Nga UCO në biodizel duke përdorur reaktorë ultrasonikë

Vaji i përdorur i gatimit (UCO) është bërë një nga lëndët e para më tërheqëse për prodhimin e qëndrueshëm të biodizelit. Shndërrimi i UCO në biodizel, ose në ester metilik të vajit të përdorur të gatimit, ndihmon në reduktimin e mbetjeve, ul kostot e lëndëve të para dhe mbështet një ekonomi më qarkulluese të karburanteve. Për prodhuesit e biodizelit që kërkojnë teknologji efikase përpunimi, reaktorët ultrasonikë të Hielscher për biodizel ofrojnë një zgjidhje të fuqishme për intensifikimin e proceseve të transesterifikimit dhe esterifikimit.

Reaktorët ultrasonikë të Hielscher për biodizel përdoren gjerësisht për të përmirësuar shndërrimin e vajrave dhe yndyrave me kosto të ulët në biodizel me cilësi të lartë. Duke krijuar përzierje intensive në nivel mikroskopik, kavitacioni ultrasonik përshpejton reaksionet kimike, përmirëson transferimin e masës ndërmjet fazave të papërzieshme dhe i ndihmon prodhuesit të realizojnë prodhim të shpejtë e të besueshëm të biodizelit, me mundësi rritjeje të shkallës së prodhimit.

UCOME – Biodizel nga vajrat e mbetura

UCOME është shkurtesa për esterin metilik të vajit të përdorur të gatimit. Është një karburant biodizel i prodhuar duke shndërruar vajrat e mbetura të gatimit në estere metilike të acideve yndyrore përmes një reaksioni kimik me metanol. Meqenëse UCO është një lëndë e parë e ricikluar, UCOME është veçanërisht tërheqës si nga pikëpamja ekonomike, ashtu edhe nga ajo mjedisore.
Krahasuar me vajrat bimore të papërdorura, UCO ofron avantazhe të qarta në kosto, por paraqet edhe sfida përpunimi. Vaji i përdorur i gatimit shpesh përmban:

• Acide yndyrore të lira (FFA)
• Ujë
• Mbetje ushqimore dhe ndotës
• Produkte oksidimi
• Përbërje të ndryshueshme në varësi të burimit dhe historikut të përdorimit

Këta faktorë e bëjnë efikasitetin e procesit dhe performancën e reaktorit veçanërisht të rëndësishme. Pikërisht këtu reaktorët ultrasonikë për biodizel ofrojnë avantazhe të konsiderueshme.

 

Në këtë video udhëzuese ju njohim me bazat shkencore që shpjegojnë se si reaktorët tejzanorë të biodizelit e përmirësojnë ndjeshëm prodhimin e tij. Reaktorët tejzanorë të biodizelit Hielscher janë dëshmuar si një mjet i fuqishëm për përmirësimin e procesit të prodhimit të biodizelit. Në këtë udhëzues shpjegojmë në hollësi parimin e funksionimit të tyre dhe paraqesim konfigurime të ndryshme tejzanore për çdo shkallë prodhimi. Rritni efikasitetin dhe leverdinë ekonomike të prodhimit tuaj të biodizelit dhe arrini rendiment më të lartë të biodizelit me cilësi të lartë përmes një konvertimi të shpejtë. Njëkohësisht, reaktorët tejzanorë të biodizelit mundësojnë përdorimin e vajrave me cilësi të ulët, si vajrat bimore të mbetura ose yndyrat e përdorura të gatimit, dhe ndihmojnë në kursimin e metanolit dhe katalizatorit, duke kontribuar në një prodhim të qëndrueshëm të biodizelit, miqësor ndaj mjedisit.

