Biodiesel de algas usando ultrassom

O óleo de algas é uma matéria-prima sustentável interessante para a fabricação de biodiesel. É uma alternativa às matérias-primas populares, como soja, canola e palma. A ultrassonografia melhora a extração de óleo das células das algas e a conversão em biodiesel.

Em comparação com as culturas tradicionais de sementes oleaginosas, as algas produzem muito mais óleo por acre. Enquanto a soja normalmente produz menos de 50 galões de óleo por acre e a colza gera menos de 130 galões por acre, as algas podem render até 10.000 galões por acre. Em particular, diatomáceas e algas verdes são boas fontes para a produção de biodiesel.

Como outras plantas, as algas armazenam energia na forma de lipídios. Existem vários métodos para extrair os óleos, como prensagem, lavagem com solvente hexano e extração ultrassônica.

Extração ultrassônica de óleo de algas

A sonicação intensa de líquidos gera ondas sonoras que se propagam para o meio líquido, resultando em ciclos alternados de alta e baixa pressão. Durante o ciclo de baixa pressão, pequenas bolhas de vácuo de alta intensidade são criadas no líquido. Quando as bolhas atingem um certo tamanho, elas colapsam violentamente durante um ciclo de alta pressão. Isso é chamado de cavitação. Durante a implosão, pressões muito altas e jatos de líquido de alta velocidade são produzidos localmente. As forças de cisalhamento resultantes quebram a estrutura celular mecanicamente e melhoram a transferência de material. Este efeito apoia a extração de lipídios de algas.

 
A tabela abaixo mostra os requisitos de energia típicos para vários fluxos de volume. O sistema ultrassônico é geralmente integrado em linha. O reator de ultrassom pode ser facilmente adaptado às instalações existentes, melhorando a extração de algas.

Preparação ultrassônica para prensagem a frio de óleo de algas

Em particular, para fins de prensagem, é necessário um bom controle da ruptura celular, para evitar uma liberação desimpedida de todos os produtos intracelulares, incluindo detritos celulares, ou desnaturação do produto. Ao quebrar a estrutura celular, mais lipídios armazenados dentro das células podem ser liberados pela aplicação de pressão externa.

Extração ultrassônica com solvente de óleo de algas

Os ciclos de alta pressão das ondas ultrassônicas suportam a difusão de solventes, como o hexano, na estrutura celular. Como o ultrassom quebra a parede celular mecanicamente pelas forças de cisalhamento da cavitação, facilita a transferência de lipídios da célula para o solvente. Depois que o óleo se dissolve no ciclohexano, a polpa/tecido é filtrada. A solução é destilada para separar o óleo do hexano. Para a sonicação de líquidos ou solventes inflamáveis em ambientes perigosos, a Hielscher oferece sistemas de ultrassom com certificação FM e ATEX, como o UIP1000-Exd.

Extração enzimática ultrassônica de óleo de algas

Fortes efeitos sinérgicos podem ser observados ao combinar tratamento enzimático com sonicação. A cavitação auxilia as enzimas na penetração do tecido, resultando em extração mais rápida e maiores rendimentos. Nesse caso, a água atua como solvente e as enzimas degradam as paredes celulares.

Biodiesel a partir de óleo de algas

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Processamento ultrassônico de óleo de algas desde a escala piloto até a produção

Recomendamos testes em escala piloto, por exemplo, usando sistemas de 1kW. Isso mostrará os efeitos gerais e a melhoria para o seu fluxo de processo específico. Todos os resultados podem ser ampliados linearmente para grandes fluxos de processo. Teremos o maior prazer em discutir seu processo com você e recomendar outras etapas.

Ultrassonicadores de médio e grande porte para produção industrial de biodiesel

A Hielscher Ultrasonics fornece processadores ultrassônicos industriais de médio e grande porte para a produção eficiente de biodiesel em qualquer volume. Todo o sistema pode ser usado para melhorar a transesterificação de qualquer tipo de matéria-prima, incluindo óleo de algas, óleos vegetais, gorduras animais, óleos usados, etc.
Como o portfólio da Hielscher abrange sistemas ultrassônicos para qualquer capacidade de produção, podemos oferecer a solução ideal para pequenos produtores e grandes empresas. A conversão ultrassônica de biodiesel pode ser operada como lote ou como processo contínuo em linha. A instalação e operação são simples, seguras e proporcionam altos rendimentos confiáveis de qualidade superior de biodiesel.
Abaixo, você encontrará configurações de reatores recomendadas para uma variedade de taxas de produção.