Proizvodnja biodizla iz nafte, pridobljene iz izrabljene kavne usedline

Ker se globalna prizadevanja za iskanje trajnostnih in obnovljivih virov energije krepijo, je proizvodnja biodizla iz odpadnih materialov pridobila veliko pozornosti. Med temi materiali izrabljena kavna usedlina (SCG) predstavlja obetavno priložnost. Sonication intenzivira ekstrakcijo olj iz kavnih odpadkov in transesterifikacijo teh olj v biodizel.

Trajnostna pretvorba biodizla iz odpadkov z uporabo ultrazvočne obdelave

Trajnostna proizvodnja biodizla iz odpadnih olj, kot so izrabljena kavna mleta olja, predstavlja obetavno alternativo konvencionalnim fosilnim gorivom, ki obravnava tako energetske potrebe kot ravnanje z odpadki. Sonication je dobro uveljavljena, znanstveno dokazana metoda za izboljšanje ekstrakcije olja iz rastlin in procesa pretvorbe biodizla. Sonication olajša hitrejše reakcije transesterifikacije z ustvarjanjem lokaliziranih visokoenergijskih con z akustično kavitacijo, izboljšanjem stika med oljem in alkoholom ter zmanjšanjem potrebe po visokih temperaturah in dolgih reakcijskih časih.

Uporaba odpadnih olj, kot je izrabljena kavna usedlina kot surovina, dodatno prispeva k trajnosti z preusmerjanjem organskih odpadkov z odlagališč in zmanjševanjem odvisnosti od deviških rastlinskih olj. Ta pristop zmanjšuje vplive na okolje in povečuje ekonomsko upravičenost proizvodnje biodizla. Poleg tega lahko kombinacija ultrazvočne uporabe in uporabe odpadnega olja privede do večjih donosov in učinkovitejše proizvodnje biodizla, kar podpira globalni prehod na obnovljive vire energije.

Ultrazvočna ekstrakcija olja iz izrabljene kavne usedline

Ekstrakcija olja iz izrabljene kavne usedline je ključni korak v procesu proizvodnje biodizla. Izrabljena kavna usedlina vsebuje približno 10-20% teže olja, odvisno od vrste kavnega zrna in metode ekstrakcije. Za učinkovito ekstrakcijo tega olja se N-heksan običajno uporablja kot topilo, lahko pa se uporablja tudi naftni eter, brezvodni etanol, vodni etanol ali metanol.

1. Sušenje izrabljene kavne usedline: Pred ekstrakcijo olja je treba izrabljeno kavno usedlino temeljito posušiti, da se zmanjša vsebnost vlage, kar lahko zavira učinkovitost topila.
2. Ultrazvočna ekstrakcija topil: Posušena izrabljena kavna usedlina se zmeša z N-heksanom v reaktorju, kjer se olje raztopi v topilu. Sondna ultrazvočna razbijanje znatno poveča donos ekstrahiranih olj. Preberite več o ultrazvočni ekstrakciji olj.
3. Ločitev: Zmes se nato filtrira, da se izrabljena kavna usedlina loči od raztopine N-heksana olja.
4. Pridobivanje topil: Na koncu se topilo upari ali destilira, pri čemer ostane ekstrahirano kavno olje, ki je pripravljeno za pretvorbo v biodizel.

Ultrazvočno podprta ekstrakcija olja in transesterifikacija biodizla

Izrabljena kavna usedlina (SCG) je bogata z dragocenimi sestavinami, vključno s 15–20% oljem, ki ima profil, primerljiv z rastlinskimi olji. Olje, pridobljeno iz SCG, vsebuje različne maščobne kisline, kot so linolna, oleinska, linolenska in nasičena maščobna kislina. Odpadni kavni biodizel lahko naredi standardni biodizel ASTM. Primerna topila so naftni eter, heksan, brezvodni etanol, vodni etanol ali metanol.
Medtem ko je tradicionalna ekstrakcija s topilom učinkovita, ultrazvočno podprta ekstrakcija močno poveča učinkovitost pridobivanja olja iz izrabljene kavne usedline. Sonication uporablja visoko intenzivne, nizkofrekvenčne ultrazvočne valove za ustvarjanje kavitacije - lokaliziranih območij visokega tlaka in temperature - ki izboljšajo difuzijo topila v izrabljeno kavno usedlino, razgradijo celične stene in omogočajo večje sproščanje olja.

