Biodiesel de algas usando ultrassom

O óleo de algas é uma matéria-prima sustentável interessante para o fabrico de biodiesel. É uma alternativa às matérias-primas populares, como a soja, a canola e a palma. Ultrasonication melhora a extração de óleo a partir das células de 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 produz normalmente menos de 50 galões de óleo por hectare e a colza gera menos de 130 galões por hectare, as algas podem produzir até 10 000 galões por hectare. As diatomáceas e as algas verdes, em particular, são boas fontes para a produção de biodiesel.

Tal como outras plantas, as algas armazenam energia sob a forma de lípidos. Existem vários métodos de extração dos óleos, como a prensagem, a lavagem com solvente hexano e a extração por ultra-sons.

Extração ultra-sónica de óleo de algas

A sonicação intensa de líquidos gera ondas sonoras que se propagam no 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 determinado tamanho, colapsam violentamente durante um ciclo de alta pressão. A isto chama-se cavitação. Durante a implosão, são produzidas localmente pressões muito elevadas e jactos de líquido a alta velocidade. As forças de cisalhamento resultantes quebram mecanicamente a estrutura celular e melhoram a transferência de material. Este efeito favorece a extração de lípidos das algas.

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

Preparação ultra-sónica para a prensagem a frio de óleo de algas

Em particular, para efeitos de prensagem, é necessário um bom controlo da rutura celular, a fim de evitar uma libertação sem entraves de todos os produtos intracelulares, incluindo os resíduos celulares, ou a desnaturação dos produtos. Ao quebrar a estrutura celular, mais lípidos armazenados no interior das células podem ser libertados pela aplicação de pressão externa.

Extração por solvente ultrassónico de óleo de algas

Os ciclos de alta pressão das ondas ultra-sónicas favorecem a difusão de solventes, como o hexano, na estrutura celular. Como os ultra-sons quebram mecanicamente a parede celular através das forças de cisalhamento por cavitação, facilitam a transferência de lípidos da célula para o solvente. Depois de o óleo se ter dissolvido no ciclo-hexano, a polpa/tecido é filtrada. A solução é destilada para separar o óleo do hexano. Para a sonicação de líquidos inflamáveis ou solventes em ambientes perigosos, a Hielscher oferece sistemas de ultrassom com certificação FM e ATEX, como o UIP1000-Exd.
A ultra-sons facilita a colheita de algas. Leia mais sobre a colheita de algas por ultra-sons!

Extração enzimática ultra-sónica de óleo de algas

Podem ser observados fortes efeitos sinergéticos quando se combina o tratamento enzimático com a sonicação. A cavitação auxilia as enzimas na penetração do tecido, resultando numa extração mais rápida e em rendimentos mais elevados. Neste caso, a água actua como solvente e as enzimas degradam as paredes celulares.
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Processamento de óleo de algas por ultra-sons desde a escala piloto até à produção

Recomendamos ensaios à escala piloto, por exemplo, utilizando sistemas de 1kW. Isto 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 todo o prazer em discutir consigo o seu processo e recomendar-lhe outros passos.
Uma grande vantagem da mistura ultrassónica de biodiesel é a eficiência energética deste processo. Leia mais sobre as poupanças de energia conseguidas pelos reactores de biodiesel ultra-sónicos!

Ultrasonicators de médio e grande porte para a produção industrial de biodiesel

A Hielscher Ultrasonics fornece processadores ultra-sónicos industriais de médio e grande porte para a produção eficiente de biodiesel em qualquer volume. Todos os sistemas podem ser utilizados para melhorar a transesterificação de qualquer tipo de matérias-primas, incluindo óleo de algas, óleos vegetais, gorduras animais, óleos residuais, etc.
Uma vez que o portfólio da Hielscher abrange sistemas de ultra-sons para qualquer capacidade de produção, podemos oferecer a solução ideal tanto para pequenos produtores como para grandes empresas. A conversão ultrassónica de biodiesel pode ser operada como um processo em lote ou contínuo em linha. A instalação e a operação são simples, seguras e proporcionam rendimentos elevados e fiáveis de qualidade superior de biodiesel.
Abaixo encontrará as configurações de reactores recomendadas para uma gama de taxas de produção.