Reaktory ultradźwiękowe do produkcji biodiesla

Reaktory ultradźwiękowe poprawiają kinetykę reakcji chemicznych w procesie konwersji biodiesla. Prowadzi to do szybszej transestryfikacji, wyższej wydajności konwersji i oszczędza nadmiar metanolu i katalizatora. Hielscher produkuje ultradźwiękowe reaktory mieszające do produkcji biodiesla w dowolnej skali. Reaktory ultradźwiękowe są kompaktowe, łatwe w instalacji i bardzo wydajne.

Produkcja biodiesla zwiększona i przyspieszona dzięki ultradźwiękom mocy

Biodiesel jest odnawialnym i czystym paliwem wytwarzanym z olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych lub odpadowego oleju spożywczego. Może być produkowany w reakcji transestryfikacji, która polega na przekształceniu trójglicerydów w estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) przy użyciu alkoholu i katalizatora. Jednym ze sposobów przyspieszenia reakcji transestryfikacji jest zastosowanie fal ultradźwiękowych, które mogą poprawić mieszanie i przenoszenie masy reagentów, a także sprzyjać pękaniu kropelek oleju i dyspersji katalizatora.
Sonda ultradźwiękowa, znana również jako sonotroda, to urządzenie generujące fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości (zazwyczaj w zakresie od 20 kHz do 30 kHz) poprzez wibracje tytanowego pręta. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w cieczy i tworzą strefy wysokiego i niskiego ciśnienia, powodując powstawanie i szybkie zapadanie się pęcherzyków kawitacyjnych. Zapadanie się pęcherzyków generuje intensywne lokalne ogrzewanie i chłodzenie, wysokie siły ścinające i fale uderzeniowe, które mogą zwiększyć szybkość reakcji i wydajność procesu transestryfikacji.

 

 

Zalety ultradźwiękowej produkcji biodiesla

Zalety stosowania ultrasonografu typu sonda do syntezy biodiesla obejmują:

1. Szybsze tempo reakcji: Fale ultradźwiękowe mogą zwiększyć przenoszenie masy reagentów i przyspieszyć reakcję transestryfikacji, skracając czas reakcji i zwiększając wydajność biodiesla.
2. Wyższa wydajność i czystość: Ultradźwiękowy proces biodiesla poprawia dyspersję katalizatora i jednorodność mieszaniny reakcyjnej, prowadząc do wyższej wydajności i czystości biodiesla. Korzystając z ultradźwięków, można użyć najniższej jakości surowców, takich jak odpady olejów jadalnych i przekształcić je w wysokiej jakości biodiesel.
3. Niższe zużycie energii: Zastosowanie ultradźwięków zmniejsza ilość energii potrzebnej do mieszania i ogrzewania mieszaniny reakcyjnej, a także ilość potrzebnego katalizatora, co skutkuje bardziej zrównoważonym i opłacalnym procesem.
4. Elastyczność i skalowalność: Ultradźwięki i reaktory typu sondowego firmy Hielscher mogą być stosowane zarówno do produkcji biodiesla na małą, jak i na dużą skalę i można je łatwo zintegrować z istniejącymi procesami produkcyjnymi.

Podsumowując, oznacza to, że zastosowanie ultrasonografów Hielschera i reaktorów ultradźwiękowych do syntezy biodiesla oferuje znaczące korzyści pod względem szybkości reakcji, wydajności, czystości, zużycia energii i skalowalności, co czyni go opłacalną technologią dla zrównoważonej produkcji paliw odnawialnych.

Ultradźwiękowe reaktory biodiesla zmniejszają koszty i zwiększają wydajność biodiesla

Nadmiar metanolu i katalizatora są istotnymi czynnikami kosztowymi w produkcji biodiesla. Reaktory ultradźwiękowe Hielscher wykorzystują intensywne ścinanie kawitacyjne do mieszania metanolu z surowcem. Daje to znacznie mniejsze kropelki metanolu, co skutkuje lepszym wykorzystaniem metanolu i katalizatora. W związku z tym wymagany jest mniejszy nadmiar metanolu i mniej katalizatora. Ponadto kawitacja wpływa na kinetykę reakcji, prowadząc do szybszej i pełniejszej transestryfikacji.

