Biodiesel din alge folosind Ultrasonication
Uleiul de alge este o materie primă durabilă interesantă pentru fabricarea biodieselului. Este o alternativă la materiile prime populare, cum ar fi soia, rapița și palmierul. Ultrasonication îmbunătățește extracția uleiului din celulele algelor și conversia la biodiesel.
În comparație cu culturile tradiționale de semințe oleaginoase, algele produc mult mai mult ulei pe hectar. În timp ce soia produce de obicei mai puțin de 50 de galoane de ulei pe acru și rapița generează mai puțin de 130 de galoane pe acru, algele pot produce până la 10.000 de galoane pe acru. În special, diatomeele și algele verzi sunt surse bune pentru producerea de biodiesel.
Ca și alte plante, algele stochează energie sub formă de lipide. Există diferite metode pentru extragerea uleiurilor, ar fi presarea, spălarea cu solvent hexan și extracția cu ultrasunete.
Extracția cu ultrasunete a uleiului de alge
Sonicare intensă a lichidelor generează unde sonore care se propagă în mediul lichid, rezultând cicluri alternative de înaltă presiune și joasă presiune. În timpul ciclului de joasă presiune, în lichid se creează bule mici de vid de mare intensitate. Când bulele ating o anumită dimensiune, ele se prăbușesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Aceasta se numește cavitație. În timpul imploziei, presiuni foarte mari și jeturi lichide de mare viteză sunt produse local. Forțele de forfecare rezultate sparg mecanic structura celulară și îmbunătățesc transferul de material. Acest efect susține extracția lipidelor din alge.
Tabelul de mai jos prezintă cerințele tipice de putere pentru diferite fluxuri de volum. Sistemul cu ultrasunete este, în general, integrat în linie. Reactorul ultrasonication poate fi ușor modernizat în instalațiile existente, îmbunătățind extracția algelor.
Debitul
|
Putere
|
---|---|
20 – 100L / oră
|
|
80 – 400L / oră
|
|
0.3 – 1.5m³ / oră
|
|
2 – 10m³/oră
|
|
20 – 100m³/oră
|
Pregătirea cu ultrasunete pentru presarea la rece a uleiului de alge
În special în scopul presării, este necesar un control bun al întreruperii celulare, pentru a evita eliberarea nestingherită a tuturor produselor intracelulare, inclusiv a resturilor celulare sau denaturarea produsului. Prin ruperea structurii celulare, mai multe lipide stocate în interiorul celulelor pot fi eliberate prin aplicarea presiunii exterioare.
Extracția cu ultrasunete solvent de ulei de alge
Ciclurile de înaltă presiune ale undelor ultrasonice susțin difuzia solvenților, ar fi hexanul în structura celulară. Deoarece ultrasunetele sparg mecanic peretele celular prin forțele de forfecare a cavitației, facilitează transferul lipidelor din celulă în solvent. După ce uleiul s-a dizolvat în ciclohexan, pulpa/țesutul este filtrat. Soluția este distilată pentru a separa uleiul de hexan. Pentru sonicare de lichide inflamabile sau solvenți în medii periculoase Hielscher oferă FM și ATEX-sisteme de ultrasonication certificate, ar fi UIP1000-Exd.
Extracția enzimatică cu ultrasunete a uleiului de alge
Efecte sinergice puternice pot fi observate atunci când se combină tratamentul enzimatic cu sonicare. Cavitația ajută enzimele în penetrarea țesutului, rezultând o extracție mai rapidă și randamente mai mari. În acest caz, apa acționează ca un solvent, iar enzimele degradează pereții celulari.
Biodiesel din ulei de alge
Click aici pentru a citi mai multe despre ultrasonication în fabricarea biodiesel.
Prelucrarea uleiului de alge cu ultrasunete de la scară pilot la producție
Vă recomandăm teste la scară pilot, de ex. folosind sisteme de 1kW. Acest lucru va arăta efectele generale și îmbunătățirea pentru fluxul dvs. de proces particular. Toate rezultatele pot fi scalate liniar la fluxuri mari de proces. Vom fi bucuroși să discutăm procesul dvs. cu dvs. și să vă recomandăm pași suplimentari.
Ultrasonicators de dimensiuni medii și pe scară largă pentru producția industrială de biodiesel
Hielscher Ultrasonics furnizează industriale de dimensiuni medii, precum și procesoare industriale cu ultrasunete la scară largă pentru producția eficientă de biodiesel la orice volum. Toate sistemele pot fi utilizate pentru a îmbunătăți transesterificarea oricărui tip de materii prime, inclusiv ulei de alge, uleiuri vegetale, grăsimi animale, uleiuri uzate etc.
Deoarece portofoliul Hielscher acoperă sisteme cu ultrasunete pentru orice capacitate de producție, putem oferi soluția ideală atât pentru producătorii mici, cât și pentru companiile mari. Conversia biodieselului cu ultrasunete poate fi operat ca lot sau ca proces continuu inline. Instalarea și funcționarea este simplă, sigură și oferă în mod fiabil randamente ridicate de calitate superioară a biodieselului.
Mai jos veți găsi configurațiile recomandate ale reactoarelor pentru o serie de rate de producție.
tonă/oră
|
gal/oră
|
|
---|---|---|
1x UIP500hdT |
00,25 până la 0,5
|
80 până la 160
|
1x UIP1000hdT |
0.5 până la 1.0
|
160 până la 320
|
1x UIP1500hdT |
00,75 până la 1,5
|
240 până la 480
|
2x UIP1000hdT |
1,0 până la 2,0
|
320 până la 640
|
2x UIP1500hdT |
1,5 până la 3,0
|
480 până la 960
|
4x UIP1500hdT |
3,0 până la 6,0
|
960 până în 1920
|
6x UIP1500hdT |
4,5 până la 9,0
|
1440 până la 2880
|
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Literatură / Referințe
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.