Poleg tega ima ultrazvočno podprta transesterifikacija tudi ključno vlogo pri pretvorbi ekstrahiranega kavnega olja v biodizel. Konvencionalni postopek transesterifikacije, ki vključuje reakcijo olj ali maščob z alkoholom v prisotnosti katalizatorja, je lahko dolgotrajen in manj učinkovit, ko gre za množično proizvodnjo. Sonication pospešuje ta proces z izboljšanjem interakcije med oljem, alkoholom in katalizatorjem, kar vodi do hitrejših reakcijskih časov in višjih donosov biodizla.

Primerjalna študija Lifke in Ondruschke (2004) dokazuje vrhunsko energetsko učinkovitost ultrazvočnega mešanja v nasprotju z mehanskim mešanjem. Zaradi tega so sonikatorji najprimernejša metoda mešanja za proizvodnjo biodizla.

Prednosti Hielscherjevih sondnih sond za ekstrakcijo olja in proizvodnjo biodizla

• Izboljšana učinkovitost ekstrakcije olja: Hielscher sonicatorji bistveno izboljšajo donos olja med postopkom ekstrakcije. Z motenjem celične strukture izrabljene kavne usedline te ultrazvočne naprave omogočajo popolnejše sproščanje olja v topilo, kar zmanjšuje ostanke olja, ki ostane v biomasi.
• Pospešena transesterifikacija: Ultrazvočna kavitacija, ki jo ustvarjajo Hielscher sonicatorji, pospešuje reakcijo transesterifikacije z intenziviranjem mešanja reaktantov. To skrajša reakcijski čas in poveča donos biodizla, zaradi česar je postopek bolj časovno učinkovit in stroškovno učinkovit.
• Izboljšana kakovost biodizla: Enakomerna kavitacija, ki jo proizvajajo Hielscherjeve ultrazvočne sonde, zagotavlja dosledno in popolno pretvorbo trigliceridov v biodizel. To vodi do kakovostnejšega biodizla z manj nečistoč in boljšimi lastnostmi goriva, vključno z nižjo točko motnosti in višjo oksidacijsko stabilnostjo.
• Energetska učinkovitost: Za razliko od tradicionalnih mehanskih metod, ki zahtevajo daljše čase obdelave in višje vnose energije, Hielscherjeva ultrazvočna tehnologija deluje na nižjih ravneh energije, hkrati pa zagotavlja vrhunske rezultate. Zaradi tega je ultrazvočna proizvodnja biodizla bolj trajnostna in okolju prijazna.
• Razširljivost: Hielscher ponuja ultrazvočno opremo, ki je razširljiva za različne proizvodne zmogljivosti, od majhnih laboratorijskih nastavitev do industrijskih obratov za proizvodnjo biodizla. Ta prilagodljivost omogoča proizvajalcem, da optimizirajo svoje procese in dosežejo največjo produktivnost.

Proizvodnja biodizla z uporabo različnih gvanidinov (3% mol) kot katalizatorja. (A) Šaržni reaktor z mehanskim mešanjem: (metanol: oljne ogrščice) 4:1, temperatura 65 °C; (B) Ultrazvočni šaržni reaktor: UP200St, (metanol: repično olje) 4: 1, 60% ameriška amplituda, temperatura 35 ° C. Mešanje na ultrazvočni pogon daleč presega mehansko mešanje.
(Študija in grafi: Shinde in Kaliaguine, 2019)

Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji

Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.

Pridobite tehnične podrobnosti in ponudbo za reaktor za biodizel Hielscher!

Proizvodnja biodizla iz olja iz izrabljene kavne usedline predstavlja trajnostno in inovativno rešitev tako za ravnanje z odpadki kot za proizvodnjo obnovljivih virov energije. Kombinacija ekstrakcije N-heksanskega olja, ultrazvočno podprte obdelave in dvostopenjskega kislinsko-baznega kataliziranega procesa transesterifikacije poveča pridobivanje olja in poveča donos biodizla.

Hielscherjevi sondni sondi igrajo ključno vlogo pri optimizaciji ekstrakcije nafte in transesterifikacije biodizla. Njihova vrhunska tehnologija zagotavlja večjo učinkovitost, hitrejšo predelavo in izboljšano kakovost, zaradi česar so odlična izbira za proizvajalce biodizla, ki si prizadevajo za trajnost in stroškovno učinkovitost pri svojem poslovanju.

V obdobju, ko povpraševanje po obnovljivi energiji nenehno narašča, izkoriščanje odpadnih materialov, kot je izrabljena kavna usedlina, ne prispeva le k ohranjanju okolja, temveč tudi podpira krožno gospodarstvo s pretvorbo odpadkov v dragocene energetske vire.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: