Ultraskaņas reaktori biodīzeļdegvielas ražošanai

Ultraskaņas reaktori uzlabo biodīzeļdegvielas pārvēršanas procesa ķīmiskās reakcijas kinētiku. Tas noved pie ātrākas transesterifikācijas, augstākas konversijas iznākuma, un tas ļauj ietaupīt pārpalikuma metanolu un katalizatoru. Hielscher ražo ultraskaņas maisīšanas reaktorus biodīzeļdegvielas ražošanai jebkurā apjomā. Ultraskaņas reaktori ir kompakti, viegli uzstādāmi un ļoti efektīvi.

Biodīzeļdegvielas ražošana palielināta un paātrināta ar jaudīgu ultraskaņu

Biodīzeļdegviela ir atjaunojams un tīri dedzošs degvielas veids, kas ražots no augu eļļām, dzīvnieku taukiem vai izmantotās cepšanas eļļas. To var iegūt, izmantojot transesterifikācijas reakciju, kas ietver triglicerīdu pārvēršanu taukskābju metilēsteros (FAME), izmantojot alkoholu un katalizatoru. Viens no veidiem, kā paātrināt transesterifikācijas reakciju, ir izmantot ultraskaņas viļņus, kas var uzlabot reaģentu maisīšanu un masas pārnesei, kā arī veicināt eļļas pilenu sadalīšanos un katalizatora dispersiju.
Zondes tipa ultraskaņas ģenerators, kas pazīstams arī kā sonotrode, ir ierīce, kas ģenerē augstas frekvences skaņas viļņus (parasti diapazonā no 20 kHz līdz 30 kHz), vibrējot titāna stieni. Ultraskaņas viļņi izplatās caur šķidrumu un rada augsta spiediena un zema spiediena zonas, liekot kavitācijas burbuļiem veidoties un strauji sabrukt. Burbuļu sabrukšana rada intensīvu lokālu uzkarsēšanu un dzesēšanu, lielus bīdes spēkus un triecienviļņus, kas var palielināt reakcijas ātrumu un transesterifikācijas procesa efektivitāti.

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.

Ultraskaņas biodīzeļdegvielas ražošanas priekšrocības

Zondes tipa ultraskaņas ģeneratora priekšrocības biodīzeļdegvielas sintēzē ietver:

Ātrāks reakcijas ātrums: Ultraskaņas viļņi var palielināt reaģentu masas pārnesi un paātrināt transesterifikācijas reakciju, samazinot reakcijas laiku un palielinot biodīzeļdegvielas iznākumu.
Augstāks iznākums un tīrība: Ultraskaņas biodīzeļdegvielas process uzlabo katalizatora dispersiju un reakcijas maisījuma viendabīgumu, nodrošinot augstāku biodīzeļdegvielas iznākumu un tīrību.
Lēta izejviela: Izmantojot ultraskaņu, jūs varat izmantot zemākās kvalitātes izejvielas – piemēram, izmantotās cepšanas eļļas, dzīvnieku tauku atkritumus un neēdamas eļļas – un pārvērst tās augstas kvalitātes biodīzeļdegvielā. Uzzināt vairāk!
Zemāks enerģijas patēriņš: Apstrādes ar ultraskaņu izmantošana samazina enerģiju, kas nepieciešama reakcijas maisījuma maisīšanai un karsēšanai, kā arī nepieciešamo katalizatora daudzumu, padarot procesu ilgtspējīgāku un ekonomiski izdevīgāku. Uzzināt vairāk!
Elastība un mērogojamība: Hielscher zondes tipa ultraskaņas ģeneratorus un reaktorus var izmantot gan maza, gan liela apjoma biodīzeļdegvielas ražošanai, un tos ir viegli integrēt esošajos ražošanas procesos.

Kopumā tas nozīmē, ka Hielscher ultraskaņas ģeneratoru un ultraskaņas reaktoru izmantošana biodīzeļdegvielas sintēzē piedāvā būtiskas priekšrocības attiecībā uz reakcijas ātrumu, iznākumu, tīrību, enerģijas patēriņu un mērogojamību, padarot to par peļņu nesušu tehnoloģiju atjaunojamo degvielu ilgtspējīgai ražošanai.

Ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori samazina izmaksas un palielina biodīzeļdegvielas iznākumu

Ultraskaņas emulģēšanā izmanto ultraskaņas homogenizatoru radīto intensīvo kavitācijas bīdi ultraskaņas caurplūdes reaktoros Pārpalikuma metanols un katalizators ir būtiski izmaksu faktori biodīzeļdegvielas ražošanā. Hielscher ultraskaņas reaktori izmanto intensīvu kavitācijas bīdi metanola maisīšanai ar jūsu izejvielām. Tas nodrošina daudz mazākus metanola pilienus, uzlabojot metanola un katalizatora izmantošanu. Tāpēc ir nepieciešams mazāk pārpalikuma metanola un mazāk katalizatora. Turklāt kavitācija ietekmē reakcijas kinētiku, nodrošinot ātrāku un pilnīgāku transesterifikāciju.

Ultraskaņas reaktoru izmantošana biodīzeļdegvielas ražošanā ir ieteicama ražošanas jaudām, kas pārsniedz 0,25 tonnas biodīzeļdegvielas stundā. Hielscher piedāvā ultraskaņas reaktor ar jaudu līdz 16 tonnām/stundā (5100 galoniem/stundā) uz vienu reaktoru. Jūs varat kombinēt vairākus reaktorus, lai atbilstu jūsu procesa jaudai. Jūs varat pievienot papildu reaktorus vēlāk, kad paplašināt savu ražošanas jaudu. Mēs ar prieku iesakīsim vispiemērotāko biodīzeļdegvielas reaktora konfigurāciju jūsu rūpnīcas izkārtojumam un jūsu procesa jaudai.

Maza un vidēja mēroga ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori

Mazām un vidējām biodīzeļdegvielas ražošanas sistēmām ar jaudu līdz 9 tonnām/stundā (2900 galoniem/stundā) Hielscher piedāvā UIP500hdT (500 vati), UIP1000hdT (1000 vati), UIP1500hdT (1500 vati) vai UIP2000hdT (2000 vati). Šie četri ultraskaņas iekļautās līnijas reaktori ir ļoti kompakti, viegli integrējami vai uzlabojami. Tie ir izgatavoti smagiem darba apstākļiem nelabvēlīgā vidē. Zemāk atradīsit ieteiktās reaktoru konfigurācijas dažādiem ražošanas ātrumiem.

	tonnas/stundā	galoni/stundā
1x UIP500hdT	0,25 līdz 0,5	80 līdz 160
1x UIP1000hdT	0,5 līdz 1,0	160 līdz 320
1x UIP1500hdT	0,75 līdz 1,5	240 līdz 480
1x UIP2000hdT	1,0 līdz 2,0	320 līdz 640
2x UIP1500hdT	1,5 līdz 3,0	480 līdz 960
2x UIP2000hdT	2,0 līdz 4,0	640 līdz 1280
4x UIP1500hdT	3,0 līdz 6,0	960 līdz 1920
4x UIP2000hdT	4 līdz 8	1280 līdz 2560

Pilna mēroga rūpnieciskie ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori

Rūpnieciskām biodīzeļdegvielas ražošanas rūpnīcām Hielscher piedāvā UIP4000hdT (4000 vati), UIP6000hdT (6000 vati), UIP10000hdT (10 000 vati) un UIP16000hdT (16 000 vati). Šie ultraskaņas homogenizatori ar iekļautās līnijas reaktoriem ir paredzēti nepārtrauktai biodīzeļdegvielas ražošanai ar augstu plūsmas ātrumu. Visi četri ultraskaņas homogenizatori ir pieejami nerūsējošā tērauda korpusos. Vertikālā uzstādīšana prasa minimālu grīdas laukumu uzstādīšanai vai uzlabošanai. Zemāk atradīsit ieteiktās konfigurācijas tipiskiem rūpnieciskās apstrādes ātrumiem.

	tonnas/stundā	galoni/stundā
3x UIP4000hdT	6,0 līdz 12,0	1920 līdz 3840
5x UIP4000hdT	10,0 līdz 20,0	3200 līdz 6400
3x UIP10000hdT	15,0 līdz 30,0	4800 līdz 9600
3x UIP16000hdT	24,0 līdz 48,0	7680 līdz 15 360
5x UIP16000hdT	40,0 līdz 80,0	12 800 līdz 25 600

