz.

Wéi funktionnéiert Ultraschall Biodiesel Konversioun?

Ultrasonikatioun tëscht verschiddene Phasen an der Transesterifikatioun (och heiansdo Alkoholyse genannt) an Veresterung baséiert op der Verbesserung vun der Mëschung wéi och op enger erhéiter Hëtzt a Massentransfer. Ultraschallmëschung baséiert op dem Prinzip vun der akustescher Kavitation, wat geschitt als Resultat vun der Implodéierung vu Vakuumblasen an der Flëssegkeet. Akustesch Kavitation zeechent sech duerch Héichschéierkräften an Turbulenzen, souwéi ganz héijen Drock an Temperaturdifferenzen. Dës Kräfte förderen d'chemesch Reaktioun vun der Transesterifikatioun / Veresterung a verstäerken d'Mass an d'Hëtzentransfer, wouduerch d'Reaktioun vun der Biodiesel Konversioun wesentlech verbessert gëtt.
D'Uwendung vun Ultraschall bei der Biodiesel Konversioun ass wëssenschaftlech an industriell bewisen datt d'Prozesseffizienz verbessert gëtt. D'Verbesserung vun der Prozesseffizienz kann zu reduzéierter Energieverbrauch a Betribskäschten, an der reduzéierter Benotzung vun Alkohol (dh Methanol), manner Katalysator, a wesentlech verkierzter Reaktiounszäit zougeschriwwe ginn. Energiekäschte fir Heizung ginn eliminéiert well et keng Ufuerderung fir extern Heizung ass. Zousätzlech ass d'Phasentrennung tëscht Biodiesel a Glycerol méi einfach mat enger méi kuerzer Phasentrennungszäit. E wichtege Faktor fir de kommerziellen Asaz vun Ultraschall bei der Biodieselproduktioun ass déi einfach Skala bis zu all Volumen, déi zouverléisseg a sécher Operatioun souwéi d'Rouzitéit an Zouverlässegkeet vun der Ultraschallausrüstung (industrielle Standard, fäeg kontinuéierlech 24/7 / ze lafen 365 ënner voller Belaaschtung).

Hielscher ultrasonic reactor for biodiesel transesterification with superior process efficiency

Ultraschall industriellt System mat Stroumzelle fir Inline Biodiesel Verestéierung an Transesterifikatioun.

Process chart showing the biodiesel process in continuous flow mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultraschallverstärkung an Transesterifikatioun kann als Batch oder kontinuéierleche Inline Prozess lafen. D'Grafik weist den Ultraschall-Inline Prozess fir Biodiesel (FAME) Transesterfikatioun.


Process chart showing the biodiesel process in batch mode. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultraschallverstärkung an Transesterifikatioun kann als Batch oder kontinuéierleche Inline Prozess lafen. Dës Grafik weist den Ultraschall Batchprozess fir Biodiesel Konversioun.

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultraschall assistéiert Zwee Schrëtt Biodiesel Konversioun Uwendung vu Säure- a Basekatalyséierte Reaktiounsschrëtt

Fir Fudderstécker mat engem héije FFA Inhalt gëtt d'Biodiesel Produktioun als Säur oder Basiskatalyséiert Reaktioun an engem zweestufleche Prozess gemaach. Ultraschall dréit zwou béid Typen vu Reaktiounen bäi, déi sauerkatalyséiert Verestéierung wéi och déi basekatalyséiert Transesterifikatioun:

Sauer-katalyséiert Verstäerkung mat Ultraschall

Fir en Iwwerschoss vu gratis Fettsaieren am Nahrungsmëttel ze behandelen, ass de Prozess vun der Veresterung gebraucht. Schwefelsäure gëtt allgemeng als Säurekatalysator benotzt.

