Ultrazvuk zvyšuje účinnosť procesu výroby bionafty

Ultrazvukové miešacie reaktory Hielscher zlepšujú váš proces výroby bionafty. Sonikácia prináša vyššie výťažky transesterifikácie za kratší čas. Ultrazvukové miešanie zvyšuje výrobnú kapacitu a znižuje spotrebu metanolu a katalyzátora.

Efektívna výroba bionafty

Výroba bionafty dnes už nespočíva len vo výrobe obnoviteľného paliva. Výrobcovia bionafty musia vyrábať vysokokvalitnú bionaftu so stálymi vlastnosťami bez ohľadu na kolísanie kvality vstupných surovín. „V súčasných podmienkach dokážu palivo s kladnou maržou vyrábať len výrobcovia s najnižšími nákladmi.“ (Bill Babler zo spoločnosti First Capitol Risk Management).
Technológia ultrazvukového miešania Hielscher vám ponúka najlepšiu účinnosť procesu výroby bionafty pri výstavbe nového závodu na výrobu bionafty alebo pri modernizácii existujúcich závodov. Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú otestované a v inštaláciách po celom svete sa osvedčili pri zvyšovaní výťažku bionafty a znižovaní prevádzkových nákladov. Patria sem malí podnikatelia s výrobou 1 milión galónov ročne aj priemyselné závody na výrobu bionafty s výrobou 45 miliónov galónov ročne.

V tomto videonávode vám predstavíme vedecké princípy, vďaka ktorým ultrazvukové reaktory na výrobu bionafty výrazne zlepšujú jej výrobu. Ultrazvukové reaktory Hielscher na výrobu bionafty sú osvedčeným a účinným nástrojom na zlepšenie výrobného procesu. V tomto návode podrobne vysvetlíme princíp ich fungovania a ukážeme rôzne ultrazvukové zostavy pre akýkoľvek rozsah výroby. Zvýšte efektívnosť a hospodárnosť výroby bionafty a dosiahnite vyššiu výťažnosť vysokokvalitnej bionafty pri rýchlej konverzii. Ultrazvukové reaktory na výrobu bionafty zároveň umožňujú používať menej kvalitné oleje, napríklad odpadové rastlinné oleje alebo použité kuchynské tuky, a pomáhajú šetriť metanol aj katalyzátor, čím prispievajú k ekologickej a udržateľnej výrobe bionafty.

Lepšia reakčná kinetika pri výrobe bionafty zvyšuje vaše zisky

Výroba bionafty z oleja, metanolu (alebo etanolu) a katalyzátora je jednoduchý chemický proces nazývaný transesterifikácia. Reakčná kinetika tohto procesu je však problematická. Konvenčná transesterifikácia triglyceridov na metylestery mastných kyselín (FAME) a glycerín je pomalá a neúplná. Počas procesu premeny sa nie všetky reťazce mastných kyselín premenia na alkylestery (bionaftu). Tým sa výrazne znižuje výťažok a kvalita vašej bionafty!

Lepšie miešanie vedie k vyššiemu výťažku bionafty

Používanie konvenčných mechanických miešacích systémov vedie k dlhému času premeny a nižšiemu výťažku bionafty.
Olej a metanol sú nemiešateľné. Aby prebehla chemická reakcia vedúca k vzniku bionafty, musíte vytvoriť emulziu metanolu v oleji. To si vyžaduje ultrazvukové emulgačné zariadenie namiesto konvenčných mechanických mixérov alebo miešadiel. Ultrazvukové kavitačné miešanie je najpokročilejší spôsob tvorby jemných emulzií pri vysokých prietokoch. Menšie kvapôčky metanolu umožňujú vyrábať lepšiu bionaftu, zvyšujú rýchlosť reakcie a vyžadujú menší nadbytok metanolu.

Medzi veľkosťou kvapôčok metanolu a výťažkom bionafty, ako aj rýchlosťou premeny, existuje priama súvislosť. Vďaka tomu sú ultrazvukové reaktory Hielscher najproduktívnejšou technológiou v odvetví výroby bionafty. Ultrazvukové miešacie reaktory vyrábajú viac vysokokvalitnej bionafty za kratší čas.
Nasledujúci diagram zobrazuje objemové percento oddeleného glycerínu. Po dvoch sekundách sonikácie v ultrazvukovom reaktore Hielscher získate viac glycerínu za kratší čas. Na každú jednu vyrobenú molekulu glycerínu pripadajú tri vyrobené molekuly bionafty. Tým sa zvyšuje kapacita vášho procesu a výťažok pri výrobe bionafty.