 

Si e përmirësojnë reaktorët ultrasonikë për biodizel shndërrimin e UCO në UCOME

Prodhimi tradicional i biodizelit shpesh mbështetet në përzierjen mekanike dhe nxehtësinë për të sjellë në kontakt vajin, alkoolin dhe katalizatorin. Meqenëse vaji dhe metanoli nuk përzihen mirë, reaktorët konvencionalë mund të kenë shpejtësi të ulëta reaksioni, shndërrim jo të plotë, konsum më të lartë të kimikateve dhe kohë më të gjata qëndrimi.
Reaktorët ultrasonikë të Hielscher përdorin ultratinguj me intensitet të lartë për të gjeneruar kavitacion në lëng. Kavitacioni krijon zona mikroskopike përzierjeje me forca prerëse jashtëzakonisht të larta. Kjo e ndan metanolin në pikëza shumë të imëta brenda fazës vajore dhe krijon një sipërfaqe kontakti ndërmjet fazave shumë më të madhe për reaksionin.

Rezultati është një proces prodhimi biodizeli shumë i intensifikuar, me përfitime të rëndësishme:

• Transesterifikim dhe esterifikim më të shpejtë
• Efikasitet i përmirësuar i shndërrimit
• Përdorim më i mirë i metanolit dhe katalizatorit
• Kohë e reduktuar e reaksionit
• Mundësi përpunimi të vazhdueshëm në linjë
• Rritje e lehtë e shkallës nga prodhimi pilot në prodhimin industrial

Për lëndët e para UCO me përmbajtje të lartë të FFA, ultratingujt janë veçanërisht të dobishëm sepse përmirësojnë si fazën e esterifikimit të katalizuar nga acidi, ashtu edhe fazën e transesterifikimit të katalizuar nga baza.

Nga UCO në biodizel: Përmbledhje e procesit

Shndërrimi i vajit të përdorur të gatimit në biodizel përgjithësisht përfshin disa faza procesi. Reaktorët ultrasonikë të Hielscher për biodizel mund të integrohen në skema procesi me një ose dy faza, në varësi të cilësisë së lëndës së parë.

Një proces tipik i shndërrimit të UCO në biodizel përfshin:

• Grumbullimin dhe ruajtjen e vajit të përdorur të gatimit
• Filtrimin për të larguar lëndët e ngurta dhe grimcat ushqimore
• Tharjen ose largimin e ujit për të reduktuar përmbajtjen e lagështisë
• Analizën e FFA për të përcaktuar rrugën e nevojshme të reaksionit
• Esterifikimin e acideve yndyrore të lira kur përmbajtja e FFA është e lartë
• Transesterifikimin me metanol për të formuar estere metilike
• Ndarjen e biodizelit dhe glicerolit
• Larjen ose pastrimin e thatë të biodizelit
• Pastrimin përfundimtar për të përmbushur specifikimet e cilësisë së karburantit

Kur përmbajtja e FFA është e lartë, shpesh përdoret një paratrajtim me esterifikim për të shndërruar acidet yndyrore të lira në estere përpara fazës kryesore të transesterifikimit. Përpunimi me ultratinguj mund t’i përshpejtojë të dyja fazat dhe të përmirësojë produktivitetin e përgjithshëm të impiantit. Lexoni më shumë rreth shndërrimit të bionaftës në dy faza të asistuar nga ultratingujt!

Pse reaktorët ultrasonikë Hielscher janë shumë të përshtatshëm për bionaftën UCOME

Reaktorët ultrasonikë Hielscher janë projektuar për përpunimin industrial të lëngjeve dhe janë veçanërisht efektivë në aplikimet e bionaftës ku përzierja lëng–lëng kontrollon shpejtësinë e reaksionit. Në vend që të mbështeten vetëm te përzierja e gjithë masës së lëngut, ultratingujt krijojnë energji intensive të lokalizuar pikërisht aty ku nevojitet.
Kjo u jep prodhuesve disa përparësi praktike.

