Os ultrassons melhoram a eficiência do processo de produção de biodiesel

Os reatores de mistura ultrassónica Hielscher melhoram o seu processo de produção de biodiesel. A ultrassonicação proporciona rendimentos de conversão por transesterificação mais elevados em menos tempo. A mistura ultrassónica aumenta a capacidade de produção e reduz o consumo de metanol e de catalisador.

Processamento eficiente de biodiesel

Hoje, produzir biodiesel não se resume a produzir um combustível renovável. Os produtores de biodiesel têm de produzir biodiesel de elevada qualidade com características constantes, independentemente das variações na qualidade das matérias-primas. “No contexto atual, apenas os produtores com os custos mais baixos conseguem produzir combustível com uma margem positiva.” (Bill Babler, da First Capitol Risk Management).
A tecnologia de mistura ultrassónica Hielscher oferece-lhe a melhor eficiência de processamento de biodiesel ao construir uma nova unidade de produção de biodiesel ou ao modernizar unidades existentes. Os dispositivos ultrassónicos Hielscher foram testados e demonstraram, em instalações em todo o mundo, que aumentam o rendimento de biodiesel e reduzem os custos operacionais. Isto inclui tanto pequenos empresários com uma produção de 1 milhão de galões por ano como unidades industriais de produção de biodiesel com uma produção de 45 milhões de galões por ano.

Uma melhor cinética de reação do biodiesel aumenta os seus lucros

Produzir biodiesel a partir de óleo, metanol (ou etanol) e um catalisador é um processo químico simples denominado transesterificação. No entanto, a cinética de reação deste processo é problemática. A transesterificação convencional dos triglicéridos em ésteres metílicos de ácidos gordos (FAME) e glicerina é lenta e incompleta. Durante o processo de conversão, nem todas as cadeias de ácidos gordos são transformadas em ésteres alquílicos (biodiesel). Isto reduz significativamente o rendimento e a qualidade do seu biodiesel!

Uma melhor mistura conduz a um maior rendimento de biodiesel

A utilização de sistemas convencionais de agitação mecânica resulta num tempo de conversão longo e num rendimento de biodiesel inferior.
O óleo e o metanol são imiscíveis. Para que a reação química de produção de biodiesel ocorra, é necessário formar uma emulsão de metanol em óleo. Para isso, são necessários equipamentos de emulsificação ultrassónica em vez de misturadores ou agitadores mecânicos convencionais. A mistura por cavitação ultrassónica é o método mais avançado para formar emulsões finas com caudais elevados. Gotas de metanol mais pequenas produzem melhor biodiesel, aumentam a velocidade de reação e requerem menos metanol em excesso.

Existe uma relação direta entre o tamanho das gotas de metanol e o rendimento de biodiesel, bem como a velocidade de conversão. Isto faz dos reatores ultrassónicos Hielscher a tecnologia mais produtiva da indústria do biodiesel. Os reatores de mistura ultrassónica produzem mais biodiesel de elevada qualidade, mais rapidamente.
O diagrama abaixo mostra a percentagem em volume de glicerina separada. Após dois segundos de sonicação num reator ultrassónico Hielscher, obtém mais glicerina mais rapidamente. Por cada molécula de glicerina produzida, produz três moléculas de biodiesel. Isto melhora a capacidade do seu processo e o rendimento da produção de biodiesel.

Redução de custos com a instalação e a adaptação de equipamentos existentes

A instalação de reatores ultrassónicos Hielscher na sua linha de processamento de biodiesel também reduz os custos operacionais. Pode instalar reatores ultrassónicos Hielscher em pequenos sistemas de produção de biodiesel por lotes e em grandes unidades de produção contínua de biodiesel. Teremos todo o gosto em ajudá-lo a definir a melhor configuração de instalação ou a integrar reatores ultrassónicos no seu processo de produção de biodiesel existente.

Menos metanol em excesso no processo de produção de biodiesel

O metanol em excesso não reage durante o processo de conversão do biodiesel. Adiciona-se metanol em excesso para acelerar a cinética da reação química. O metanol em excesso tem de ser recuperado após o processo de reação de produção de biodiesel. A recuperação de metanol é muito dispendiosa, porque requer muito calor e vácuo. Por isso, todo o metanol em excesso aumenta os seus custos de processamento. Em muitas unidades de produção de biodiesel, o sistema de recuperação de metanol em excesso é a etapa mais dispendiosa do processo.

A utilização de reatores ultrassónicos Hielscher reduz em até 50% a quantidade necessária de metanol em excesso. Uma proporção estequiométrica de 1:4 ou 1:4,5 (óleo : metanol) é suficiente para a maioria das matérias-primas quando se utiliza a mistura ultrassónica Hielscher.

Produza bom biodiesel a partir de matérias-primas de fraca qualidade

Muitos pequenos e médios produtores de biodiesel reduzem os seus custos ao passarem a utilizar matérias-primas de qualidade inferior, como gorduras animais, óleos alimentares usados ou óleos vegetais residuais. A intensificação do processo por ultrassons melhora os resultados da conversão de qualquer matéria-prima. Isto facilita a produção de biodiesel em conformidade com ASTM 6751 ou EN 14212 a partir de óleo com elevado teor de ácidos gordos livres (FFA) ou de gordura ou matéria gordurosa de elevada viscosidade.

Utilize menos catalisador na produção de biodiesel

Os custos do catalisador enquanto matéria-prima representam apenas uma pequena fração dos custos de produção de biodiesel. Tal como acontece com o metanol em excesso, os custos reais resultam da recuperação e da qualidade inferior da glicerina. A mistura ultrassónica no processo de produção de biodiesel melhora a emulsificação de metanol em óleo e gera um maior número de gotas de metanol, de menor tamanho. Isto conduz a uma melhor distribuição do tamanho das gotas e a uma utilização mais eficiente do catalisador. Além disso, a cavitação ultrassónica melhora a transferência de massa no processo químico. Como consequência, pode poupar até 50% de catalisador em comparação com misturadores de cisalhamento ou agitadores.

“Estou impressionado com a forma como a Hielscher mudou o modo como produzimos biodiesel. O processo é mais contínuo e poupamos milhares em catalisador e tempo. Recomendo vivamente esta unidade a quem esteja a considerar um método de produção mais contínuo.” Marcel Steinberg, EECOfuels

Produza glicerina de qualidade superior

A glicerina é um subproduto da produção de biodiesel. Uma taxa de conversão mais elevada e uma menor utilização de metanol em excesso conduzem a uma conversão química muito mais rápida e a uma separação da glicerina mais nítida e rápida. Pelas razões descritas acima, a glicerina contém menos catalisador e menos monoglicéridos. Isto reduz os custos de refinação da glicerina.

Utilize menos energia elétrica e menos aquecimento

O biodiesel é um combustível ecológico. Para ser ecológico, a energia necessária para o cultivo, a colheita e o processamento do biodiesel tem de ser inferior à energia contida no biodiesel. A instalação de um sistema de mistura ultrassónica Hielscher reduz a energia total necessária para produzir biodiesel. Os dispositivos ultrassónicos Hielscher apresentam uma eficiência energética excecional na conversão de eletricidade em mistura ultrassónica no líquido. Para produzir 1000 galões de biodiesel, os dispositivos ultrassónicos Hielscher utilizam apenas cerca de 7 kWh de eletricidade. Este consumo é muito inferior ao dos misturadores de cisalhamento ou dos misturadores hidrodinâmicos. Isto reduz a fatura anual de eletricidade da sua unidade de produção de biodiesel.

Em geral, a transesterificação do biodiesel assistida por ultrassons pode decorrer a temperaturas de processo mais baixas. Isto reduz a energia necessária para o aquecimento.