Biodiesel uit algen met behulp van ultrasone behandeling

Algenolie is een interessante duurzame grondstof voor de productie van biodiesel. Het is een alternatief voor veelgebruikte grondstoffen, zoals soja, canola en palm. Ultrasone behandeling verbetert de extractie van olie uit de algencellen en de omzetting naar biodiesel.

Bij het combineren van enzymatische behandeling met sonicatie kunnen sterke synergetische effecten worden waargenomen. In vergelijking met traditionele oliehoudende gewassen leveren algen veel meer olie per acre op. Terwijl soja doorgaans minder dan 50 gallon olie per acre oplevert en koolzaad minder dan 130 gallon per acre, kunnen algen tot 10.000 gallons per acre opleveren. Vooral diatomeeën en groene algen zijn goede bronnen voor de productie van biodiesel.

Net als andere planten slaan algen energie op in de vorm van lipiden. Er zijn verschillende methoden om de oliën te extraheren, zoals persen, wassen met hexaan als oplosmiddel en ultrasone extractie.

Ultrasone extractie van algenolie

Intense sonicatie van vloeistoffen genereert geluidsgolven die zich in de vloeibare media voortplanten en afwisselende hogedruk- en lagedrukcycli veroorzaken. Tijdens de lagedrukcyclus ontstaan bij hoge intensiteit kleine vacuümbellen in de vloeistof. Wanneer de bellen een bepaalde grootte bereiken, storten ze tijdens een hogedrukcyclus met geweld in. Dit wordt cavitatie genoemd. Tijdens de implosie ontstaan plaatselijk zeer hoge drukken en vloeistofstralen met hoge snelheid. De resulterende afschuifkrachten breken de celstructuur mechanisch open en verbeteren de stofoverdracht. Dit effect ondersteunt de extractie van lipiden uit algen.

3x UIP1000hdT sonicatoren voor zeer efficiënte omestering voor biodiesel met algenolie

Ultrasoon mengen verbetert de omzettingsgraad naar biodiesel, verhoogt de opbrengst en bespaart overtollige methanol en katalysator. De afbeelding toont de installatie van 3x UIP1000hdT (elk 1kW) in een biodieselfabriek.

Ultrasone extractie van plantaardig materiaal – batch van 30 liter – UIP2000hdT

In deze instructievideo laten wij u kennismaken met de wetenschappelijke principes waarmee ultrasone biodieselreactoren de biodieselproductie aanzienlijk verbeteren. Ultrasone biodieselreactoren van Hielscher hebben zich bewezen als krachtig hulpmiddel om het biodieselproductieproces te verbeteren. In deze instructievideo gaan wij in op het achterliggende werkingsprincipe en tonen wij verschillende ultrasone opstellingen voor elke productieschaal. Verhoog de efficiëntie en kosteneffectiviteit van uw biodieselproductie en behaal hogere opbrengsten aan hoogwaardige biodiesel met een snelle omzetting. Tegelijkertijd maken ultrasone biodieselreactoren het gebruik van oliën van lage kwaliteit mogelijk, zoals afgewerkte plantaardige oliën of gebruikte bak- en braadvetten, en helpen ze methanol en katalysator te besparen. Dit draagt bij aan een milieuvriendelijke en duurzame biodieselproductie.

De onderstaande tabel toont de typische vermogensbehoefte voor verschillende volumedebieten. Het ultrasone systeem wordt doorgaans inline geïntegreerd. De ultrasone reactor kan eenvoudig achteraf in bestaande installaties worden ingebouwd, waardoor de extractie uit algen verbetert.

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

Ultrasone voorbereiding voor het koud persen van algenolie

Vooral bij het persen is een goede beheersing van de celontsluiting vereist om een ongehinderde afgifte van alle intracellulaire producten, inclusief celresten, of denaturatie van het product te voorkomen. Door de celstructuur open te breken, kunnen meer in de cellen opgeslagen lipiden vrijkomen wanneer druk van buitenaf wordt uitgeoefend.

