Producción biodiésel & Conversión biodiésel
Nu'bu̲ ar produce biodiésel, ar cinética reacción lenta ne jar nts'o transferencia masa reducen mfeni ya planta biodiésel, nja'bu ngu ár rendimiento ne ya ar biodiésel. Ya reactores ultrasónicos Hielscher mejoran significativamente ya cinética transesterificación. Ir bí requiere 'nar me̲ti exceso metanol ne menos catalizador pa ar procesamiento biodiesel.
Ar biodiésel ar produce comúnmente jar reactores discontinuos da utilizan ar pa ne ar mezcla mecánica komongu entrada energía. Ar mezcla cavitacional ultrasónica ge 'nar 'na ar mpa̲ti xi hño pa da tsoni 'nar mäs xi hño mezcla jar procesamiento yá 'ma biodiésel. Ar cavitación ultrasónica proporciona ar energía activación mahyoni pa ar transesterificación industrial ar biodiésel.
Transesterificación biodiésel mejorada ya ultrasonidos
Producción biodiésel suele implicar 'nar reacción química llamada transesterificación, dá da 'nar triglicérido (komongu ar asete vegetal, ar grasa animal, ya aceites ar hñuni usados) reacciona ko 'nar alkol (komongu ar metanol) jar 'bu̲i 'nar catalizador pa producir biodiésel (ésteres metílicos ar ácidos grasos) ne glicerol. Ya reactores ultrasónicos xi utilizar ar pa mejorar proceso transesterificación ndunthe ya maneras, nä'ä aporta ndunthe ya ventajas:
- Mezcla mejorada: Ya ondas ultrasónicas ar xi da t'ot'e burbujas cavitación da colapsan violentamente, provocando 'nar intensa mezcla ne agitación ar mezcla reacción. 'Me̲hna conduce ja 'nar mäs xi hño contacto ja ya reactivos ne ar catalizador nä'ä mi resulta ja 'nar transesterificación mäs ngut'a ne nxo̲ge.
- Cinética reacción acelerada: Ya nkohi mextha energía generadas ir nge ya ondas ultrasónicas ar xi activar jar reacción, aumentando ar velocidad reacción ne reduciendo ar pa ar reacción mahyoni pa da alcanzar 'nar determinado za̲ ár nthe̲ conversión. 'Me̲hna tsa̲ da resultar pe̲ts'i ar rendimientos ne ar menores ar costos.
- Reducción njapu'befi ya catalizadores: Ya reactores ultrasónicos xi mejorar jar dätä nt'ot'e njapu'befi ar catalizador ja ar proporcionar mäs sitios activos pa ar reacción. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar requiere menos catalizador pa da tsoni ya ar xkagentho za̲ ár nthe̲ conversión, nä'ä mi reduce ya costos ne ar impacto ambiental.
- Mejora ya ar producto: Ya reactores ultrasónicos ar xi producir biodiésel ko ya zu'we contenido ácidos grasos xi hño, ya dätä ya pureza ne ya mpädi mäs xi propiedades flujo jar tse̲. 'Me̲hna ar gi mejora ar mezcla ne ar cinética reacción mäs ngut'a, da minimiza ar formación subproductos ne impurezas hingi deseados.
Gi ventajas ar procesamiento ultrasónico biodiésel o̲t'e ne njapu'befi 'nar configuración reactor ultrasónico da na bojä, ya da njapu'befi ya reactores ultrasónicos mejora significativamente ar dätä nt'ot'e, ár velocidad ne ya ar transesterificación ar biodiésel. 'Me̲hna ir bo̲ni, jar resumen, ne ar ultrasonicación bi pa̲ti ár transesterificación ja 'nar proceso mäs sostenible ndezu̲ ar punto ar thandi Bojä ne ar medioambiental.
Ar hñäki mezcla convencional biodiésel: Reacción esterificación convencional jar procesamiento ya lotes gi hoki da lenta ne ar separación fases ar glicerina requiere xingu ya pa, tso̲kwa menudo tarda 5 ar ora wa nä'ä.
