Ultradźwięki poprawiają wydajność procesu biodiesla
Ultradźwiękowe reaktory mieszające firmy Hielscher usprawniają proces produkcji biodiesla. Ultradźwięki zapewniają wyższą wydajność konwersji transestryfikacji w krótszym czasie. Mieszanie ultradźwiękowe zwiększa wydajność produkcji i zmniejsza zużycie metanolu i katalizatora.
Wydajne przetwarzanie biodiesla
Obecnie produkcja biodiesla to nie tylko wytwarzanie paliwa odnawialnego. Producenci biodiesla muszą wytwarzać wysokiej jakości biodiesel o stałych właściwościach, niezależnie od zmian jakości surowca. “W obecnych warunkach tylko producenci o najniższych kosztach są w stanie produkować paliwo z dodatnią marżą.” (Bill Babler z First Capitol Risk Management).
Technologia mieszania ultradźwiękowego Hielscher oferuje najlepszą wydajność przetwarzania biodiesla podczas budowy nowej instalacji biodiesla lub podczas modernizacji istniejących instalacji. Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher zostały przetestowane i sprawdzone w instalacjach na całym świecie w celu zwiększenia wydajności biodiesla i obniżenia kosztów operacyjnych. Obejmuje to zarówno małych przedsiębiorców o wydajności 1 miliona galonów rocznie, jak i przemysłowe zakłady produkcji biodiesla o wydajności 45 milionów galonów rocznie.
Lepsza kinetyka reakcji biodiesla zwiększa zyski
Wytwarzanie biodiesla z oleju, metanolu (lub etanolu) i katalizatora jest prostym procesem chemicznym zwanym transestryfikacją. Jednak kinetyka reakcji tego procesu jest problematyczna. Konwencjonalna transestryfikacja trójglicerydów do estrów metylowych tłuszczów (FAME) i gliceryny jest powolna i niekompletna. Podczas procesu konwersji nie wszystkie łańcuchy kwasów tłuszczowych są przekształcane w estry alkilowe (biodiesel). Powoduje to znaczne obniżenie wydajności i jakości biodiesla!
Lepsze mieszanie prowadzi do wyższej wydajności biodiesla
Zastosowanie konwencjonalnych systemów mieszania mechanicznego skutkuje długim czasem konwersji i gorszą wydajnością biodiesla.
Olej i metanol są niemieszalne. Aby zaszła chemiczna reakcja biodiesla, należy utworzyć emulsję metanolu w oleju. Wymaga to ultradźwiękowego sprzętu do emulgowania, a nie konwencjonalnych mieszalników mechanicznych lub mieszadeł. Ultradźwiękowe mieszanie kawitacyjne jest najbardziej zaawansowanym sposobem tworzenia emulsji o drobnych rozmiarach przy dużych prędkościach przepływu. Mniejsze kropelki metanolu tworzą lepszy biodiesel, zwiększają szybkość reakcji i wymagają mniejszego nadmiaru metanolu.
Istnieje bezpośredni związek między wielkością kropli metanolu a wydajnością biodiesla, a także szybkością konwersji. To sprawia, że reaktory ultradźwiękowe Hielscher są najbardziej wydajną technologią w branży biodiesla. Ultradźwiękowe reaktory mieszające produkują więcej wysokiej jakości biodiesla, szybciej.
Poniższy wykres przedstawia procent objętościowy oddzielonej gliceryny. Po dwóch sekundach sonikacji w reaktorze ultradźwiękowym Hielschera, szybciej uzyskuje się więcej gliceryny. Dla każdej pojedynczej cząsteczki gliceryny produkujesz trzy cząsteczki biodiesla. Poprawia to wydajność procesu i wydajność produkcji biodiesla.
Oszczędności wynikające z instalacji i modernizacji
Instalacja reaktorów ultradźwiękowych Hielscher w linii technologicznej biodiesla zmniejsza również koszty operacyjne. Reaktory ultradźwiękowe Hielscher można instalować w małych systemach wsadowych biodiesla oraz w dużych ciągłych instalacjach biodiesla. Chętnie pomożemy w wyborze najlepszej konfiguracji instalacji lub doposażeniu reaktorów ultradźwiękowych w istniejący proces biodiesla.