Graf výťažku bionafty

Úspora nákladov vďaka inštalácii a dodatočnému vybaveniu

Inštalácia ultrazvukových reaktorov Hielscher do vašej linky na výrobu bionafty znižuje aj prevádzkové náklady. Ultrazvukové reaktory Hielscher môžete inštalovať do malých vsádzkových systémov na výrobu bionafty aj do veľkých závodov s kontinuálnou výrobou bionafty. Radi vám pomôžeme s výberom najlepšieho usporiadania inštalácie alebo s dodatočným začlenením ultrazvukových reaktorov do vášho existujúceho procesu výroby bionafty.

Menší nadbytok metanolu v procese výroby bionafty

Nadbytočný metanol počas procesu premeny na bionaftu nereaguje. Metanol sa pridáva v nadbytku na zlepšenie kinetiky chemickej reakcie. Po reakčnom procese výroby bionafty sa musí nadbytočný metanol spätne získať. Spätné získavanie metanolu je veľmi nákladné, pretože si vyžaduje veľké množstvo tepla a vákuum. Všetok nadbytočný metanol preto zvyšuje vaše náklady na spracovanie. V mnohých závodoch na výrobu bionafty je spätné získavanie nadbytočného metanolu najnákladnejším krokom procesu.

Používanie ultrazvukových reaktorov Hielscher znižuje potrebný nadbytok metanolu až o 50%. Pri použití ultrazvukového miešania Hielscher je pre väčšinu vstupných surovín postačujúci stechiometrický pomer 1:4 alebo 1:4,5 (olej : metanol).

Vyrábajte kvalitnú bionaftu z nekvalitných vstupných surovín

Mnohí malí a stredne veľkí výrobcovia bionafty znižujú svoje náklady prechodom na menej kvalitné vstupné suroviny, ako sú živočíšne tuky, použité kuchynské oleje alebo odpadové rastlinné oleje. Intenzifikácia procesu ultrazvukom zlepšuje výsledky premeny pri akejkoľvek vstupnej surovine. To uľahčuje výrobu bionafty vyhovujúcej normám ASTM 6751 alebo EN 14212 z oleja s vysokým obsahom voľných mastných kyselín (FFA) alebo z vysoko viskóznych tukov či tukových odpadov.

Pri výrobe bionafty používajte menej katalyzátora

Materiálové náklady na katalyzátor predstavujú len nepatrný podiel nákladov na výrobu bionafty. Rovnako ako pri nadbytočnom metanole, skutočné náklady vyplývajú zo spätného získavania a nižšej kvality glycerínu. Ultrazvukové miešanie v procese výroby bionafty zlepšuje emulgovanie metanolu v oleji a vytvára väčší počet menších kvapôčok metanolu. To vedie k lepšej distribúcii veľkosti kvapôčok a účinnejšiemu využitiu katalyzátora. Ultrazvuková kavitácia navyše zlepšuje prenos hmoty pri chemickej reakcii. Vďaka tomu môžete v porovnaní so šmykovými mixérmi alebo miešadlami ušetriť až 50% katalyzátora.

„Som ohromený tým, ako Hielscher zmenil spôsob, akým vyrábame bionaftu. Nielenže je proces kontinuálnejší, ale ušetríme aj tisíce na katalyzátore a čase. Toto zariadenie dôrazne odporúčam každému, kto uvažuje o kontinuálnejšej metóde výroby.“ Marcel Steinberg, EECOfuels

Vyrábajte glycerín vyššej kvality

Glycerín je vedľajším produktom výroby bionafty. Vyšší stupeň konverzie a menší používaný nadbytok metanolu vedú k oveľa rýchlejšej chemickej premene a k ostrejšiemu a rýchlejšiemu oddeleniu glycerínu. Z vyššie uvedených dôvodov obsahuje glycerín menej katalyzátora a menej monoglyceridov. Tým sa znižujú náklady na rafináciu glycerínu.

Spotrebujte menej elektrickej energie a menej tepla na ohrev

Bionafta je ekologické palivo. Aby bola ekologická, energia potrebná na pestovanie, zber a spracovanie bionafty musí byť nižšia ako energia obsiahnutá v bionafte. Inštalácia ultrazvukového miešania Hielscher znižuje celkovú energiu potrebnú na výrobu bionafty. Ultrazvukové zariadenia Hielscher majú vynikajúcu energetickú účinnosť pri premene elektrickej energie na ultrazvukové miešanie v kvapaline. Na výrobu 1000 galónov bionafty spotrebujú ultrazvukové zariadenia Hielscher iba približne 7 kWh elektrickej energie. To je oveľa menej ako spotreba energie šmykových mixérov alebo hydrodynamických mixérov. Tým sa znižujú ročné náklady na elektrickú energiu vo vašom závode na výrobu bionafty.

Transesterifikácia pri výrobe bionafty podporovaná ultrazvukom môže vo všeobecnosti prebiehať pri nižších procesných teplotách. Tým sa znižuje potrebná energia na ohrev.