• Përzierje e shkëlqyer e vajit dhe metanolit
  Një nga kufizimet kryesore në prodhimin e bionaftës është përzieshmëria e dobët e vajit dhe metanolit. Reaktorët ultrasonikë Hielscher krijojnë një emulsion shumë të imët, i cili përmirëson ndjeshëm kontaktin ndërmjet reaktantëve. Kontakti më i mirë nënkupton kinetikë më të shpejtë të reaksionit dhe shkallë më të lartë shndërrimi.
• Performancë e lartë me lëndë të para të vështira për t’u përpunuar
  UCO nuk është një lëndë e parë me përbërje uniforme. Përmbajtja e ujit, niveli i FFA dhe ngarkesa me ndotës mund të ndryshojnë nga një seri prodhimi në tjetrën. Reaktorët Hielscher ndihmojnë në kompensimin e këtyre ndryshimeve duke intensifikuar mjedisin e reaksionit, çka e bën procesin më të qëndrueshëm dhe më të përshtatshëm ndaj ndryshimeve.
• Kohë më e shkurtër qëndrimi
  Meqë ultratingujt përshpejtojnë esterifikimin dhe transesterifikimin, prodhuesit shpesh mund ta arrijnë shkallën e synuar të shndërrimit në më pak kohë sesa me sistemet konvencionale me përzierje mekanike. Kjo mund të zvogëlojë vëllimin e nevojshëm të reaktorit dhe të rrisë kapacitetin e përpunimit.
• Funksionim i vazhdueshëm në linjë
  Reaktorët ultrasonikë Hielscher për bionaftë janë idealë për përpunim të vazhdueshëm. Konfigurimet e reaktorëve në linjë mundësojnë prodhim në gjendje të qëndrueshme me cilësi të riprodhueshme, gjë që ka vlerë të madhe për impiantet tregtare të bionaftës.
• Rritje e thjeshtë e shkallës së prodhimit
  Një përparësi e rëndësishme e teknologjisë Hielscher është rritja lineare e shkallës së prodhimit. Parametrat e procesit të përcaktuar në prova laboratorike ose pilot mund të transferohen në sisteme më të mëdha prodhimi me parashikueshmëri më të lartë. Kjo zvogëlon rrezikun gjatë zhvillimit dhe thjeshton planifikimin e zgjerimit.
• Besueshmëri industriale
  Sistemet Hielscher janë projektuar për punë industriale me kërkesa të larta. Për prodhuesit e bionaftës, kjo nënkupton performancë të besueshme të reaktorit, rezultate të riprodhueshme dhe përputhshmëri me linjat e automatizuara të procesit.
• Prodhimi i bionaftës sipas ASTM D6751 dhe EN 14214
  Prodhuesit tregtarë të bionaftës shpesh synojnë përmbushjen e specifikimeve të cilësisë së karburantit si ASTM D6751 dhe EN 14214. Këto standarde përcaktojnë veti kritike, përfshirë përmbajtjen e estereve, viskozitetin, pikën e flakërimit, numrin acid, përmbajtjen e ujit, qëndrueshmërinë ndaj oksidimit, kufijtë e ndotësve dhe nivelet e glicerinës.

 
Lexoni si funksionon bionafta e prodhuar me ultratinguj në motorët me djegie të brendshme me naftë!

Reaktorët ultrasonikë Hielscher për bionaftë përdoren në procese të prodhimit të bionaftës të projektuara për të arritur cilësi karburanti në përputhje me ASTM D6751 dhe EN 14214. Në studimin e tyre të botuar në vitin 2020, Bastante-Saez dhe kolegët demonstruan se bionafta e prodhuar nga yndyrnat e mbetura të qebapit duke përdorur një reaktor ultrasonik Hielscher dha rendimente të larta të estereve metilike të acideve yndyrore (FAME). Vlerat e FAME ishin më të larta (97,42% w/w për yndyrën e pulës dhe 96,98 për yndyrën e gjedhit dhe të qengjit) sesa pragu minimal i përcaktuar nga rregullorja evropiane EN 14214 (d.m.th., minimumi 96,5% w/w).

