Ультразвуковые реакторы для производства биодизеля

Ультразвуковые реакторы улучшают кинетику химических реакций в процессе получения биодизеля. Это ускоряет переэтерификацию, повышает выход продукта конверсии и позволяет сократить избыточное количество метанола и катализатора. Hielscher производит ультразвуковые смесительные реакторы для производства биодизеля в любом масштабе. Ультразвуковые реакторы компактны, просты в установке и очень эффективны.

Увеличение объёмов и ускорение производства биодизеля с помощью мощного ультразвука

Биодизель – это возобновляемое топливо с чистым сгоранием, получаемое из растительных масел, животных жиров или отработанного кулинарного масла. Его можно производить посредством реакции переэтерификации, в ходе которой триглицериды превращаются в метиловые эфиры жирных кислот (FAMEs) с использованием спирта и катализатора. Один из способов ускорить реакцию переэтерификации – использовать ультразвуковые волны, которые могут улучшать перемешивание и массоперенос реагентов, а также способствовать дроблению капель масла и диспергированию катализатора.
Ультразвуковой аппарат зондового типа, также известный как сонотрод, – это устройство, которое генерирует высокочастотные звуковые волны (обычно в диапазоне от 20 kHz до 30 kHz) посредством вибрации титанового стержня. Ультразвуковые волны распространяются в жидкости и создают зоны высокого и низкого давления, вызывая образование и быстрое схлопывание кавитационных пузырьков. Схлопывание пузырьков вызывает интенсивный локальный нагрев и охлаждение, высокие сдвиговые усилия и ударные волны, которые могут повышать скорость реакции и эффективность процесса переэтерификации.

 

В этом обучающем видео мы знакомим вас с научными основами того, как ультразвуковые реакторы для биодизеля значительно улучшают его производство. Ультразвуковые реакторы Hielscher зарекомендовали себя как эффективный инструмент совершенствования процесса производства биодизеля. В этом видео мы подробно рассматриваем принцип их работы и показываем различные ультразвуковые установки для любого масштаба производства. Повышайте эффективность и экономичность производства биодизеля и получайте больший выход высококачественного продукта за счёт быстрого превращения сырья. При этом ультразвуковые реакторы позволяют использовать низкокачественные масла, такие как отработанные растительные масла и использованные кулинарные жиры, а также сокращать расход метанола и катализатора, способствуя экологичному и устойчивому производству биодизеля.

 

Преимущества ультразвукового производства биодизеля

Преимущества использования ультразвукового аппарата зондового типа для синтеза биодизеля включают:

1. Более высокая скорость реакции: Ультразвуковые волны могут усиливать массоперенос реагентов и ускорять реакцию переэтерификации, сокращая время реакции и повышая выход биодизеля.
2. Более высокий выход и чистота: Ультразвуковой процесс производства биодизеля улучшает диспергирование катализатора и однородность реакционной смеси, обеспечивая более высокий выход и чистоту биодизеля.
3. Дешёвое сырьё : С помощью ультразвука вы можете использовать сырьё самого низкого качества – например, отработанные кулинарные масла, отходы животных жиров и непищевые масла – и превращать его в высококачественный биодизель. Подробнее!
4. Более низкое энергопотребление: Обработка ультразвуком снижает затраты энергии на перемешивание и нагрев реакционной смеси, а также необходимое количество катализатора, делая процесс более экологически устойчивым и экономически эффективным. Подробнее!
5. Гибкость и масштабируемость: Ультразвуковые аппараты зондового типа и реакторы Hielscher можно использовать как для маломасштабного, так и для крупномасштабного производства биодизеля, а также легко интегрировать в существующие производственные процессы.

В целом это означает, что использование ультразвуковых аппаратов и ультразвуковых реакторов Hielscher для синтеза биодизеля обеспечивает значительные преимущества в отношении скорости реакции, выхода, чистоты, энергопотребления и масштабируемости, делая эту технологию прибыльной для экологически устойчивого производства возобновляемых видов топлива.

