Përmirësimi i Efikasitetit të Prodhimit të Bioenergjisë me Ultratinguj të Fuqishëm

Përdorimi i ultratingujve me intensitet të lartë (sonikimi) në prodhimin e energjisë së rinovueshme përfaqëson një avancim të rëndësishëm në efikasitetin e procesit. Duke shfrytëzuar kavitationin akustik, teknologjia ultrasonike rrit transferimin e masës, çon në shpërbërjen e strukturave të qelizave dhe përshpejton reaksionet kimike në të gjitha rrugët e ndryshme të prodhimit të bio-karburanteve, përfshirë biodizelin, bioetanolin dhe biogazin.
Lëndët djegëse të rinovueshme gëzojnë kërkesë në rritje ndërsa çmimet e naftës shënojnë lartësi të reja. Aplikimi i teknologjisë tejzanor në prodhimin e karburanteve të gjelbër, si bionaftë, bioetanol dhe biogaz përmirëson efikasitetin teknik dhe komercial.

Biodizeli nga vajrat vegjetale të mbeturinave dhe yndyrat shtazore

Biodizeli është një karburant i rinovueshëm që mund të përdoret në motorët me naftë si alternativë ndaj karburantit të naftës që prodhohet nga nafta. Biodizeli prodhohet përmes transesterifikimit nga burime të ndryshme, si vajrat vegjetale, yndyrat ose dhjami shtazor. Më të zakonshmet janë lëndët e para si soja, farat e rapsit ose vaji i algave. Prodhimi i biodizelit përfshin reaksionin katalitik me alkool (metanol ose etanol). Përzierja ultrasonike e vajit, yndyrës ose dhjamit me alkoolin përmirëson shumë shpejtësinë dhe prodhimin e reaksionit. Kjo ul kostot e investimit dhe operacionale.

• Transesterifikimi i përshpejtuar: Irradiacioni ultrasonik redukton ndjeshëm kohën e reaksionit për prodhimin e biodizelit, shpesh duke e ulur nga orët në më pak se pesë minuta.
• Ndahje e përmirësuar: Teknologjia përmirëson ndarjen e glicerinës nga biodizeli, duke reduktuar kohën e depozitimit nga disa orë në më pak se 15 minuta.
• Prodhim më i lartë: Trajtimi tejzanor mund të lehtësojë prodhimin e biodizelit mbi 99% duke siguruar përzierje të plotë të reagentëve.

Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth reaktorëve të përzierjes tejzanor për bionaftë!

Bioetanoli nga niseshteja dhe sheqeri

Bioetanoli përdoret si një alternativë e gjelbër ndaj benzinës. Është bërë nga misri, gruri, patatet, kallam sheqeri, orizi dhe drithëra të tjera me fermentim. Majaja përdoret për të fermentuar niseshtenë dhe sheqernat që gjenden në këto kultura në etanol. Shpërbërja tejzanor e strukturave qelizore dhe nxjerrja e materialit ndërqelizor zvogëlon madhësinë e grimcave dhe ekspozon një sipërfaqe shumë më të madhe ndaj enzimave gjatë lëngshmërisë. Kjo përmirëson biodisponueshmërinë e niseshtës dhe sheqerit dhe rezulton në fermentim më të shpejtë dhe më të plotë që çon në më shumë etanol.
Prodhimi i bioetanolit mbështetet shumë në zbërthimin efikas të biomasës lignoceluloze për të çliruar sheqerna të fermentueshme. Ultratingujt e ndihmojnë këtë proces në disa mënyra:

• Hidroliza e përmirësuar: Paratrajtimi tejzanor lehtëson shpërbërjen e grimcave bimore dhe përmirëson çlirimin e glukozës nga llumi i misrit në impiantet e etanolit të bluarjes së thatë.
• Fermentimi i stimuluar: Ultratingujt janë treguar se stimulojnë prodhimin e etanolit gjatë sakarifikimit dhe fermentimit të njëkohshëm (SSF) të materialeve të tilla si letra e zyrës së mbeturinave të përziera.
• Efikasiteti i nxjerrjes: Ultratingujt me fuqi të lartë janë efektive në nxjerrjen e përbërësve aktivë si ksilan dhe heteroksilan nga kalldrëmet dhe lëvozhgat e misrit, si dhe përmirësimin e nxjerrjes së vajit nga soja, e cila mbështet zinxhirë më të gjerë prodhimi me bazë bio.

Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth shpërbërja e qelizave dhe Nxjerrja!

Biogaz nga mbeturinat dhe llumrat

Mbetjet organike komunale, llumi i ujërave të zeza, plehrat dhe plehrat organike shërbejnë si burim i biogazit. Përpunimi i një materiali të tillë në tretje aerobike ose anaerobe e shndërron materialin organik në biogaz. Tejzanor shpërbërja e materialit organik para tretjes ndryshon strukturën e materialit dhe liron dhe aktivizon enzimat. Kjo përmirëson tretjen e materialit organik duke çuar në përpunim më të shpejtë, më shumë gaz dhe më pak llum të mbetur. Kjo nga ana tjetër rrit kapacitetin e tretësve ekzistues dhe redukton kostot e asgjësimit.

Në tretjen anaerobe, paratrajtimi tejzanor përdoret për të shpërbërë biomasën (të tilla si llumi i aktivizuar i mbeturinave) për ta bërë lëndën organike më të aksesueshme për bakteret.

• Rritja e rendimentit të biogazit: Sonication ka rezultuar efektiv në rritjen e prodhimit kumulativ të biogazit. Studimet kanë raportuar përmirësime në prodhimin e biogazit që variojnë nga 26% në 36% krahasuar me llumin e patrajtuar.
• Reduktimi i përmirësuar i lëndëve të ngurta: Trajtimi tejzanor rrit shkatërrimin e lëndëve të ngurta të paqëndrueshme (VS). Për shembull, shkatërrimi i VS mund të rritet nga 30% në 35% ose edhe më lart (deri në 39%) në varësi të ngarkesës organike dhe hyrjes së energjisë.
• Integrimi i ujërave të zeza: Biosolidet nga impiantet e trajtimit të ujërave të zeza urbane dhe industriale, si dhe ato nga vetë impiantet e biogazit, mund të përpunohen në mënyrë efektive duke përdorur reaktorë tejzanor për të optimizuar procesin e stabilizimit dhe rikuperimit të energjisë.

Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth shpërbërja e llumit tejzanor!

Shpërbërja tejzanor e plehut të kafshëve para tretjes anaerobe përmirëson rendimentet e biogazit.

Bilanci i energjisë tejzanor

The processed mentioned above do not require much ultrasonic energy. In general the surplus energy as a result sonication makes up for the energy used to generate the ultrasound. Hielscher ultrasonic devices have an overall efficiency of more than 85%. This means that more than 85% of the electric energy is converted and delivered to the liquid by means of mechanical energy. The actual energy requirement of a process can be determined in small scale using a 1kW ultrasonic processor in bench-top scale. All results from such bench-top trials can be scaled up easily. Hielscher supplies industrial ultrasonic processing equipment, worldwide. With industrial ultrasonic homogenizers of up to 16kW power per single sonicator, there is no limit in plant size or processing capacity.