 

 

Bionaftë në shkallë të vogël për ferma dhe përdorues pa lidhje me rrjetin elektrik

Në disa vende ose rajone, rregulloret për bionaftën janë të kufizuara ose nuk zbatohen për përdoruesit e vegjël privatë. Fermerët dhe pronarët e pajisjeve mund të prodhojnë sasi më të vogla bionafte nga vaji i përdorur i gatimit për konsum në vend në traktorë, gjeneratorë, ngrohës ose pajisje të tjera bujqësore që punojnë me naftë.
Në këto raste, qëllimi shpesh është zëvendësimi praktik i karburantit dhe jo shitja tregtare e certifikuar. Reaktorët ultrasonikë për bionaftë mund të jenë tërheqës edhe për një prodhim të tillë të decentralizuar, sepse ofrojnë:

• Kohë të shkurtra reaksioni
• Shndërrim efikas me pajisje kompakte
• Përshtatshmëri të mirë për lëndë të para nga vajra të mbetura me përbërje të ndryshueshme
• Varësi të zvogëluar nga rezervuarët e mëdhenj me përzierje mekanike
• Potencial për konfigurime modulare të përpunimit

Në të njëjtën kohë, është e rëndësishme të thuhet qartë se biodizeli që nuk përmbush specifikimet mund të mos jetë i përshtatshëm për të gjithë motorët, mund të mos jetë në përputhje me kërkesat ligjore vendore dhe mund të paraqesë probleme lidhur me ruajtjen, pajtueshmërinë e materialeve, emetimet ose garancinë e motorit. Aty ku ekzistojnë standarde për biodizelin, karburanti duhet të testohet dhe të prodhohet në përputhje me to përpara përdorimit në zbatime që u nënshtrohen rregulloreve ose në automjete rrugore.

 

 

Përparësitë ekonomike të prodhimit ultrasonik të biodizelit nga UCO

Kostoja e lëndës së parë është një nga variablat më të mëdha në aspektin ekonomik të prodhimit të biodizelit. Meqenëse vaji i përdorur i gatimit është përgjithësisht më pak i kushtueshëm se vajrat bimore të rafinuara, ai ofron potencial të madh për uljen e kostove. Megjithatë, këto kursime mund të humbasin nëse procesi është i ngadaltë, joefikas nga ana kimike ose i paaftë për të përballuar ndryshueshmërinë e lëndës së parë.
Reaktorët ultrasonikë Hielscher për biodizel ndihmojnë në ruajtjen e rentabilitetit duke përmirësuar efikasitetin e reaksionit dhe produktivitetin e impiantit. Përparësitë e mundshme ekonomike përfshijnë:

• Shfrytëzim më i mirë i lëndëve të para UCO me kosto të ulët
• Kapacitet më i lartë përpunimi
• Kohë më e shkurtër e reaksionit
• Kërkesë më e ulët për energji për përzierjen krahasuar me skenarë të trazimit joefikas të të gjithë masës së lëngut
• Qëndrueshmëri më e mirë e procesit
• Integrim më i lehtë në linjat e prodhimit të vazhdueshëm

Për prodhuesit që synojnë të rrisin shkallën e prodhimit të biodizelit nga vajrat e mbetura, ky kombinim i fleksibilitetit të lëndës së parë dhe intensifikimit të procesit mund të jetë shumë i vlefshëm.

Shndërroni me efikasitet UCO në biodizel UCOME me reaktorët ultrasonikë Hielscher!

Shndërrimi i vajit të përdorur të gatimit në UCOME është një mënyrë e zgjuar për të krijuar karburant të rinovueshëm nga mbetjet, duke përmirësuar njëkohësisht qëndrueshmërinë mjedisore dhe duke ulur kostot e lëndës së parë. Meqenëse UCO shpesh është më i vështirë për t’u përpunuar sesa vajrat e papërdorura, teknologjia e reaktorit luan një rol vendimtar në arritjen e një prodhimi efikas dhe të besueshëm të biodizelit.
Reaktorët ultrasonikë Hielscher për biodizel intensifikojnë reaksionin midis vajit dhe metanolit përmes përzierjes dhe transferimit të masës të nxitur nga kavitacioni. Kjo mundëson esterifikim dhe transesterifikim më të shpejtë, përpunim më të mirë të lëndëve të para UCO me karakteristika të ndryshueshme dhe prodhim të biodizelit drejtpërdrejt në linjë, me mundësi rritjeje të shkallës së prodhimit.
Për prodhuesit tregtarë, sistemet ultrasonike Hielscher përdoren në procese të biodizelit të projektuara për të prodhuar karburant që përmbush ASTM D6751 dhe EN 14214. Për fermerët dhe përdoruesit e vegjël në vende pa rregullore për biodizelin, reaktorët ultrasonikë mund të mbështesin gjithashtu prodhimin me pajisje kompakte të sasive më të vogla të biodizelit për përdorim në pajisjet vendore, duke pasur parasysh se karburanti që nuk përmbush specifikimet duhet të përdoret me kujdes dhe në përputhje me kërkesat vendore dhe pajtueshmërinë e motorit.
Nëse synimi juaj është prodhimi efikas i UCOME nga UCO, reaktorët ultrasonikë Hielscher për biodizel ofrojnë një platformë teknologjike të fuqishme me mundësi rritjeje të shkallës së prodhimit për përpunimin modern të biodizelit.