Ya reactores ultrasónicos bí ayudan acelerar ár proceso ar biodiésel ne, ar xkagentho pa, bi jar rendimiento ne ya ár biodiésel menores costes procesamiento.
Ya ventajas transesterificación ultrasónica ar biodiésel
- Pe̲ts'i rendimientos biodiésel jamädi ar mejora ar mezcla
- Aumento ya ar biodiésel
- Utilice 'nehe ar asete xí pobre komongu materia prima
- Procesamiento continuo jar 'ñu
- Menos metanol
- Menos catalizador
- Ahorro pa jamädi ar conversión mextha velocidad
- Ahorro energía
- Operación simple ne segura
- Robustez ne hñets'i'i nja
- Mar hñets'i rendimiento: funcionamiento 24 yá 7 ma plena carga
"Je̲ya'bya di satisfechos ar equipo ne ar hontho Hielscher y dí pe̲ts'u̲hu̲ nga̲tho ar intención ar incluir ar tecnología ultrasonidos Hielscher jar nga̲tho HMUNTS'UJE 'yot'e tsa̲".
Todd Stephens, Tulsa Biofuels
Ultrasonidos pa ar producción biodiésel
Ar biodiésel ar produce tso̲kwa menudo jar reactores discontinuos. Conversión ultrasónica biodiésel permite ar procesamiento continuo jar 'ñu. Ar ultrasonicación ar tsa̲ da dähä 'nar rendimiento biodiésel mäs xi ngu 99%. Ya reactores ultrasónicos reducen ar pa procesamiento ar procesamiento convencional ya lotes 1 jar 4 ya ora da nja'bu̲ ar 30 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i. Ne ar nä'ä mäs mahyoni, ar ultrasonicación reduce ar pa separación 5 da 10 ya ora (ir nge agitación convencional) bí nja'bu̲ ar 60 ya t'olo ora. Ar ultrasonicación 'nehe ayuda disminuir yá 'bede ya catalizador mahyoni asta jar 'nar 50% nu'bya aumento ar nt'ot'e química jar 'bu̲i Kwä cavitación. Nu'bu̲ ar gi japu̲'be̲fi ar ultrasonicación, 'nehe bí reduce yá 'bede ya exceso metanol mahyoni. Ma'na beneficio ar aumento resultante jar pureza ar glicerina.
Producción biodiésel ultrasónico paso tso̲kwa paso:
- Ar asete vegetal wa ar grasa animal ar mezclan ko ar metanol (da produce ésteres metílicos) wa etanol (pa ya ésteres etílicos) ne ar metóxido wa hidróxido sodio wa ya potasio
- la mezcla se calienta, por ejemplo, a temperaturas entre 45 y 65 °C
- Ar mezcla ar calentada bí sonica jar 'ñu Nxoge 5 ma 15 ya 'na̲te ya segundo
- Ar glicerina ar desprende wa separa ir nge centrífugas
- Ar biodiésel ar convertido bí lava ko ar dehe
Mäs nä'ä habitual ge da ar sonicación bí realice ja 'nar presión elevada (ar 1 jar 3 bar, presión manométrica) utilizando 'nar bomba alimentación ne 'nar barbula contrapresión ajustable ho mi 'bu̲i ar celda flujo.
Conversión industrial biodiésel hingi t'ot'e ndunthe ya energía ultrasónica. Ya ndu reales energía xi jäts'i bí ma escala sobremesa utilizando, ya ejemplo, 'nar procesador ultrasónico 1 kW komongu ar UIP1000hdT. Ga̲tho ya resultados nuya ensayos laboratorio xi ntu̲ngi bí dets'e lineal ne hinda ningún hñäki. Xähmö nu'bu̲ mahyoni, bí mä ar dispositivos ultrasónicos ko certificación ATEX, ngu ar UIP1000 — EXD.
Hielscher suministra equipos industriales procesamiento biodiésel ya ultrasonidos jar nga̲tho ar ximha̲i. Ko procesadores ultrasónicos ar asta 16 kW ar nts'edi ya dispositivo, otho límite ar tamaño ar planta biodiésel nixi jar mfeni ar procesamiento.
