Reactoare cu ultrasunete pentru producția de biodiesel
Reactoare cu ultrasunete îmbunătăți cinetica reacției chimice a procesului de conversie biodiesel. Acest lucru duce la o transesterificare mai rapidă, un randament de conversie mai mare și economisește excesul de metanol și catalizator. Hielscher face reactoare de amestecare cu ultrasunete pentru producerea de biodiesel la orice scară. Reactoarele cu ultrasunete sunt compacte, ușor de instalat și foarte eficiente.
Producția de biodiesel a crescut și accelerat cu ultrasunete de putere
Biodieselul este un combustibil regenerabil și curat fabricat din uleiuri vegetale, grăsimi animale sau ulei de gătit uzat. Acesta poate fi produs printr-o reacție de transesterificare, care implică conversia trigliceridelor în esteri metilici ai acizilor grași (FAME) folosind un alcool și un catalizator. O modalitate de a accelera reacția de transesterificare este utilizarea undelor ultrasonice, care pot spori amestecarea și transferul de masă al reactanților, precum și promovarea ruperii picăturilor de ulei și dispersia catalizatorului.
Un ultrasonicator de tip sondă, cunoscut și sub numele de sonotrode, este un dispozitiv care generează unde sonore de înaltă frecvență (de obicei în intervalul 20 kHz până la 30 kHz) prin vibrarea unei tije de titan. Undele ultrasonice se propagă prin lichid și creează zone de înaltă presiune și joasă presiune, provocând formarea bulelor de cavitație și prăbușirea rapidă. Colapsul bulelor generează încălzire și răcire locală intensă, forțe mari de forfecare și unde de șoc, care pot crește rata de reacție și eficiența procesului de transesterificare.
The ultrasonicator UIP16000hdT este capabil să proceseze biodieselul 32MMGY.
Avantajele producției de biodiesel cu ultrasunete
Avantajele utilizării unui ultrasonicator de tip sondă pentru sinteza biodieselului includ:
- Rată de reacție mai rapidă: Undele ultrasonice pot crește transferul de masă al reactanților și pot accelera reacția de transesterificare, reducând timpul de reacție și crescând randamentul biodieselului.
- Randament și puritate mai mari: Procesul cu ultrasunete pentru biomotorină îmbunătățește dispersia catalizatorului și omogenitatea amestecului de reacție, ceea ce conduce la un randament și o puritate mai ridicate ale biomotorinei.
- Materie primă ieftină: Cu ajutorul ultrasunetelor, puteți utiliza materii prime de cea mai scăzută calitate – cum ar fi uleiurile de gătit uzate, grăsimile animale uzate și uleiurile needibile – și să o transforme în biodiesel de înaltă calitate. Citește mai mult!
- Consum redus de energie: Utilizarea ultrasonication reduce energia necesară pentru amestecarea și încălzirea amestecului de reacție, precum și cantitatea de catalizator necesară, rezultând într-un proces mai durabil și mai rentabil. Citește mai mult!
- Flexibilitate și scalabilitate: Hielscher sondă de tip ultrasonicators și reactoare pot fi utilizate atât pentru producția la scară mică, cât și pentru producția pe scară largă de biodiesel, și pot fi ușor integrate în procesele de producție existente.
În rezumat, acest lucru înseamnă că utilizarea unui ultrasonicators Hielscher și reactoare cu ultrasunete pentru sinteza biodieselului oferă beneficii semnificative în ceea ce privește rata de reacție, randament, puritate, consumul de energie, și scalabilitate, făcându-l o tehnologie profitabilă pentru producția durabilă de combustibili regenerabili.
Reactoare biodiesel cu ultrasunete reduce costurile și de a stimula randamentul biodieselului
Excesul de metanol și catalizator sunt factori de cost semnificativi în producția de biodiesel. Hielscher reactoare cu ultrasunete folosesc forfecare cavitațională intensă pentru amestecarea metanolului cu materia primă. Acest lucru vă oferă picături de metanol mult mai mici, rezultând o utilizare îmbunătățită a metanolului și a catalizatorului. Prin urmare, sunt necesare mai puțin exces de metanol și mai puțin catalizator. În plus, cavitația influențează cinetica reacției, ducând la o transesterificare mai rapidă și mai completă.
Esterificarea cu ultrasunete este o etapă de pretratare, care a redus materia primă de calitate inferioară ridicată în FFA în esteri. În etapa a 2-a de transesterificare cu ultrasunete, trigliceridele sunt transformate în biodiesel (FAME).
Reactoare biodiesel cu ultrasunete la scară mică și medie
Pentru sistemele mici și mijlocii de producție de biodiesel de până la 9 tone / oră (2900 galoane / oră), Hielscher vă oferă UIP500hdT (500 wați), UIP1000hdT (1000 wați), UIP1500hdT (1500 wați) sau UIP2000hdT (2000 wați). Aceste patru reactoare inline cu ultrasunete sunt foarte compacte, ușor de integrat sau retro-fit. Acestea sunt construite pentru operațiuni grele în medii dure. Mai jos veți găsi configurațiile recomandate ale reactoarelor pentru o serie de rate de producție.
