Biodiesel z alg przy użyciu ultradźwięków
Olej z alg jest interesującym zrównoważonym surowcem do produkcji biodiesla. Jest to alternatywa dla popularnych surowców, takich jak soja, rzepak i palma. Ultradźwięki poprawiają ekstrakcję oleju z komórek glonów i konwersję do biodiesla.
W porównaniu z tradycyjnymi uprawami roślin oleistych, algi dają znacznie więcej oleju na akr. Podczas gdy soja zazwyczaj produkuje mniej niż 50 galonów oleju na akr, a rzepak generuje mniej niż 130 galonów na akr, algi mogą produkować do 10 000 galonów na akr. W szczególności okrzemki i zielone algi są dobrym źródłem do produkcji biodiesla.
Podobnie jak inne rośliny, algi magazynują energię w postaci lipidów. Istnieją różne metody ekstrakcji olejów, takie jak tłoczenie, płukanie rozpuszczalnikiem heksanowym i ekstrakcja ultradźwiękowa.
Ultradźwiękowa ekstrakcja oleju z alg
Intensywna sonikacja cieczy generuje fale dźwiękowe, które rozprzestrzeniają się w ciekłych mediach, powodując naprzemienne cykle wysokiego i niskiego ciśnienia. Podczas cyklu niskociśnieniowego w cieczy powstają małe pęcherzyki próżniowe o wysokiej intensywności. Gdy pęcherzyki osiągną określony rozmiar, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Nazywa się to kawitacją. Podczas implozji lokalnie wytwarzane są bardzo wysokie ciśnienia i strumienie cieczy o dużej prędkości. Wynikające z tego siły ścinające mechanicznie rozbijają strukturę komórek i poprawiają przenoszenie materiału. Efekt ten wspomaga ekstrakcję lipidów z alg.
Poniższa tabela przedstawia typowe zapotrzebowanie na moc dla różnych przepływów objętościowych. System ultradźwiękowy jest zazwyczaj zintegrowany w linii. Reaktor ultradźwiękowy można łatwo doposażyć w istniejące urządzenia, poprawiając ekstrakcję glonów.
natężenie przepływu
|
Moc
|
---|---|
20 – 100 l/godz.
|
|
80 – 400 l/godz.
|
|
0.3 – 1,5 m³/godz.
|
|
2 – 10 m³/godz.
|
|
20 – 100 m³/godz.
|
Ultradźwiękowy preparat do tłoczenia na zimno oleju z alg
W szczególności w celu prasowania, wymagana jest dobra kontrola rozerwania komórek, aby uniknąć niezakłóconego uwalniania wszystkich produktów wewnątrzkomórkowych, w tym resztek komórkowych, lub denaturacji produktu. Poprzez rozbicie struktury komórkowej, więcej lipidów przechowywanych wewnątrz komórek może zostać uwolnionych poprzez zastosowanie ciśnienia zewnętrznego.
Ultradźwiękowa ekstrakcja rozpuszczalnikiem oleju z alg
Cykle wysokiego ciśnienia fal ultradźwiękowych wspomagają dyfuzję rozpuszczalników, takich jak heksan, do struktury komórkowej. Ponieważ ultradźwięki rozbijają ścianę komórkową mechanicznie przez kawitacyjne siły ścinające, ułatwia to przenoszenie lipidów z komórki do rozpuszczalnika. Po rozpuszczeniu oleju w cykloheksanie miazga/tkanka jest filtrowana. Roztwór jest destylowany w celu oddzielenia oleju od heksanu. Do sonikacji łatwopalnych cieczy lub rozpuszczalników w środowiskach niebezpiecznych Hielscher oferuje systemy ultradźwiękowe z certyfikatem FM i ATEX, takie jak UIP1000-Exd.
Ultradźwiękowa ekstrakcja enzymatyczna oleju z alg
Silne efekty synergiczne można zaobserwować podczas łączenia obróbki enzymatycznej z sonikacją. Kawitacja pomaga enzymom w penetracji tkanki, co skutkuje szybszą ekstrakcją i wyższą wydajnością. W tym przypadku woda działa jako rozpuszczalnik, a enzymy degradują ściany komórkowe.
Biodiesel z oleju z alg
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękach w produkcji biodiesla.
Ultradźwiękowe przetwarzanie oleju z alg od skali pilotażowej do produkcji
Zalecamy przeprowadzenie prób w skali pilotażowej, np. przy użyciu systemów o mocy 1 kW. Pokaże to ogólne efekty i poprawę dla konkretnego strumienia procesu. Wszystkie wyniki można skalować liniowo do dużych strumieni procesowych. Chętnie omówimy z Tobą Twój proces i zarekomendujemy dalsze kroki.
Ultradźwięki średniej i dużej skali do przemysłowej produkcji biodiesla
Hielscher Ultrasonics dostarcza przemysłowe procesory ultradźwiękowe klasy średniej i dużej do wydajnej produkcji biodiesla w dowolnej ilości. Wszystkie systemy mogą być stosowane w celu poprawy transestryfikacji wszelkiego rodzaju surowców, w tym oleju z alg, olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych, olejów odpadowych itp.
Ponieważ portfolio Hielscher obejmuje systemy ultradźwiękowe dla każdej zdolności produkcyjnej, możemy zaoferować idealne rozwiązanie zarówno dla małych producentów, jak i dużych firm. Ultradźwiękowa konwersja biodiesla może być obsługiwana jako proces wsadowy lub ciągły w linii. Instalacja i obsługa jest prosta, bezpieczna i zapewnia niezawodnie wysoką wydajność najwyższej jakości biodiesla.
Poniżej znajdują się zalecane konfiguracje reaktora dla różnych poziomów produkcji.
tona/godz.
|
gal/godz.
|
|
---|---|---|
1x UIP500hdT |
0.25 do 0,5
|
80 do 160
|
1x UIP1000hdT |
0.5 do 1.0
|
160 do 320
|
1x UIP1500hdT |
0.75 do 1,5
|
240 do 480
|
2x UIP1000hdT |
1.0 do 2.0
|
320 do 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 do 3,0
|
480 do 960
|
4x UIP1500hdT |
3.0 do 6.0
|
960 do 1920
|
6x UIP1500hdT |
4,5 do 9,0
|
1440 do 2880
|
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Literatura / Referencje
- 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.