Bionafta z rias pomocou ultrazvuku
Olej z rias je zaujímavou udržateľnou surovinou na výrobu bionafty. Je to alternatíva k obľúbeným surovinám, ako sú sója, repka a palma. Ultrazvuk zlepšuje extrakciu oleja z buniek rias a premenu na bionaftu.
V porovnaní s tradičnými olejnatými plodinami prinášajú riasy oveľa viac oleja na aker. Zatiaľ čo sója zvyčajne produkuje menej ako 50 galónov oleja na aker a repka menej ako 130 galónov na aker, riasy môžu vyprodukovať až 10 000 galónov na aker. Najmä rozsievky a zelené riasy sú dobrým zdrojom na výrobu bionafty.
Rovnako ako iné rastliny, aj riasy ukladajú energiu vo forme lipidov. Existujú rôzne metódy extrakcie olejov, ako je lisovanie, umývanie hexánovým rozpúšťadlom a ultrazvuková extrakcia.
Ultrazvuková extrakcia oleja z rias
Intenzívna sonikacia kvapalín vytvára zvukové vlny, ktoré sa šíria do kvapalného média, čo vedie k striedaniu vysokotlakových a nízkotlakových cyklov. Počas nízkotlakového cyklu sa v kvapaline vytvárajú malé vákuové bubliny s vysokou intenzitou. Keď bubliny dosiahnu určitú veľkosť, prudko sa zrútia počas vysokotlakového cyklu. Toto sa nazýva kavitácia. Počas implózie lokálne vznikajú veľmi vysoké tlaky a vysokorýchlostné prúdy kvapaliny. Výsledné šmykové sily mechanicky rozbíjajú bunkovú štruktúru a zlepšujú prenos materiálu. Tento účinok podporuje extrakciu lipidov z rias.
Ultrazvukové miešanie zlepšuje mieru premeny bionafty, zvyšuje výťažnosť a šetrí prebytočný metanol a katalyzátor. Obrázok zobrazuje inštaláciu 3x UIP1000hdT (každý 1kW) v závode na výrobu bionafty.
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené typické požiadavky na výkon pre rôzne objemové prietoky. Ultrazvukový systém je vo všeobecnosti integrovaný v rade. Ultrazvukový reaktor je možné ľahko dodatočne namontovať do existujúcich zariadení, čím sa zlepšuje extrakcia rias.
|
Prietok
|
Sila
|
|---|---|
|
20 – 100 l/hod
|
|
|
80 – 400 l/hod
|
|
|
0.3 – 1,5 m³/hod
|
|
|
2 – 10 m³/hod
|
|
|
20 – 100 m³/hod
|
Ultrazvukový prípravok na lisovanie oleja z rias za studena
Najmä na účely lisovania je potrebná dobrá kontrola narušenia buniek, aby sa zabránilo neobmedzenému uvoľňovaniu všetkých intracelulárnych produktov vrátane bunkových zvyškov alebo denaturácii produktu. Rozbitím bunkovej štruktúry sa môže uvoľniť viac lipidov uložených vo vnútri buniek pôsobením vonkajšieho tlaku.
Ultrazvuková extrakcia oleja z rias rozpúšťadlom
Vysokotlakové cykly ultrazvukových vĺn podporujú difúziu rozpúšťadiel, ako je hexán, do bunkovej štruktúry. Keďže ultrazvuk mechanicky rozbíja bunkovú stenu kavitačnými šmykovými silami, uľahčuje prenos lipidov z bunky do rozpúšťadla. Po rozpustení oleja v cyklohexáne sa buničina/tkanivo odfiltruje. Roztok sa destiluje, aby sa olej oddelil od hexánu. Na sonikáciu horľavých kvapalín alebo rozpúšťadiel v nebezpečnom prostredí ponúka spoločnosť Hielscher ultrazvukové systémy s certifikáciou FM a ATEX, ako je napríklad UIP1000-Exd.
Ultrazvuková enzymatická extrakcia oleja z rias
Silné synergické účinky možno pozorovať pri kombinácii enzymatickej liečby so sonikáciou. Kavitácia pomáha enzýmom pri prenikaní do tkaniva, čo vedie k rýchlejšej extrakcii a vyšším výťažkom. V tomto prípade voda pôsobí ako rozpúšťadlo a enzýmy degradujú bunkové steny.
Bionafta z oleja z rias
Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvuku pri výrobe bionafty.
Ultrazvukové spracovanie oleja z rias z pilotného rozsahu až po výrobu
Odporúčame pilotné skúšky, napr. s použitím 1kW systémov. To ukáže všeobecné účinky a zlepšenie pre váš konkrétny procesný tok. Všetky výsledky je možné škálovať lineárne až po veľké procesné prúdy. Radi s vami prediskutujeme váš postup a odporučíme ďalšie kroky.
Ultrazvuková esterifikácia a transesterifikácia môžu byť spustené ako dávkový alebo kontinuálny inline proces. Tabuľka zobrazuje ultrazvukový inline proces transesterifikácie bionafty (FAME).
Ultrazvukový priemyselný systém s prietokovou bunkou na inline esterifikáciu a transesterifikáciu bionafty.
Stredne veľké a veľké ultrazvukové prístroje na priemyselnú výrobu bionafty
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva priemyselné stredne veľké aj veľké priemyselné ultrazvukové procesory na efektívnu výrobu bionafty v akomkoľvek objeme. Všetky systémy môžu byť použité na zlepšenie transesterifikácie akéhokoľvek druhu surovín vrátane oleja z rias, rastlinných olejov, živočíšnych tukov, odpadových olejov atď.
Keďže portfólio spoločnosti Hielscher zahŕňa ultrazvukové systémy pre akúkoľvek výrobnú kapacitu, môžeme ponúknuť ideálne riešenie pre malých výrobcov aj veľké spoločnosti. Ultrazvuková konverzia bionafty môže byť prevádzkovaná ako dávka alebo ako kontinuálny inline proces. Inštalácia a prevádzka je jednoduchá, bezpečná a poskytuje spoľahlivo vysoké výkony vynikajúcej kvality bionafty.
Nižšie nájdete odporúčané nastavenia reaktora pre rôzne výrobné rýchlosti.
|
tona/hod
|
gal/hr
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0.25 až 0.5
|
80 až 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0.5 až 1.0
|
160 až 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0.75 až 1.5
|
240 až 480
|
| 2x UIP1000hdT |
1,0 až 2,0
|
320 až 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 až 3,0
|
480 až 960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 až 6,0
|
960 až 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 až 9,0
|
1440 až 2880
|
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.
Literatúra / Referencie
- 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.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.