Biodīzelis no aļģēm, izmantojot ultraskaņu

Aļģu eļļa ir interesanta ilgtspējīga izejviela biodīzeļdegvielas ražošanai. Tā ir alternatīva populārām izejvielām, piemēram, sojai, rapsim un palmām. Apstrāde ar ultraskaņu uzlabo eļļas ekstrakciju no aļģu šūnām un pārvēršanu biodīzeļdegvielā.

Spēcīgi sinerģiski efekti tiek novēroti, kombinējot fermentu apstrādi ar ultraskaņu. Salīdzinot ar tradicionālām eļļas sēklu kultūrām, aļģes dod daudz vairāk eļļas no akra. Kamēr soja parasti saražo mazāk nekā 50 galonus eļļas no akra un rapsis saražo mazāk nekā 130 galonus no akra, aļģes var dot līdz pat 10 000 galoniem no akra. It īpaši diatomejas un zaļās aļģes ir labi avoti biodīzeļdegvielas ražošanai.

Tāpat kā citas augi, aļģes uzkrāj enerģiju lipīdu veidā. Ir dažādas metodes eļļu ekstrakcijai, piemēram, spiešana, heksāna šķīdinātāja mazgāšana un ultraskaņas ekstrakcija.

Aļģu eļļas ultraskaņas ekstrakcija

Intensīva šķidrumu apstrāde ar ultraskaņu rada skaņas viļņus, kas izplatās šķidrajā vidē, radot mainīgus augsta spiediena un zema spiediena ciklus. Zema spiediena cikla laikā šķidrumā tiek radīti augstas intensitātes mazi vakuuma burbuļi. Kad burbuļi sasniedz noteiktu izmēru, tie vardarbīgi sabrūk augsta spiediena cikla laikā. To sauc par kavitāciju. Implēzijas laikā lokāli tiek radīti ļoti augsti spiedieni un ātras šķidruma strūklas. Iegūtie bīdes spēki mehāniski sagrauj šūnu struktūru un uzlabo vielu transportu. Šis efekts atbalsta lipīdu ekstrakciju no aļģēm.

3x UIP1000hdT ultraskaņas iekārtas ļoti efektīvai biodīzeļdegvielas transesterifikācijai, izmantojot aļģu eļļu

Ultraskaņas maisīšana uzlabo biodīzeļdegvielas konversijas ātrumu, palielina iznākumu un taupa lieko metanolu un katalizatoru. Attēlā redzama 3x UIP1000hdT (katrs 1kW) uzstādīšana biodīzeļdegvielas rūpnīcā.

Augu izejvielu ekstrakcija ar ultraskaņu – 30 litru partija – UIP2000hdT

Šajā mācību video iepazīstinām ar zinātnisko pamatojumu tam, kā ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori būtiski uzlabo biodīzeļdegvielas ražošanu. Hielscher ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori ir atzīti par efektīvu līdzekli biodīzeļdegvielas ražošanas procesa uzlabošanai. Šajā video sīkāk aplūkojam to darbības principu un parādām dažādas ultraskaņas iekārtu konfigurācijas jebkuram ražošanas mērogam. Palieliniet biodīzeļdegvielas ražošanas efektivitāti un ekonomisko izdevīgumu un, pateicoties ātrai pārveides reakcijai, iegūstiet lielāku augstas kvalitātes biodīzeļdegvielas iznākumu. Vienlaikus ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori ļauj izmantot zemas kvalitātes eļļas, piemēram, augu eļļu atkritumus vai izlietotus cepšanas taukus, un palīdz ietaupīt metanolu un katalizatoru, veicinot videi draudzīgu un ilgtspējīgu biodīzeļdegvielas ražošanu.

Tālāk esošajā tabulā parādītas tipiskās jaudas prasības dažādiem tilpuma plūsmas ātrumiem. Ultraskaņas sistēma parasti tiek integrēta līnijā. Ultraskaņas reaktoru var viegli uzstādīt esošās iekārtās, uzlabojot aļģu ekstrakciju.

Plūsmas ātrums	Jauda
20 – 100L/hr	1kW
80 – 400L/hr	4x1kW
0,3 – 1,5m³/hr	4x4kW
2 – 10m³/hr	6x16kW
20 – 100m³/hr	62x16kW

Aļģu eļļas aukstās spiešanas ultraskaņas sagatavošana

It īpaši spiešanas nolūkos ir nepieciešama laba šūnu sagraušanas kontrole, lai izvairītos no netraucētas visu intracelulāro produktu, ieskaitot šūnu atliekas, vai produkta denaturācijas izdalīšanās. Sagraujot šūnu struktūru, vairāk šūnās uzkrāto lipīdu var izdalīt, pieliekot ārēju spiedienu.