  • Bereet Rettungsmëttel duerch Filteren a Raffinéiere vu Kontaminanten a Waasser.
  • De Katalysator opléisen, nämlech Schwefelsäure, a Methanol. Füttert Stroum vu Katalysator / Methanol an de Fudder duerch e Wärmetauscher an e statesche Mixer fir e raue Virmix ze kréien.
  • De Virmix vu Katalysator a Fuddermaterial geet direkt an d'Ultraschall-Reaktiounskammer, wou d'ultrafin Mëschung an d'Sonochemie effektiv ginn an déi fräi Fettsäuren a Biodiesel ëmgewandelt ginn.
  • Schlussendlech entwässert d'Produkt a fiddert et zwee déi zweet Stuf - d'Ultraschall-Transesterifikatioun. De sauer naasse Methanol ass nom Erhuelung, der Trocknung an der Neutraliséierung prett fir weiderbenotzen.
  • Fir ganz héich FFA mat Nahrungsstécker, kann e Recirculatiouns-Setup erfuerderlech sinn d'FFA op e verstännegen Niveau ze senken virum Transesterifikatiounsschrëtt.

Versterungsreaktioun mat engem Säurekatalysator:
FFA + Alkohol → Ester + Waasser

Basiskatalyséiert Transesterifikatioun mat Ultraschall

De Rettungsmëttel, deen elo nëmme kleng FFAs huet, kann direkt an d'Transesterifikatiounsstuf gefouert ginn. Meeschtens gëtt Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid (NaOH, KOH) als Basiskatalysator benotzt.

  • Léist de Katalysator, nämlech Kaliumhydroxid, a Methanol a fiddert d'Stréimunge vu Katalysator / Methanol a virbehandeltem Fudder duerch e statesche Mixer fir eng rau Virmix ze kréien.
  • Fütt de Virmix direkt an d'Ultraschall Reaktiounskammer fir d'kavitational High-Shear Mëschung an d'Sonochemikalesch Behandlung. D'Produkter vun dëser Reaktioun sinn Alkylester (dh Biodiesel) a Glycerin. De Glycerin kann duerch Ofsetzen oder duerch Zentrifugéiere getrennt ginn.
  • Den Ultraschall produzéierte Biodiesel ass vu qualitativ héichwäerteg a fabrizéiert séier, energieeffizient a kosteneffizient andeems Methanol a Katalysator gespuert gëtt.

Transesterifikatiounsreaktioun mat engem Base Catalyst:
Ueleg / Fett + Alkohol → Biodiesel + Glycerol

Methanol Benotzen & Methanol Erhuelung

Methanol ass e wichtege Bestanddeel bei der Biodiesel Produktioun. D'Ultraschall ugedriwwe Biodiesel Konversioun erlaabt e wesentlech reduzéierte Gebrauch vu Methanol. Wann Dir elo denkt "Et geet mir net ëm mäi Methanolverbrauch, well ech et souwisou erëmkréien", kënnt Dir iwwerdenken an déi iwwerdriwwe héich Energiekäschte berécksiichtegen, déi fir den Verdampfungsschrëtt gëllen (z. B. mat enger Destillatiounssail) ass néideg fir de Methanol ze trennen an ze recycléieren.
Methanol gëtt normalerweis ofgeschaaft nodeems de Biodiesel a Glycerin an zwou Schichten getrennt sinn, wat d'Reaktiounsëmdréckung verhënnert. De Methanol gëtt da gereinegt a recycléiert zréck zum Ufank vum Prozess. Produzéiert Biodiesel iwwer Ultraschall-ugedriwwe Veresterung an Transesterifikatioun, Dir sidd fäeg Är Methanolverbrauch dramatesch ze reduzéieren, wouduerch déi iwwerdriwwen héich Energieausgabe fir Methanol Erhuelung reduzéiert ginn. D'Benotzung vun Hielscher Ultraschallreaktoren reduzéiert den erfuerderleche Betrag iwwerschoss Methanol bis zu 50%. E Molverhältnis tëscht 1: 4 oder 1: 4.5 (Ueleg: Methanol) ass genuch fir déi meescht Fudder, wann Dir Hielscher Ultraschallmëschung benotzt.

Process chart showing the biodiesel processing steps. Ultrasound can improve esterification and transesterification significantly.

Ultraschall Verstäerkung ass e Virbehandlungsschrëtt, deen niddereggradeg Fudder héich an FFAs an Ester reduzéiert. Am 2. Schrëtt vun der Ultraschall-Transesterifikatioun ginn d'Triglyceriden a Biodiesel (FAME) ëmgewandelt.

