Ultrasone reactoren voor de productie van biodiesel

Ultrasone reactoren verbeteren de chemische reactiekinetiek van het biodieselomzettingsproces. Dit leidt tot een snellere transesterificatie, een hoger omzettingsrendement en het bespaart overtollige methanol en katalysator. Hielscher maakt ultrasone mengreactoren voor de productie van biodiesel op elke schaal. De ultrasone reactoren zijn compact, eenvoudig te installeren en zeer efficiënt.

Productie biodiesel verhoogd en versneld met ultrageluidvermogen

Biodiesel is een hernieuwbare en schone brandstof die wordt gemaakt van plantaardige oliën, dierlijke vetten of afgewerkte bak- en braadolie. Het kan worden geproduceerd door een omesteringsreactie, waarbij triglyceriden worden omgezet in methylesters van vetzuren (FAME's) met behulp van een alcohol en een katalysator. Een manier om de omesteringsreactie te versnellen is het gebruik van ultrasone golven, die het mengen en de massaoverdracht van de reactanten kunnen verbeteren en het breken van de oliedruppels en de dispersie van de katalysator kunnen bevorderen.
Een ultrasone sonde, ook wel sonotrode genoemd, is een apparaat dat geluidsgolven met een hoge frequentie (meestal in het bereik van 20 kHz tot 30 kHz) genereert door een titanium staaf in trilling te brengen. De ultrasone golven verspreiden zich door de vloeistof en creëren zones met hoge en lage druk, waardoor cavitatiebelletjes ontstaan en snel instorten. Het uiteenvallen van de bellen genereert intense plaatselijke verwarming en koeling, hoge schuifkrachten en schokgolven, die de reactiesnelheid en efficiëntie van het omesteringsproces kunnen verhogen.

 

 

Voordelen van ultrasone biodieselproductie

De voordelen van het gebruik van een ultrasone sensor voor biodieselsynthese zijn onder andere:

1. Snellere reactiesnelheid: De ultrasone golven kunnen de massaoverdracht van de reactanten verhogen en de omesteringsreactie versnellen, waardoor de reactietijd korter wordt en de opbrengst van biodiesel toeneemt.
2. Hogere opbrengst en zuiverheid: Het ultrasone biodieselproces verbetert de dispersie van de katalysator en de homogeniteit van het reactiemengsel, wat leidt tot een hogere opbrengst en zuiverheid van biodiesel. Met behulp van ultrasoontechniek kunt u grondstoffen van de laagste kwaliteit, zoals afgewerkte bakolie, omzetten in biodiesel van hoge kwaliteit.
3. Lager energieverbruik: Het gebruik van ultrasone trillingen vermindert de energie die nodig is voor het mengen en verwarmen van het reactiemengsel en de hoeveelheid katalysator die nodig is, wat resulteert in een duurzamer en kosteneffectiever proces.
4. Flexibiliteit en schaalbaarheid: Hielscher ultrasone sensoren en reactoren kunnen worden gebruikt voor zowel kleinschalige als grootschalige productie van biodiesel en kunnen eenvoudig worden geïntegreerd in bestaande productieprocessen.

Samengevat betekent dit dat het gebruik van Hielscher ultrasone trilnaalden en ultrasone reactoren voor biodieselsynthese aanzienlijke voordelen biedt wat betreft reactiesnelheid, opbrengst, zuiverheid, energieverbruik en schaalbaarheid, waardoor het een rendabele technologie wordt voor de duurzame productie van hernieuwbare brandstoffen.

Ultrasone biodieselreactoren verlagen de kosten en verhogen de biodieselopbrengst

Overtollige methanol en katalysator zijn aanzienlijke kostenfactoren bij de productie van biodiesel. Hielscher ultrasone reactoren gebruiken intense cavitatieschering voor het mengen van methanol met uw grondstof. Hierdoor krijg je veel kleinere methanoldruppels, wat resulteert in een beter gebruik van methanol en katalysator. Daarom is er minder overtollig methanol en minder katalysator nodig. Bovendien beïnvloedt de cavitatie de reactiekinetiek, wat leidt tot een snellere en meer volledige transesterificatie.

Het gebruik van ultrasone reactoren voor biodieselproductie wordt aanbevolen voor productiecapaciteiten van meer dan 0,25 ton biodiesel per uur. Hielscher biedt ultrasone reactoren met een capaciteit tot 16 ton/uur (5100 gallons/uur) per reactor. U kunt meerdere reactoren combineren om uw procescapaciteit aan te passen. U kunt later extra reactoren toevoegen wanneer u uw productiecapaciteit uitbreidt. We adviseren u graag over de meest geschikte biodieselreactoropstelling voor uw fabriek en uw procescapaciteit.

Ultrasone biodieselreactoren voor kleine en middelgrote schaal

Voor kleine en middelgrote biodieselproductiesystemen tot 9 ton/uur (2900 gallons/uur) biedt Hielscher de UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) of UIP2000hdT (2000 watt). Deze vier ultrasone inline reactoren zijn zeer compact, eenvoudig te integreren of achteraf te installeren. Ze zijn gebouwd voor zware toepassingen in veeleisende omgevingen. Hieronder vindt u aanbevolen reactoropstellingen voor een reeks productiesnelheden.

	ton/uur	liters/uur
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
1x UIP2000hdT	1,0 tot 2,0	320 tot 640
2x UIP1500hdT	1,5 tot 3,0	480 tot 960
2x UIP2000hdT	2,0 tot 4,0	640 tot 1280
4x UIP1500hdT	3,0 tot 6,0	960 tot 1920
4x UIP2000hdT	4 tot 8	1280 tot 2560

Industriële ultrasone biodieselreactoren op volledige schaal

Voor industriële biodieselproductie-installaties biedt Hielscher de UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10000 watt) en UIP16000hdT (16000 watt). Deze ultrasone homogenisatoren met inline reactoren zijn ontworpen voor de continue productie van biodiesel bij hoge debieten. Alle vier de ultrasone homogenisatoren zijn verkrijgbaar in roestvrijstalen kasten. De verticale installatie vereist minimaal vloeroppervlak voor installatie of retrofitting. Hieronder vindt u aanbevolen opstellingen voor typische industriële verwerkingssnelheden.

	ton/uur	liters/uur
3x UIP4000hdT	6,0 tot 12,0	1920 tot 3840
5x UIP4000hdT	10,0 tot 20,0	3200 tot 6400
3x UIP10000hdT	15,0 tot 30,0	4800 tot 9600
3x UIP16000hdT	24,0 tot 48,0	7680 tot 15360
5x UIP16000hdT	40,0 tot 80,0	12800 tot 25600

Inline ultrasoon mengen van olie en methanol

Ultrasone mengreactoren vervangen tankroerders en andere dynamische schuifmengers. Over het algemeen worden de ultrasone biodieselreactoren geïnstalleerd om twee toevoerstromen te mengen: olie en methanol (met katalysator). Hiervoor wordt een ruw voormengsel door de ultrasone inline reactor gepompt, waar de ultrasone cavitatie beide reagentia binnen 2 tot 10 seconden mengt en emulgeert. Dit is een inline mengproces. Wanneer het mengsel de flowcelreactor verlaat, wordt de glycerine in minder dan 60 minuten gescheiden door de zwaartekracht. Als alternatief kun je het gesoniseerde mengsel na een paar minuten reactietijd in een centrifuge voeren. Het inline mengen vermindert het aantal en het volume van de gebruikte tanks in vergelijking met conventionele batchverwerking. Dit verbetert het kapitaalgebruik.