Aļģu eļļas ultraskaņas šķīdinātāju ekstrakcija

Ultraskaņas viļņu augstā spiediena cikli atbalsta šķīdinātāju, piemēram, heksāna, difūziju šūnu struktūrā. Tā kā ultraskaņa mehāniski sagrauj šūnu sienu ar kavitācijas bīdes spēkiem, tā veicina lipīdu transportu no šūnas uz šķīdinātāju. Pēc tam, kad eļļa ir izšķīdusi heksānā, mīkstums/auds tiek filtrēts ārā. Šķīdums tiek destilēts, lai atdalītu eļļu no heksāna. Uzliesmojošu šķidrumu vai šķīdinātāju apstrādei ar ultraskaņu bīstamās vidēs Hielscher piedāvā FM un ATEX sertificētas ultraskaņas sistēmas, piemēram, UIP1000-Exd.
Apstrāde ar ultraskaņu veicina aļģu ievākšanu. Uzziniet vairāk par ultraskaņas aļģu ievākšanu!

Aļģu eļļas ultraskaņas fermentu ekstrakcija

Spēcīgi sinerģiski efekti tiek novēroti, kombinējot fermentu apstrādi ar ultraskaņu. Kavitācija palīdz fermentiem iekļūt audos, rezultējoties ātrākā ekstrakcijā un lielākā iznākumā. Šajā gadījumā ūdens darbojas kā šķīdinātājs, un fermenti noārda šūnu sienas.
Uzziniet vairāk par ultraskaņas aļģu eļļas ekstrakciju!
Klikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas izmantošanu biodīzeļdegvielas ražošanā!

Aļģu eļļas ultraskaņas apstrāde no pilota mēroga līdz ražošanai

Mēs iesakām pilota mēroga izmēģinājumus, piemēram, izmantojot 1kW sistēmas. Tas parādīs vispārējos efektus un uzlabojumus jūsu konkrētajam procesa plūsmai. Visus rezultātus var lineāri mērogot uz lielām procesa plūsmām. Mēs būsim priecīgi apspriest jūsu procesu ar jums un ieteikt turpmākos soļus.
Liela ultraskaņas biodīzeļdegvielas maisīšanas priekšrocība ir šī procesa energoefektivitāte. Uzziniet vairāk par enerģijas ietaupījumiem, ko sasniedz ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori!

Procesa diagramma, kas parāda biodīzeļdegvielas procesu nepārtrauktas plūsmas režīmā. Ultraskaņa var būtiski uzlabot esterifikāciju un transesterifikāciju.

Ultraskaņas esterifikāciju un transesterifikāciju var veikt kā partijas vai nepārtrauktu līnijas procesu. Diagramma parāda ultraskaņas līnijas procesu biodīzeļdegvielas (FAME) transesterifikācijai.

Hielscher ultraskaņas reaktors biodīzeļdegvielas transesterifikācijai ar augstāku procesa efektivitāti

Ultraskaņas rūpnieciska sistēma ar plūsmas šūnu biodīzeļdegvielas esterifikācijai un transesterifikācijai līnijā.

Vidēja un liela mēroga ultraskaņas iekārtas rūpnieciskai biodīzeļdegvielas ražošanai

Hielscher Ultrasonics piegādā rūpnieciskas klases vidēja mēroga, kā arī liela mēroga rūpnieciskas ultraskaņas procesorus efektīvai biodīzeļdegvielas ražošanai jebkurā tilpumā. Visas sistēmas var izmantot, lai uzlabotu jebkura veida izejvielu, ieskaitot aļģu eļļu, augu eļļas, dzīvnieku taukus, atkritumu eļļas utt., transesterifikāciju.
Tā kā Hielscher portfeli ietver ultraskaņas sistēmas jebkurai ražošanas jaudai, mēs varam piedāvāt ideālu risinājumu gan maziem ražotājiem, gan lielām kompānijām. Ultraskaņas biodīzeļdegvielas konversiju var darbināt kā partijas vai nepārtrauktu līnijas procesu. Uzstādīšana un darbība ir vienkārša, droša un nodrošina uzticami augstu iznākumu ar augstāku biodīzeļdegvielas kvalitāti.
Zemāk atradīsiet ieteiktos reaktoru konfigurācijas dažādiem ražošanas ātrumiem.

	tonnas/stundā	gal/hr
1x UIP500hdT	0,25 to 0,5	80 to 160
1x UIP1000hdT	0,5 to 1,0	160 to 320
1x UIP1500hdT	0,75 to 1,5	240 to 480
2x UIP1000hdT	1,0 to 2,0	320 to 640
2x UIP1500hdT	1,5 to 3,0	480 to 960
4x UIP1500hdT	3,0 to 6,0	960 to 1920
6x UIP1500hdT	4,5 to 9,0	1440 to 2880

Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!

Ultraskaņas augstas bīdes homogenizatori tiek izmantoti laboratorijas, galda, pilota un rūpnieciskajā apstrādē.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus maisīšanas lietojumprogrammu, dispersijas, emulsifikācijas un ekstrakcijas vajadzībām laboratorijas, pilota un rūpnieciskā mērogā.

Literatūra / Atsauces

Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
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.
Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.

Saistītās tēmas

Augstas veiktspējas ultraskaņa! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru no kompaktas laboratorijas ultraskaņas iekārtas caur galda iekārtām līdz pilnām rūpnieciskām ultraskaņas sistēmām.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas līdz rūpnieciskam izmēram.