Costes ar fabricación biodiésel ultrasónico
Ar ultrasonicación ge 'nar nt'uni xi hño pa da aumentar ar velocidad ar reacción ne ar tasa conversión jar producción yá 'ma biodiésel. Ya costes procesamiento ya ultrasonidos ar tsa principalmente da inversión jar equipos ya ultrasonidos, ya costes ya 'befi públicos ne ár. Ar excelente dätä nt'ot'e energética ja ya ultrasonidos Hielscher ayuda reducir yá costes ya 'befi públicos ne, ir tanto, gi ne nuna ar proceso da aún mi mäs ecológico. Ya costes da t'ot'e 'na jar ultrasonicación varían entre 0, 1ct ne 1, 0ct ya litro (0, 4ct 1, 9ct yá galón) nu'bu̲ ar gi japu̲'be̲fi ya escala yá 'ma.
Mäs ungumfädi dige ya dätä nt'ot'e jar proceso ne ya ventajas bojä producción biodiésel ya ultrasonidos.
Configuración biodiésel ultrasónico ya t'olo escala
Ar ultrasonicación to utilizar ar pa ar conversión asete jar biodiésel 'na escala. Ar tsita tso̲kwa continuación gi 'ñudi 'nar configuración t'olo escala pa ar procesamiento 60 — 70L (16 ma 19 galones). Nuna gehna ar configuración típica pa ya nsadi iniciales ne ar demostración ar proceso.
- 'nar ultrasonido (nt'udi, UIP500hdT wa UIP1000hdT) ko ar booster, ar sonotrodo ne ar célula flujo
- Medidor nts'edi pa medir nts'edi ne energía
- Tanque procesamiento 80 L (plástico, ngu, HDPE)
- 'nar 'mu̲i calefactor (1 jar 2 kW)
- Tanque premezcla catalizador 10 L (plástico, hne. ej., HDPE)
- Premezclador catalizador (agitador)
- bomba (centrífuga, mono wa engranaje) pa aprox. 10 jar 20 L yá min ya 1 jar 3 barg
- Barbula contrapresión pa ajustar ar presión ar celda flujo
- Manómetro pa medir ar presión alimentación
Reactores ultrasónicos pa 'nar procesamiento mäs xi ngu ya biodiésel
Hielscher Ultrasonics ofrece procesadores ne reactores ultrasónicos ar mar hñets'i rendimiento, da mejorarán ár producción biodiésel ir nge 'nar dätä rendimiento biodiésel, 'nar mäs xi hño hño ar biodiésel, 'nar me̲ti pa procesamiento ne menores costes producción.
Reactores ultrasónicos ya t'olo ne mediana escala pa ar transesterificación biodiésel
Pa ar producción biodiésel tamaño pequeño ne mediano ar asta 9 ton yá h (2900 gal yá h), Hielscher bí ofrece ar UIP500hdT (500 vatios), UIP1000hdT (1000 vatios), UIP1500hdT (1500 vatios) ne UIP2000hdT (2000 vatios) komongu mezcladores ultrasónicos mar hñets'i cizallamiento ko reactores flujo continuo pa 'nar procesamiento biodiésel jar 'ñu fiable ne ya nt'ot'e xi hño. Nuya goho reactores ultrasónicos ya xi compactos, fáciles ar integrar adaptar. Gi 'bu̲hu̲ construidos pa ja hontho pesado entornos hostiles. Tso̲kwa continuación, encontrará configuraciones ar reactores recomendadas pa 'nar variedad tasas producción.