Ultrasone oplosmiddelextractie van algenolie

De hogedrukcycli van de ultrasone golven ondersteunen de diffusie van oplosmiddelen, zoals hexaan, in de celstructuur. Doordat ultrageluid de celwand mechanisch openbreekt door de afschuifkrachten van cavitatie, vergemakkelijkt het de overdracht van lipiden uit de cel naar het oplosmiddel. Nadat de olie in het hexaan is opgelost, wordt de pulp/het weefsel eruit gefilterd. De oplossing wordt gedestilleerd om de olie van het hexaan te scheiden. Voor de sonicatie van brandbare vloeistoffen of oplosmiddelen in gevaarlijke omgevingen biedt Hielscher FM- en ATEX-gecertificeerde ultrasone systemen, zoals de UIP1000-Exd.
Ultrasone behandeling vergemakkelijkt het oogsten van algen. Lees meer over het ultrasoon oogsten van algen!

Ultrasone enzymatische extractie van algenolie

Bij het combineren van enzymatische behandeling met sonicatie kunnen sterke synergetische effecten worden waargenomen. De cavitatie helpt de enzymen het weefsel binnen te dringen, wat resulteert in snellere extractie en hogere opbrengsten. In dit geval fungeert water als oplosmiddel en breken de enzymen de celwanden af.
Lees meer over ultrasone extractie van algenolie!
Klik hier om meer te lezen over ultrasone behandeling bij de productie van biodiesel!

Ultrasone verwerking van algenolie van pilotschaal tot productie

Wij raden proeven op pilotschaal aan, bijvoorbeeld met 1kW-systemen. Hiermee worden de algemene effecten en de verbetering voor uw specifieke processtroom zichtbaar. Alle resultaten kunnen lineair worden opgeschaald naar grote processtromen. Wij bespreken graag uw proces met u en adviseren u graag over verdere stappen.
Een enorm voordeel van ultrasoon mengen bij de productie van biodiesel is de energie-efficiëntie van dit proces. Lees meer over de energiebesparingen die met ultrasone biodieselreactoren worden bereikt!

Processchema dat het biodieselproces in continue doorstroming toont. Ultrageluid kan verestering en omestering aanzienlijk verbeteren.

Ultrasone verestering en omestering kunnen als batchproces of als continu inlineproces worden uitgevoerd. Het schema toont het ultrasone inlineproces voor de omestering van biodiesel (FAME).

Hielscher ultrasone reactor voor omestering voor biodiesel met superieure procesefficiëntie

Industrieel ultrasoon systeem met doorstroomcel voor inline verestering en omestering van biodiesel.

Middelgrote en grootschalige sonicatoren voor industriële biodieselproductie

Hielscher Ultrasonics levert middelgrote ultrasone processoren van industriële kwaliteit en grootschalige industriële ultrasone processoren voor de efficiënte productie van biodiesel in elk volume. Alle systemen kunnen worden gebruikt om de omestering van elk type grondstof te verbeteren, waaronder algenolie, plantaardige oliën, dierlijke vetten, afvaloliën enz.
Omdat het assortiment van Hielscher ultrasone systemen voor elke productiecapaciteit omvat, kunnen wij de ideale oplossing bieden voor zowel kleine producenten als grote bedrijven. Ultrasone omzetting naar biodiesel kan als batchproces of als continu inlineproces worden uitgevoerd. De installatie en bediening zijn eenvoudig en veilig en leveren betrouwbaar hoge opbrengsten van biodiesel van superieure kwaliteit op.
Hieronder vindt u aanbevolen reactorconfiguraties voor uiteenlopende productiesnelheden.

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

Neem contact met ons op! / Stel ons uw vragen!

Ultrasone homogenisatoren met hoge afschuiving worden gebruikt voor verwerking op laboratorium-, tafel-, pilot- en industriële schaal.

Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties voor mengtoepassingen, dispersie, emulgering en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.

Literatuur / Referenties

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.

Verwante onderwerpen

Ultrasone technologie met hoge prestaties! Het productassortiment van Hielscher omvat het volledige spectrum van de compacte laboratoriumsonicator via tafelmodellen tot volledig industriële ultrasone systemen.

Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.