Iekļautās līnijas ultraskaņas eļļas un metanola sajaukšana

Ultraskaņas sajaukšanas reaktori aizstāj tvertņu maisītājus un citus dinamiskās bīdes maisītājus. Parasti ultraskaņas biodīzeļdegvielas reaktori tiek uzstādīti, lai sajauktu divas piegādes plūsmas: eļļu un metanolu (ar katalizatoru). Šim nolūkam rupjš iepriekšējs maisījums tiek sūknēts caur ultraskaņas iekļautās līnijas reaktoru, kur ultraskaņas kavitācija sajauc un emulgē abus reaģentus 2 līdz 10 sekunžu laikā. Tas ir iekļautās līnijas sajaukšanas process. Kad maisījums iznāk no plūsmas šūnas reaktora, glicerīns atdalīsies gravitācijas ietekmē mazāk nekā 60 minūšu laikā. Pēc izvēles jūs varat ievadīt ultraskaņā apstrādāto maisījumu centrifūgā pēc dažām reakcijas minūtēm. Iekļautās līnijas sajaukšana samazina izmantoto tvertņu skaitu un tilpumu, salīdzinot ar parasto partiju apstrādi. Tas uzlabo kapitāla izmantošanu.

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

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

Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!

Saistītās tēmas

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.
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.
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.
Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production

Bieži uzdotie jautājumi

Kāda izejviela var tikt izmantota biodīzeļdegvielas ražošanai?

Biodīzeļdegvielas ražošanas izejvielas ietver rafinētas augu eļļas, pārtikā neizmantojamas eļļas, augu eļļu atkritumus, izlietotas cepamās eļļas, izlietotus fritēšanas taukus, dzīvnieku taukus, piemēram, kausētus liellopu vai aitu taukus, un noteiktas zivju eļļas, ja to triglicerīdus vai brīvās taukskābes var pārvērst biodīzeļdegvielas esteros. Apstrāde ar ultraskaņu palīdz, pastiprinot savstarpēji nesajaucamo eļļas un spirta fāžu sajaukšanu, tādējādi pat zemas kvalitātes izejvielas un izejvielas ar mainīgām īpašībām kļūst piemērotākas efektīvai transesterifikācijai.

Kādas grūtības rada zemas kvalitātes izejvielu izmantošana biodīzeļdegvielas transesterifikācijā?

Galvenās grūtības, ko zemas kvalitātes izejvielas rada biodīzeļdegvielas transesterifikācijā, ir mainīgs sastāvs, piesārņojums, ūdens saturs, noārdīti lipīdi, augstāka viskozitāte un sarežģītāka fāžu uzvedība; visi šie faktori var samazināt pārvēršanas efektivitāti, veicināt ziepju veidošanos un palēnināt biodīzeļdegvielas un glicerīna atdalīšanos. Apstrāde ar ultraskaņu palīdz pārvarēt šos ierobežojumus, ar kavitācijas palīdzību uzlabojot siltuma un masas pārnesi un paātrinot reakciju kinētiku grūti pārstrādājamu izejvielu sistēmās. Uzziniet, kā apstrāde ar ultraskaņu labvēlīgi ietekmē zemas kvalitātes izejvielu transesterifikāciju, iegūstot augstas kvalitātes biodīzeļdegvielu!

Kādi faktori nosaka biodīzeļdegvielas ražošanas izmaksas?

Galvenie biodīzeļdegvielas ražošanas izmaksu faktori ir izejvielu izmaksas, metanola un katalizatora patēriņš, enerģijas patēriņš, reakcijas laiks, atdalīšanai un attīrīšanai nepieciešamie resursi un ražotnes kopējā ražība; izejvielas parasti veido lielāko izmaksu daļu. Apstrāde ar ultraskaņu palīdz samazināt pārstrādes izmaksas, saīsinot reakcijas laiku, uzlabojot pārvēršanu un paātrinot fāžu atdalīšanos, kas var samazināt enerģijas patēriņu un palielināt ražību. Lasiet vairāk par izmaksu un enerģijas ziņā efektīvu biodīzeļdegvielas ražošanu, izmantojot ultraskaņas reaktorus!