tonelada yá hr
|
gal yá hr
|
|
---|---|---|
1 ar pa UIP500hdT (500 vatios) |
0Ar.25 ma 0.5
|
Ar 80 ma 160
|
1 ar pa UIP1000hdT (1000 vatios) |
0Ar.5 ma 1.0
|
Ar 160 ma 320
|
1 ar pa UIP1500hdT (1500 vatios) |
0Ar.75 ma 1.5
|
Ar 240 ma 480
|
1 ar pa UIP2000hdT (2000 vatios) |
Ar 1.0 ma 2.0
|
Ar 320 ma 640
|
2 ya 'nandi UIP2000hdT (2000 vatios) |
Ar 2.0 ma 4.0
|
Ar 640 ma 1280
|
4 ya 'nandiUIP1500hdT (1500 vatios) |
Ar 3,0 ma 6,0
|
Ar 960 ma 1920
|
6 ya 'nandi UIP1500hdT (1500 vatios) |
Ar 4,5 ma 9,0
|
Ar 1440 ma 2880
|
6 ya 'nandi UIP2000hdT (2000 vatios) |
Ar 6,0 ma 12,0
|
Ar 1920 ma 3840
|
Reactores industriales biodiésel Nar dätä hño rendimiento
Pa ya do̲ni producción biodiésel procesamiento industrial, Hielscher ofrece ya homogeneizadores ultrasónicos UIP4000hdT (4kW), UIP6000hdT (6kW), 10000 (10kW) ne UIP16000hdT (16kW). Nuya procesadores ultrasónicos gi 'bu̲hu̲ diseñados pa ar procesamiento continuo caudales ar dätä. Ya UIP4000hdT, UIP6000hdT ne UIP10000 ar xi integrar jar contenedores carga marítima estándar. Alternativamente, ya goho modelos procesadores gi 'bu̲hu̲ da 'mui jar gabinetes asero inoxidable. 'Nar instalación vertical requiere 'nar espacio mínimo. Tso̲kwa continuación encontrará ya configuraciones recomendadas pa ya tasas ar procesamiento industrial típicas.
tonelada yá hr
|
gal yá hr
|
1 ar pa UIP6000hdT (6000 vatios) |
Ar 3,0 ma 6,0
|
Ar 960 ma 1920
|
---|---|---|
3 ya 'nandi UIP4000hdT (4000 vatios) |
Ar 6,0 ma 12,0
|
Ar 1920 ma 3840
|
5 ya 'nandi UIP4000hdT (4000 vatios) |
Ar 10,0 ma 20,0
|
Ar 3200 ma 6400
|
3 ya 'nandi UIP6000hdT (6000 vatios) |
Ar 9,0 ma 18,0
|
Ar 2880 ma 5880
|
3 ya 'nandi UIP10000 (10.000 vatios) |
Ar 15,0 ma 30,0
|
Ar 4800 ma 9600
|
3 ya 'nandi UIP16000hdT (16.000 vatios) |
Ar 24,0 ma 48,0
|
Ar 7680 ma 15360
|
5 ya 'nandi UIP16000hdT |
Ar 40,0 ma 80,0
|
Ar 12800 ma 25600
|
Contactar ga! Yá preguntar ga!
Helada & Innovación tecnológica ar je̲ya Sullivan
Hielscher Ultrasonics t'uni ar prestigioso Premio Frost and Sullivan ar Innovación Tecnológica ar ar je̲ya jar reconocimiento ár nte empresa 'nar novedosa tecnología ultrasonidos pa ar producción biodiésel.
'Yot'e clic nuwa pa lei mäs dige ar Premio Frost and Sullivan pa ya reactores biodiésel Hielscher Ultrasonics.
transesterificación – Conversión química ar biodiésel
Fabricación biodiésel a partir de aceites vegetales (nt'udi, soja, canola, jatropha, semillas girasol), algas, grasas animales ne ar aceites ar hñuni usados, implica transesterificación catalizada ya bases ácidos grasos ko metanol wa etanol da uni ya 'bui ésteres metílicos wa ésteres etílicos. Ar glicerina ge 'nar subproducto inevitable nuna ar reacción.
Ya aceites vegetales, komongu grasas animales, ya triglicéridos compuestos ya hñu cadenas ácidos grasos unidos ja 'nar molécula glicerina. Ya triglicéridos ya ésteres. Ya ésteres ya ácidos, komongu ya ácidos grasos, combinados ko 'nar pathe. Ar glicerina (= glicerol) ge 'nar alcohol pesado. Ar proceso conversión, ja ya ésteres triglicéridos bí convierten jár ésteres ar alquilo (= biodiésel) utilizando 'nar catalizador (lejía) ne 'nar reactivo alcohólico, ngu, metanol, da produce ésteres metílicos ar biodiésel. Ar metanol sustituye 'na jar glicerina. Nuna ar proceso conversión química bí denomina ar transesterificación.