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultraschall erhéicht Biodiesel Conversion Effizienz – Wëssenschaftlech nogewisen

Vill Fuerscher Grupp hunn de Mechanismus an d'Effekter vun der Ultraschall-Transesterifikatioun vu Biodiesel ënnersicht. Zum Beispill huet d'Fuerschungsteam vum Sebayan Darwin bewisen datt Ultraschallkavitation d'chemesch Aktivitéit an d'Reaktiounsgeschwindegkeet erhéicht wat zu enger däitlech erhéiter Esterbildung resultéiert. D'Ultraschall-Technik huet d'Transesterifikatiounsreaktiounszäit op 5 Minutte reduzéiert – am Verglach zu 2 Stonnen fir mechanesch Rührveraarbechtung. Ëmwandlung vun Triglycerid (TG) op FAME ënner Ultraschall krut 95,6929 Gewiicht mat engem Methanol an Ueleg Molverhältnis vu 6: 1 an 1 Gew. Natriumhydroxid als Katalysator. (vgl. Darwin et al. 2010)

Gholami et al. (2021) demonstriert déi super Effizienz vun Ultraschall assistéierte Biodiesel Transesterifikatioun am Verglach zu mechanescher Agitatioun. D'Fuerschungsteam vergläicht dofir zwee Biodieselplanzen op Basis vun der konventioneller mechanescher Rührung an Ultraschallkavitation, déi mat Aspen HYSYS V8.4 entwéckelt goufen. Total Investitioun, Käschte vu Produkter, Netto aktuelle Wäert, an internen Taux vum Retour goufe benotzt fir déi zwee Prozesser ze vergläichen – ultrasonicator a mechanesch strirrer – mateneen. Déi gesamt Investitioun am Ultraschallkavitatiounsprozess war méi niddereg wéi dee vum mechanesche Rührprozess ëm ongeféier 20,8%. Am Verglach zum konventionelle Prozess, mat Ultraschallreaktoren hunn och d'Käschte vun de Produkter verursaacht fir 5.2% ze reduzéieren. Wéinst engem positiven Netto aktuelle Wäert an engem internen Zënssaz vun 18,3% war den Ultraschallkavitatiounsprozess eng besser Wiel. Ausserdeem huet d'Ultraschallkavitation zu enger sënnvoller Ofsenkung vun der verbrauchter Energie an der Produktioun vu Offäll resultéiert. De Gesamtenergieverbrauch gouf ëm 6.9% reduzéiert wann Ultraschallkavitation beschäftegt gouf. D'Quantitéit vum Offall produzéiert am Ultraschall assistéierte Prozess war e Fënneftel dovun am mechanesche Rührprozess.

Mëttelgréisst a Groussskala Ultraschaller fir Biodiesel Veraarbechtung

Hielscher Ultrasonics’ liefert kleng bis mëttelgrouss wéi och grouss industriell Ultraschallveraarbechter fir déi effizient Produktioun vu Biodiesel zu all Volumen. Ultraschallsystem an all Skala ubitt, Hielscher kann déi ideal Léisung fir kleng Produzenten a grouss Firmen ubidden. Ultraschall Biodiesel Konversioun kann als Batch oder als kontinuéierleche Inline Prozess bedriwwe ginn. D'Installatioun an d'Operatioun ass einfach, sécher a gëtt zouverlässeg héich Ausgänge vun héijer Biodiesel Qualitéit.
Ënnendrënner fannt Dir recommandéiert Reaktor-Setups fir eng Rei Produktiounsraten.

Tonne / hr
Gal / hr
1x UIP500hdT
0.25 bis 0,5
80 bis 160
1x UIP1000hdT
0.5 bis 1,0
160 bis 320
1x UIP1500hdT
0.75 bis 1,5
240 bis 480
2x UIP1000hdT
1.0 bis 2,0
320 bis 640
2x UIP1500hdT
1.5 bis 3.0
480 bis 960
4x UIP1500hdT
3.0 bis 6.0
960 bis 1920
6x UIP1500hdT
4.5 bis 9.0
1440 bis 2880

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

W.e.g. benotzt d'Form hei ënnen fir zousätzlech Informatiounen iwwer Ultrasonic Prozessoren, Uwendungen a Präis ze froen. Mir freeën eis Äre Prozess mat Iech ze diskutéieren an Iech en Ultrasonic System unzebidden, deen Är Ufuerderungen entsprécht!










Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrizéiert performant Ultraschall-Homogeniséierer fir Uwendungen, Dispersioun, Emulgatioun an Extraktioun am Labo, Pilot an industrieller Skala ze vermëschen.



Literatur / Referenzen


Fakten Wësse wat weess

Biodiesel Produktioun

Biodiesel gëtt produzéiert wann Trigyceriden a gratis Fettmethylester (FAME) ëmgewandelt ginn iwwer eng chemesch Reaktioun bekannt als Transesterifikatioun. Wärend der Reaktioun vun der Transesterifikatioun reagéieren Trigylceriden a pflanzlechen Ueleger oder Déierefetter a Präsenz vun engem Katalysator (z. B. Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid) mat engem primären Alkohol (z. B. Methanol). An dëser Reaktioun entstinn Alkylestere aus dem Fudderlager vu Geméisueleg oder Déierfett. Triglyceride si Glyceride, an deenen de Glycerol mat laange Kette Säure verestert gëtt, bekannt als Fettsaieren. Dës Fettsaieren si vill a Geméisueleg an Déierenfetter präsent. Zënter Biodiesel kann aus verschiddene verschiddenen Nahrungsmëttel produzéiert ginn wéi virgin vegetabelen Ueleger, Offall vegetabelen Ueleger, gebrauchte Fritteölen, Déierefetter wéi Talg a Schmelz, kann d'Quantitéit vu gratis Fettsaieren (FFAs) staark variéieren. De Prozentsaz vu gratis Fettsaieren vun den Triglyceriden ass e wichtegen Faktor deen de Biodiesel Produktiounsprozess an déi doraus resultéierend Biodiesel Qualitéit drastesch beaflosst. Eng héich Quantitéit vu fräie Fettsaieren ka mam Konversiounsprozess stéieren an d'Finale Biodiesel Qualitéit verschlechteren. Den Haaptprobleem ass datt gratis Fettsaieren (FFAs) mat Alkalikatalysatoren reagéieren, wat zu der Form vu Seef resultéiert. Seefebildung verursaacht duerno Glycerolseparatiounsprobleemer. Dofir erfuerderen Fudderstécker mat héije Quantitéiten u FFA meeschtens eng Virbehandlung (eng sougenannt Verestringsreaktioun), wärend d'FFA an Esteren transforméiert ginn. Ultrasonikatioun fördert béid Reaktiounen, Transesterifikatioun an Verestéierung.

Chemesch Reaktioun vun Esterifikatioun

Esterifikatioun ass de Prozess fir eng organesch Säure (RCOOH) mat engem Alkohol (ROH) ze kombinéieren fir en Ester (RCOOR) a Waasser ze bilden.

Methanol Benotzt bei der sauer Verstersterung

Wann Säureveresterung benotzt gëtt fir FFAs an Nahrungsmëttel ze reduzéieren, sinn déi direkt Energiebedürfnisser relativ niddereg. Wéi och ëmmer, Waasser gëtt während der Veresterungsreaktioun erstallt – schafen naass, sauer Methanol, dat muss neutraliséiert, gedréchent an erëmfonnt ginn. Dëse Methanol Erhuelungsprozess ass deier.
Wann ufänkt Feedstocks 20 bis 40% oder souguer méi héich Prozenter vu FFAs hunn, kënne verschidde Schrëtt noutwendeg sinn fir se op akzeptabel Niveauen ze bréngen. Dëst bedeit datt nach méi sauer, naass Methanol entsteet. Nodeems de sauerem Methanol neutraliséiert ass, erfuerdert d'Dréchent Méi- Destillatioun mat bedeitende Refluxraten, wat zu engem héijen Energieverbrauch resultéiert.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrizéiert performant Ultraschall Homogeniséierer aus Labo ze industriell Gréisst.