Mniej nadmiaru metanolu w procesie biodiesla
Nadmiar metanolu nie reaguje podczas procesu konwersji biodiesla. Nadmiar metanolu jest dodawany w celu zwiększenia kinetyki reakcji chemicznej. Nadmiar metanolu musi zostać odzyskany po procesie reakcji biodiesla. Odzysk metanolu jest bardzo kosztowny, ponieważ wymaga dużej ilości ciepła i próżni. Dlatego nadmiar metanolu zwiększa koszty przetwarzania. W wielu instalacjach biodiesla system odzyskiwania nadmiaru metanolu jest najdroższym etapem procesu.
Zastosowanie reaktorów ultradźwiękowych Hielscher zmniejsza wymagany nadmiar metanolu nawet o 50%. Stosunek stechiometryczny 1:4 lub 1:4,5 (olej : metanol) jest wystarczający dla większości surowców, gdy stosuje się mieszanie ultradźwiękowe Hielscher.
Dobry biodiesel z surowców niskiej jakości
Wielu małych i średnich producentów biodiesla obniża koszty, przechodząc na gorszej jakości surowce, takie jak tłuszcze zwierzęce, zużyte oleje spożywcze lub odpady olejów roślinnych. Ultradźwiękowa intensyfikacja procesu poprawia wyniki konwersji dla każdego surowca. Ułatwia to produkcję biodiesla zgodnego z ASTM 6751 lub EN 14212 z oleju o wysokiej zawartości FFA lub tłuszczu lub smaru o wysokiej lepkości.
Używaj mniej katalizatora podczas produkcji biodiesla
Koszty materiałów katalitycznych stanowią jedynie marginalną część kosztów produkcji biodiesla. Podobnie jak w przypadku nadmiaru metanolu, prawdziwe koszty wynikają z odzysku i gorszej jakości gliceryny. Mieszanie ultradźwiękowe w procesie produkcji biodiesla poprawia emulgowanie metanolu w oleju i generuje więcej mniejszych kropelek metanolu. Prowadzi to do lepszego rozkładu wielkości kropli i bardziej efektywnego wykorzystania katalizatora. Ponadto kawitacja ultradźwiękowa poprawia przenoszenie masy chemicznej. W konsekwencji można zaoszczędzić do 50% katalizatora w porównaniu z mieszalnikami ścinającymi lub mieszadłami.

Wyższa jakość gliceryny
Gliceryna jest produktem ubocznym produkcji biodiesla. Wyższy współczynnik konwersji i niższe zużycie metanolu prowadzą do znacznie szybszej konwersji chemicznej oraz do ostrzejszego i szybszego oddzielania gliceryny. Z powodów opisanych powyżej, gliceryna zawiera mniej katalizatora i mniej mono-glicerydów. Zmniejsza to koszty rafinacji gliceryny.
- Zastosowanie reaktorów ultradźwiękowych w ciągłym procesie biodiesla na małą skalę – Graham Towerton (2007)
- Biodiesel z alg przy użyciu ultradźwięków
- sonokataliza – Kataliza wspomagana ultradźwiękami
- Wpływ transferu masy na produkcję biodiesla
- Technologia produkcji biodiesla
- Metody analityczne biodiesla
- "Niezawodny’ Sposób wytwarzania biodiesla
- Techniczne bazy danych biodiesla
- Baza danych emisji biodiesla
- Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Rolnictwa i Biologii
- Wikipedia: Biodiesel
Mniejsze zużycie energii elektrycznej i ogrzewanie
Biodiesel jest paliwem ekologicznym. Aby być ekologicznym, energia wymagana do uprawy, zbioru i przetwarzania biodiesla musi być niższa niż energia zawarta w biodieslu. Instalacja mieszania ultradźwiękowego Hielscher obniża całkowitą energię potrzebną do produkcji biodiesla. Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher mają wyjątkową wydajność energetyczną w konwersji energii elektrycznej na mieszanie ultradźwiękowe w cieczy. Aby wyprodukować 1000 galonów biodiesla, urządzenia ultradźwiękowe Hielscher zużywają tylko około 7 kWh energii elektrycznej. Jest to znacznie mniej niż zużycie energii przez mieszalniki ścinające lub mieszalniki hydrodynamiczne. Zmniejsza to roczny rachunek za energię elektryczną w zakładzie produkcji biodiesla.
Ogólnie rzecz biorąc, ultradźwiękowo wspomagana transestryfikacja biodiesla może przebiegać w niższych temperaturach procesu. Zmniejsza to wymaganą energię grzewczą.