'Mefa xta transesterificación, ar glicerina, nä'ä ge ar fase xí pesada, bí hundirá asta ts'o̲e. Ar biodiésel, nä'ä ge ar fase xí ligera, flota ar xeni mäs xi ngu ne ar tsa̲ da separar, ngu, ir nge decantadores wa centrífugas.
Nt'ot'e biodiésel
Hidróxido potasio (ar 0,2 da 0,4 kg, catalizador) disuelve jar aproximadamente 8,5 L ar metanol jar tanque premezcla ar catalizador. 'Me̲hna requiere ar agitación ar premezcla ar catalizador. Tanque procesamiento ar llena ko asete vegetal ar 66 ar litros. Ar asete xí komongu calentado ja 'nar 'mu̲i calefactor da 45 ya 65 °C.
Conversión biodiésel
Nu'bu̲ ar catalizador ar disuelve completamente ko ar metanol, ar premezcla ar catalizador bí mezcla ko ar asete calentado. Ar bomba alimenta ar mezcla ar celda flujo. Ir nge ar barbula contrapresión, ar presión ar ajusta da 1 jar 3 barg (15 ma 45 psig). Recirculación a través de ar reactor ultrasónico biodiésel da ga OT'UJE ar Nxoge 'ra 20 t'olo ora. Nxoge nuna ar pa, ar asete ar bi pa̲ti jar biodiésel. 'Me̲fa, ar bomba ne ar ultrasonido ar apagan. Ar glicerina (fase mäs pesada) bí separará ar biodiésel (fase mäs ligera). Ar separación tarda aproximadamente ar 30 da 60 ya t'olo ora. 'Nar pa finalizada ar separación, ar tsa̲ da drenar ar glicerina.
Lavado biodiésel
Komo ar biodiésel convertido contiene impurezas, ar mahyoni xu̲t'i nä'ä. Pa ar lavado, ar dehe ar mezcla ko ar biodiesel. Ar ultrasonicación ar tsa̲ da beneficiar ar mezcla biodiésel ko ar dehe. 'Me̲hna aumenta área superficie activa komongu ar nt'uni reducción tamaño ya gotas. Pets'i ja da 'nar sonicación xi intensa tsa̲ da reducir ya gotas ar dehe ma 'nar tamaño, ne bí xi formando 'nar emulsión kasu̲ hingi mpa̲ti da requerirá ya nt'ot'e hontho (nt'udi, 'na centrífuga) pa da separada.
Planta fabricación biodiésel
Xtí ar diagrama ar flujo gi 'ñudi 'nar configuración típica pa sonicación jar 'ñu petróleo, metanol ne catalizador pa conversión jar biodiésel.
Procesamiento ne separación continua biodiésel
Ja 'nar configuración pa ar procesamiento continuo biodiésel ne ar separación continua, ar asete ar calentado ne ar premezcla ar catalizador bí mezclan ñäñho ir nge ya bombas ajustables. 'Nar mezclador estático jar 'ñu mejora ar homogeneidad ar alimentación ar reactor ultrasónico. Mezcla asete yá catalizador ja ya celda flujo, ho bí expone bí cavitación ultrasónica Nxoge aprox. 5 ma 30 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i. Ar gi japu̲'be̲fi 'nar barbula contrapresión pa controlar ar presión ar celda flujo. Ar mezcla sonicada ku̲t'i ár columna ar reactor ir nge ar xeni mäs xi ngu. Ar volumen ar columna ar reactor xí diseñado pa proporcionar aproximadamente 1 ora pa retención ja ar columna. Nxoge Nunu̲ pa bí completa ar reacción transesterificación. Mezcla glicerina ne biodiésel reaccionada ar bombea 'na jar centrífuga, ho bí separa ja ya fracciones ya biodiésel ne ya glicerina. Ar posprocesamiento implica ar recuperación, ar lavado ne ar secado metanol ne 'nehe ar tsa̲ da ga OT'UJE ar nt'ot'e continua.