|
tone/oră
|
galoane/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
|
| 1x UIP2000hdT |
1,0 până la 2,0
|
320 până la 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 până la 3,0
|
480 până la 960
|
| 2x UIP2000hdT |
2,0 până la 4,0
|
640 până la 1280
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 până la 6,0
|
960 până în 1920
|
| 4x UIP2000hdT |
4 până la 8
|
1280 până la 2560
|
Reactoare industriale cu ultrasunete Biodiesel la scară completă
_p0500.jpg)
Pentru instalațiile industriale de producție de biodiesel Hielscher oferă UIP4000hdT (4000 wați), UIP6000hdT (6000 wați), UIP10000hdT (10000 wați) și UIP16000hdT (16000 wați). Aceste omogenizatoare cu ultrasunete cu reactoare inline sunt proiectate pentru producția continuă de biodiesel la debite mari. Toate cele patru omogenizatoare cu ultrasunete sunt disponibile în dulapuri din oțel inoxidabil. Instalarea verticală necesită un spațiu minim pe podea pentru instalare sau modernizare. Mai jos găsiți configurațiile recomandate pentru ratele tipice de procesare industrială.
|
tone/oră
|
galoane/oră
|
|
|---|---|---|
| 3x UIP4000hdT |
6,0 până la 12,0
|
1920 până la 3840
|
| 5x UIP4000hdT |
10,0 până la 20,0
|
3200 până la 6400
|
| 3x UIP10000hdT |
15,0 până la 30,0
|
4800 până la 9600
|
| 3x UIP16000hdT |
24,0 până la 48,0
|
7680 până la 15360
|
| 5x UIP16000hdT |
40,0 până la 80,0
|
12800 până la 25600
|
Inline Amestecarea cu ultrasunete de ulei și metanol
Reactoarele de amestecare cu ultrasunete înlocuiesc agitatoarele rezervorului și alte mixere dinamice de forfecare. În general, reactoarele cu ultrasunete biodiesel sunt instalate pentru a amesteca două fluxuri de alimentare: ulei și metanol (cu catalizator). Pentru aceasta, un pre-mix brut este pompat prin reactorul cu ultrasunete inline, în cazul în care cavitația cu ultrasunete se amestecă și emulsionează ambii reactivi în 2 pentru a 10 secunde. Acesta este un proces de amestecare în linie. Când amestecul iese din reactorul cu celule de flux, glicerina se va separa prin gravitație în mai puțin de 60 de minute. Alternativ, puteți alimenta amestecul sonicat într-o centrifugă după câteva minute de timp de reacție. Amestecarea în linie reduce numărul și volumul rezervoarelor utilizate în comparație cu prelucrarea convențională a loturilor. Acest lucru îmbunătățește utilizarea capitalului.
Esterificarea cu ultrasunete și transesterificarea pot fi rulate ca lot sau proces continuu inline. Graficul arată procesul cu ultrasunete inline pentru biodiesel (FAME) transesterfication.
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Informații pe aceeași temă
- Transesterificarea cu ultrasunete a uleiului la biodiesel
- Impactul ultrasonication asupra eficienței procesării biodieselului
- Utilizarea reactoarelor cu ultrasunete într-un proces continuu de biodiesel la scară mică – Graham Towerton (2007) ·
- Biodiesel din alge folosind Ultrasonication
- Tehnologia de producere a biodieselului
- Biodiesel metode analitice
- "Infailibil’ Mod de a face biodiesel
- Lista furnizorilor pentru rezervoare și pompe pentru producția de biodiesel
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.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- 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.
- Hielscher Ultrasonics: Ultrasonic Mixing for Biodiesel Production
Întrebări frecvente
Ce materii prime pot fi utilizate pentru producția de biodiesel?
Printre materiile prime pentru producția de biomotorină se numără uleiurile vegetale rafinate, uleiurile necomestibile, uleiurile vegetale uzate, uleiurile de gătit uzate, grăsimile de prăjire folosite, grăsimile animale, cum ar fi seuul, și anumite uleiuri de pește, cu condiția ca trigliceridele sau acizii grași liberi să poată fi transformați în esteri de biomotorină. Sonicarea contribuie la intensificarea amestecului între fazele imiscibile de ulei și alcool, ceea ce face ca chiar și materiile prime de calitate inferioară și variabile să fie mai potrivite pentru transesterificarea eficientă.
Care sunt provocările legate de utilizarea unor materii prime sărace pentru transesterificarea biodieselului?
Principalele provocări ale materiilor prime slabe în transesterificarea biodieselului sunt compoziția variabilă, contaminarea, conținutul de apă, lipidele degradate, vâscozitatea mai mare și comportamentul fazelor mai dificil, toate acestea putând reduce eficiența conversiei, favorizând formarea săpunului și încetinind separarea biodiesel-glicerol. Sonicarea ajută la depășirea acestor limitări prin îmbunătățirea transferului de căldură și de masă prin cavitare și prin accelerarea cineticii reacției în sistemele de materii prime dificile. Aflați cum sonicarea are un impact pozitiv asupra transesterificării materiilor prime slabe în biodiesel de înaltă calitate!
Care sunt factorii determinanți ai costurilor în procesarea biodieselului?
Principalii factori de cost în prelucrarea biomotorinei sunt costul materiei prime, consumul de metanol și catalizator, cererea de energie, timpul de reacție, efortul de separare și purificare și producția totală a instalației, materia primă fiind de obicei cea mai mare componentă a costului. Sonicarea contribuie la reducerea costurilor de prelucrare prin scurtarea timpului de reacție, îmbunătățirea conversiei și accelerarea separării fazelor, ceea ce poate reduce consumul de energie și crește producția. Citiți mai multe despre producția de biodiesel eficientă din punct de vedere energetic și al costurilor utilizând reactoare cu ultrasunete!
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.