Ультразвуковые реакторы для биодизеля снижают затраты и повышают выход биодизеля

Избыточные количества метанола и катализатора являются существенными факторами затрат при производстве биодизеля. Ультразвуковые реакторы Hielscher используют интенсивный кавитационный сдвиг для перемешивания метанола с вашим сырьём. Это позволяет получать значительно более мелкие капли метанола, благодаря чему метанол и катализатор используются эффективнее. Поэтому требуется меньше избыточного метанола и меньше катализатора. Кроме того, кавитация влияет на кинетику реакции, обеспечивая более быструю и полную переэтерификацию.

Использование ультразвуковых реакторов для производства биодизеля рекомендуется при производительности более 0,25 тонны биодизеля в час. Hielscher предлагает ультразвуковые реакторы производительностью до 16 тонн/час (5100 галлонов/час) на один реактор. Вы можете объединить несколько реакторов, чтобы обеспечить требуемую производительность вашего процесса. Позднее, при расширении производственных мощностей, вы можете добавить дополнительные реакторы. Мы будем рады порекомендовать конфигурацию реакторов для биодизеля, наиболее подходящую для конфигурации вашего предприятия и производительности вашего процесса.

Ультразвуковые реакторы для производства биодизеля в малом и среднем масштабе

Для установок производства биодизеля малого и среднего масштаба производительностью до 9 тонн/час (2900 галлонов/час) Hielscher предлагает UIP500hdT (500 ватт), UIP1000hdT (1000 ватт), UIP1500hdT (1500 ватт) или UIP2000hdT (2000 ватт). Эти четыре ультразвуковых проточных реактора очень компактны, легко интегрируются или устанавливаются при модернизации. Они рассчитаны на интенсивную эксплуатацию в тяжёлых условиях. Ниже приведены рекомендуемые конфигурации реакторов для различных уровней производительности.

	тонн/час	галлонов/час
1x UIP500hdT	0,25–0,5	80–160
1x UIP1000hdT	0,5–1,0	160–320
1x UIP1500hdT	0,75–1,5	240–480
1x UIP2000hdT	1,0–2,0	320–640
2x UIP1500hdT	1,5–3,0	480–960
2x UIP2000hdT	2,0–4,0	640–1280
4x UIP1500hdT	3,0–6,0	960–1920
4x UIP2000hdT	4–8	1280–2560

Полномасштабные промышленные ультразвуковые реакторы для биодизеля

Для промышленных предприятий по производству биодизеля Hielscher предлагает UIP4000hdT (4000 ватт), UIP6000hdT (6000 ватт), UIP10000hdT (10 000 ватт) и UIP16000hdT (16 000 ватт). Эти ультразвуковые гомогенизаторы с проточными реакторами предназначены для непрерывного производства биодизеля при высоких расходах. Все четыре ультразвуковых гомогенизатора доступны в шкафах из нержавеющей стали. Вертикальное размещение требует минимальной площади пола при установке или модернизации. Ниже приведены рекомендуемые конфигурации для типичных уровней производительности промышленной обработки.

	тонн/час	галлонов/час
3x UIP4000hdT	6,0–12,0	1920–3840
5x UIP4000hdT	10,0–20,0	3200–6400
3x UIP10000hdT	15,0–30,0	4800–9600
3x UIP16000hdT	24,0–48,0	7680–15 360
5x UIP16000hdT	40,0–80,0	12 800–25 600

Ультразвуковое перемешивание масла и метанола в потоке

Ультразвуковые смесительные реакторы заменяют мешалки в резервуарах и другие динамические сдвиговые смесители. Как правило, ультразвуковые реакторы для биодизеля устанавливают для смешивания двух входящих потоков: масла и метанола (с катализатором). Для этого грубую предварительную смесь прокачивают через ультразвуковой проточный реактор, где ультразвуковая кавитация перемешивает и эмульгирует оба реагента в течение 2–10 секунд. Это процесс перемешивания в потоке. После выхода смеси из реактора с проточной ячейкой глицерин отделяется под действием силы тяжести менее чем за 60 минут. В качестве альтернативы после нескольких минут протекания реакции смесь, обработанную ультразвуком, можно подать в центрифугу. Перемешивание в потоке сокращает количество и объём используемых резервуаров по сравнению с обычной периодической обработкой. Это повышает эффективность использования капитала.