Биодизель из водорослей с применением обработки ультразвуком

Масло водорослей представляет собой интересное экологически устойчивое сырьё для производства биодизеля. Оно является альтернативой популярным видам сырья, таким как соя, канола и масличная пальма. Обработка ультразвуком улучшает извлечение масла из клеток водорослей и его преобразование в биодизель.

По сравнению с традиционными масличными культурами водоросли дают гораздо больше масла с акра. В то время как соя обычно даёт менее 50 галлонов масла с акра, а рапс – менее 130 галлонов с акра, водоросли могут давать до 10 000 галлонов с акра. В частности, диатомовые и зелёные водоросли являются хорошими источниками сырья для производства биодизеля.

Как и другие растения, водоросли запасают энергию в форме липидов. Существуют различные методы извлечения масел, такие как прессование, промывка гексаном в качестве растворителя и ультразвуковая экстракция.

Ультразвуковая экстракция масла водорослей

Интенсивная обработка жидкостей ультразвуком создаёт звуковые волны, которые распространяются в жидких средах, вызывая чередование циклов высокого и низкого давления. Во время цикла низкого давления в жидкости образуются маленькие вакуумные пузырьки высокой интенсивности. Когда пузырьки достигают определённого размера, они резко схлопываются во время цикла высокого давления. Это явление называется кавитацией. При схлопывании локально возникают очень высокие давления и высокоскоростные струи жидкости. Возникающие силы сдвига механически разрушают клеточную структуру и улучшают массоперенос. Этот эффект способствует извлечению липидов из водорослей.

 
В таблице ниже приведены типичные требования к мощности при различных объёмных расходах. Ультразвуковая система обычно встраивается непосредственно в технологическую линию. Реактор для обработки ультразвуком можно легко установить на существующих производственных объектах, улучшив экстракцию из водорослей.

Ультразвуковая подготовка к холодному отжиму масла водорослей

В частности, при подготовке к прессованию необходим надлежащий контроль разрушения клеток, чтобы избежать беспрепятственного высвобождения всех внутриклеточных продуктов, включая клеточные фрагменты, или денатурации продукта. Разрушение клеточной структуры позволяет высвободить больше липидов, содержащихся внутри клеток, путём приложения внешнего давления.

Ультразвуковая экстракция масла водорослей растворителем

Циклы высокого давления ультразвуковых волн способствуют диффузии растворителей, таких как гексан, в клеточную структуру. Поскольку ультразвук механически разрушает клеточную стенку за счёт кавитационных сил сдвига, он облегчает перенос липидов из клетки в растворитель. После растворения масла в гексане мякоть/ткань удаляют фильтрацией. Раствор подвергают дистилляции для отделения масла от гексана. Для обработки ультразвуком легковоспламеняющихся жидкостей или растворителей в опасных средах Hielscher предлагает системы обработки ультразвуком, сертифицированные по FM и ATEX, такие как UIP1000-Exd.
Обработка ультразвуком облегчает сбор водорослей. Подробнее об ультразвуковом сборе водорослей!

Ультразвуковая ферментативная экстракция масла водорослей

При сочетании ферментативной обработки с обработкой ультразвуком можно наблюдать выраженные синергетические эффекты. Кавитация помогает ферментам проникать в ткань, что ускоряет экстракцию и повышает выход продукта. В этом случае вода служит растворителем, а ферменты разрушают клеточные стенки.
Узнайте больше об ультразвуковой экстракции масла водорослей!
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об обработке ультразвуком в производстве биодизеля!

Ультразвуковая переработка масла водорослей от пилотного масштаба до производства

Мы рекомендуем испытания в пилотном масштабе, например с использованием систем мощностью 1kW. Это позволит выявить общие эффекты и улучшения для вашего конкретного технологического потока. Все результаты можно линейно масштабировать на большие технологические потоки. Мы будем рады обсудить с вами ваш процесс и порекомендовать дальнейшие шаги.
Огромным преимуществом ультразвукового перемешивания при производстве биодизеля является энергоэффективность этого процесса. Подробнее об экономии энергии, достигаемой с помощью ультразвуковых реакторов для производства биодизеля!

Ультразвуковые аппараты среднего размера и крупного масштаба для промышленного производства биодизеля

Hielscher Ultrasonics поставляет ультразвуковые процессоры промышленного класса среднего размера, а также крупномасштабные промышленные ультразвуковые процессоры для эффективного производства биодизеля в любом объёме. Все системы можно использовать для улучшения переэтерификации любых видов сырья, включая масло водорослей, растительные масла, животные жиры, отработанные масла и т. д.
Поскольку ассортимент Hielscher включает ультразвуковые системы для любой производственной мощности, мы можем предложить идеальное решение как небольшим производителям, так и крупным компаниям. Ультразвуковое преобразование сырья в биодизель можно проводить в периодическом режиме или в виде непрерывного процесса в технологической линии. Установка и эксплуатация просты и безопасны, а системы обеспечивают стабильно высокий выход биодизеля превосходного качества.
Ниже приведены рекомендуемые конфигурации реакторов для различных уровней производительности.