Stosowanie reaktorów ultradźwiękowych do produkcji biodiesla jest zalecane w przypadku zdolności produkcyjnych powyżej 0,25 tony biodiesla na godzinę. Hielscher oferuje reaktory ultradźwiękowe o wydajności do 16 ton/godzinę (5100 galonów/godzinę) na reaktor. Można łączyć wiele reaktorów, aby dopasować wydajność procesu. Dodatkowe reaktory można dodać później, gdy zwiększy się zdolność produkcyjna. Z przyjemnością zarekomendujemy najbardziej odpowiednią konfigurację reaktora biodiesla dla konfiguracji zakładu i wydajności procesu.

Ultradźwiękowe reaktory biodiesla na małą i średnią skalę

Dla małych i średnich systemów produkcji biodiesla do 9 ton/godzinę (2900 galonów/godzinę), Hielscher oferuje reaktory UIP500hdT (500 W), UIP1000hdT (1000 W), UIP1500hdT (1500 W) lub UIP2000hdT (2000 W). Te cztery ultradźwiękowe reaktory liniowe są bardzo kompaktowe, łatwe do zintegrowania lub modernizacji. Są one przeznaczone do pracy w trudnych warunkach. Poniżej znajdują się zalecane konfiguracje reaktorów dla różnych szybkości produkcji.

	ton/godzinę	galonów/godzinę
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
1x UIP2000hdT	1.0 do 2.0	320 do 640
2x UIP1500hdT	1,5 do 3,0	480 do 960
2x UIP2000hdT	2.0 do 4.0	640 do 1280
4x UIP1500hdT	3.0 do 6.0	960 do 1920
4x UIP2000hdT	4 do 8	1280 do 2560

Przemysłowe ultradźwiękowe reaktory biodiesla w pełnej skali

Dla przemysłowych zakładów produkcji biodiesla Hielscher oferuje UIP4000hdT (4000 watów), UIP6000hdT (6000 watów), UIP10000hdT (10000 watów) i UIP16000hdT (16000 watów). Te homogenizatory ultradźwiękowe z reaktorami liniowymi są przeznaczone do ciągłej produkcji biodiesla przy dużych natężeniach przepływu. Wszystkie cztery homogenizatory ultradźwiękowe są dostępne w obudowach ze stali nierdzewnej. Pionowa instalacja wymaga minimalnej powierzchni podłogi do instalacji lub modernizacji. Poniżej znajdują się zalecane konfiguracje dla typowych szybkości przetwarzania przemysłowego.

	ton/godzinę	galonów/godzinę
3x UIP4000hdT	6.0 do 12.0	1920 do 3840
5x UIP4000hdT	10.0 do 20.0	3200 do 6400
3x UIP10000hdT	15,0 do 30,0	4800 do 9600
3x UIP16000hdT	24,0 do 48,0	7680 do 15360
5x UIP16000hdT	40,0 do 80,0	12800 do 25600

Ultradźwiękowe mieszanie oleju i metanolu w linii produkcyjnej

Ultradźwiękowe reaktory mieszające zastępują mieszadła zbiornikowe i inne dynamiczne mieszalniki ścinające. Ogólnie rzecz biorąc, ultradźwiękowe reaktory biodiesla są instalowane w celu mieszania dwóch strumieni zasilających: oleju i metanolu (z katalizatorem). W tym celu surowa mieszanka wstępna jest pompowana przez ultradźwiękowy reaktor liniowy, w którym kawitacja ultradźwiękowa miesza i emulguje oba odczynniki w ciągu 2 do 10 sekund. Jest to proces mieszania inline. Gdy mieszanina opuści reaktor przepływowy, gliceryna oddzieli się grawitacyjnie w czasie krótszym niż 60 minut. Alternatywnie, po kilku minutach reakcji można wprowadzić mieszaninę sonikowaną do wirówki. Mieszanie w linii zmniejsza liczbę i objętość używanych zbiorników w porównaniu do konwencjonalnego przetwarzania wsadowego. Poprawia to wykorzystanie kapitału.