Биодизельное топливо из водорослей с помощью ультразвука

Масло водорослей является интересным экологически чистым сырьем для производства биодизельного топлива. Это альтернатива такому популярному сырью, как соя, рапс и пальма. Ультразвуковая обработка улучшает извлечение масла из клеток водорослей и преобразование в биодизельное топливо.

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

Как и другие растения, водоросли запасают энергию в виде липидов. Существуют различные методы экстракции масел, такие как прессование, промывка гексаном растворителем и ультразвуковая экстракция.

Ультразвуковая экстракция масла водорослей

Интенсивная ультразвуковая обработка жидкостей генерирует звуковые волны, которые распространяются в жидких средах, что приводит к чередованию циклов высокого и низкого давления. Во время цикла низкого давления в жидкости создаются небольшие вакуумные пузырьки высокой интенсивности. Когда пузырьки достигают определенного размера, они сильно схлопываются во время цикла высокого давления. Это называется кавитацией. Во время имплозии на месте образуются очень высокие давления и высокоскоростные струи жидкости. Возникающие в результате сдвиговые силы механически разрушают структуру ячейки и улучшают перенос материала. Этот эффект способствует извлечению липидов из водорослей.

 
В таблице ниже приведены типичные требования к мощности для различных объемных потоков. Ультразвуковая система, как правило, интегрирована в линию. Ультразвуковой реактор может быть легко модернизирован в существующих установках, что улучшает извлечение водорослей.

Ультразвуковая подготовка к холодному отжиму масла водорослей

В частности, для прессования требуется хороший контроль клеточного разрушения, чтобы избежать беспрепятственного высвобождения всех внутриклеточных продуктов, включая клеточный мусор, или денатурации продукта. Разрушая клеточную структуру, большее количество липидов, хранящихся внутри клеток, может быть высвобождено под действием внешнего давления.

Ультразвуковая жидкостная экстракция масла водорослей

Циклы высокого давления ультразвуковых волн способствуют диффузии растворителей, таких как гексан, в структуру ячейки. Поскольку ультразвук механически разрушает клеточную стенку под действием кавитационных сил сдвига, он способствует переносу липидов из клетки в растворитель. После того, как масло растворяется в циклогексане, пульпа/ткань отфильтровывается. Раствор дистиллируется для отделения масла от гексана. Для ультразвуковой обработки легковоспламеняющихся жидкостей или растворителей во взрывоопасных средах компания Hielscher предлагает ультразвуковые системы, сертифицированные FM и ATEX, такие как UIP1000-Exd.

Ультразвуковая ферментативная экстракция масла водорослей

Сильные синергетические эффекты могут наблюдаться при сочетании ферментативного лечения с ультразвуковой обработкой. Кавитация помогает ферментам проникать в ткань, что приводит к более быстрой экстракции и более высокому выходу. В этом случае вода действует как растворитель, и ферменты разрушают клеточные стенки.

Биодизель из масла водорослей

Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой обработке в производстве биодизельного топлива.

Ультразвуковая переработка водорослевого масла от опытного образца до производства

Мы рекомендуем провести опытно-промышленные испытания, например, с использованием систем мощностью 1 кВт. Это покажет общие эффекты и улучшения для вашего конкретного технологического потока. Все результаты могут быть масштабированы как линейно, так и в больших технологических потоках. Мы будем рады обсудить с вами ваш процесс и порекомендовать дальнейшие шаги.

Ультразвуковые аппараты среднего и большого назначения для промышленного производства биодизеля

Hielscher Ultrasonics поставляет промышленные средние и крупные промышленные ультразвуковые процессоры для эффективного производства биодизеля в любом объеме. Любая система может быть использована для улучшения переэтерификации любого вида сырья, включая масло водорослей, растительные масла, животные жиры, отработанные масла и т.д.
Поскольку портфолио Hielscher охватывает ультразвуковые системы для любой производственной мощности, мы можем предложить идеальное решение как для небольших производителей, так и для крупных компаний. Ультразвуковая конверсия биодизеля может работать как периодическая, так и непрерывная в потоке. Установка и эксплуатация просты, безопасны и обеспечивают стабильно высокую производительность биодизельного топлива превосходного качества.
Ниже приведены рекомендуемые конфигурации реакторов для различных скоростей производства.