Nuna ar configuración elimina ya lotes reactores biodiésel, agitadores ya convencionales ne ya dätä tanques separadores.
Velocidad reacción transesterificación biodiésel
Ya diagramas tso̲kwa continuación muestran ya resultados wa ya nza̲those̲ ar transesterificación asete colza ('mui industrial) ko metóxido sodio (izquierda) ne hidróxido potasio (derecha). Pa ambas pruebas, 'nar muestra control ('ñu k'angi) bí expuso ja 'nar mezcla mecánica intensa. Ár 'ñu nthe̲ni o̲t'e ar muestra sonicada formulación idéntica ir nge ar nthe volumen, ar concentración ar catalizador ne ar mpat'i. Ar eje horizontal gi 'ñudi ar pa 'me̲fa ar mezcla wa ar sonicación, respectivamente. Ar eje vertical gi 'ñudi volumen glicerina da depositó jar ar xeni inferior. Nuna gehna 'nar nt'uni simple ar medir ar velocidad reacción. Ja ga̲ yoho diagramas, dá gi 'ñudi sonicada (rojo) reacciona xingu mäs ngutha da muestra control (azul).
Enlaces pa suministros biodiésel
'Yot'e clic nuwa pa ga enlaces da proveedores ya bombas ne ya tanques pa ar industria ar biodiésel.
Ungumfädi química ne Ntsuni
Lea atentamente da ku̲hu̲ ar ungumfädi pa nu'bu complicaciones ne efectos adversos pa ar nzaki.
Productos químicos pa biodiésel
Ar metanol ar tóxico. Pe causar deterioro ya nervios komongu ar nt'uni njapu'befi prolongado. 'Nehe to da adsorbido ir nge ar piel. Nu'bu̲ salpica yá da̲, pe causar ceguera ne ar metanol to da fatal nu'bu̲ ar ingiere. Nu'bu̲ xí hño, gi precauciones ya mahyoni ja ar manipular metanol. Ar recomienda utilizar 'nar respirador xi hño, 'nar delantal ne guantes goma.
Hidróxido potasio (KOH) ge tóxico ne causa quemaduras ja ar piel ar contacto. Bí requiere 'nar ventilación xi hño.
Xi hño da ja da espacio ar 'be̲fi ntsuni generosa ne completamente ventilado pa hegi nuna ar Hmunts'i da salgan ya humos. Ya respiradores cartucho vapor hingi ya hño kontra ya vapores metanol. 'Nar ko suministro ndähi (SCBA — Aparato ar respiración Ndäse̲) brinda 'nar mäs xi hño 'ba̲ts'i kontra ya vapores metanol.
Biodiésel ne piezas caucho
Funcionar ko 100% ar biodiésel Nxoge mäs pa tsa̲ da causar complicaciones ja ya piezas ar goma mojadas (bomba, mangueras, juntas tóricas) ja ar motor. Reemplazo ya piezas asero wa caucho mextha resistencia to da hñäki ya nuna ar hñäki. Alternativamente, pe mezclar aproximadamente 'nar 25% ar diésel convencional (fósil) jar ár biodiésel pa nu'bu ar complicaciones.
Bibliografía yá Referencias
- 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.
- Abdullah, C. S.; Baluch, Nazim; Mohtar, Shahimi (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi 77, 2015.
- Ramachandran, K.; Suganya, T.; Nagendra Gandhi, N.; Renganathan, S.(2013): Recent developments for biodiesel production by ultrasonic assist transesterification using different heterogeneous catalyst: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 22, 2013. 410-418.
- Shinde, Kiran; Serge Kaliaguine (2019): A Comparative Study of Ultrasound Biodiesel Production Using Different Homogeneous Catalysts. ChemEngineering 3, No. 1: 18; 2019.
- 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.
- Hamed Mootabadi, Babak Salamatinia, Subhash Bhatia, Ahmad Zuhairi Abdullah (2010): Ultrasonic-assisted biodiesel production process from palm oil using alkaline earth metal oxides as the heterogeneous catalysts. Fuel, Volume 89, Issue 8; 2010. 1818-1825.