Tabela e mëposhtme ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të reaktorëve ultrasonikë Hielscher për biodizel:

Prurja	Fuqia
20 – 100L/hr	1kW
80 – 400L/hr	4x1kW
0,3 – 1,5m³/hr	4x4kW
2 – 10m³/hr	6x16kW
20 – 100m³/hr	62x16kW

Pse Hielscher është një zgjedhje e fortë për prodhuesit e biodizelit?

Hielscher njihet për teknologjinë industriale të ultratingujve të projektuar për zbatime reale në procese. Në prodhimin e biodizelit, reaktorët ultrasonikë Hielscher ofrojnë një mënyrë praktike për të intensifikuar shndërrimin e UCO, për të përmirësuar përzierjen e metanolit me vajin dhe për të mbështetur prodhimin efikas të biodizelit nga vajrat dhe yndyrat e mbetura.

Arsyet kryesore pse prodhuesit zgjedhin Hielscher përfshijnë:

• Ekspertizë e dëshmuar në ultratinguj
• Konfigurime reaktorësh në linjë për përpunim të vazhdueshëm të biodizelit
• Përshtatshmëri për esterifikim dhe transesterifikim
• Rrugë e qëndrueshme për rritjen e shkallës nga laboratori në prodhim
• Pajisje të qëndrueshme për mjedise industriale
• Përpunim efektiv i lëndëve të para të vështira, si vaji i përdorur i gatimit

Projektim, prodhim dhe konsulencë – Cilësi e prodhuar në Gjermani

Pajisjet ultrasonike Hielscher njihen për standardet e tyre më të larta të cilësisë dhe projektimit. Qëndrueshmëria dhe përdorimi i lehtë mundësojnë integrimin pa vështirësi të pajisjeve tona ultrasonike në impiantet industriale. Pajisjet ultrasonike Hielscher përballojnë lehtësisht kushtet e vështira dhe mjediset kërkuese.

Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar sipas ISO dhe i kushton vëmendje të veçantë pajisjeve ultrasonike me performancë të lartë, të cilat ofrojnë teknologjinë më të përparuar dhe lehtësi përdorimi. Sigurisht, pajisjet ultrasonike Hielscher janë në përputhje me CE dhe përmbushin kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.

---

---

Literaturë / Referenca

• J. Sáez-Bastante, M. Carmona-Cabello, S. Pinzi, M.P. Dorado (2020): Recycling of kebab restoration grease for bioenergy production through acoustic cavitation. Renewable Energy, Volume 155, 2020. 1147-1155.
• M. Maghami, S.M. Sadrameli, B. Ghobadian (2015): Production of biodiesel from fishmeal plant waste oil using ultrasonic and conventional methods. Applied Thermal Engineering, Volume 75,
  2015. 575-579.
• Veera Gnaneswar Gude, Georgene Elizabeth Grant (2013): Biodiesel from waste cooking oils via direct sonication. Applied Energy, Volume 109, 2013. 135-144.
• Medeiros, Eliane; Vieira, Bruno; Pereira, Cláudio; Nadaleti, Willian; Quadro, Maurizio; Andreazza, Robson (2019): Production of biodiesel using oil obtained from fish processing residue by conventional methods assisted by ultrasonic waves: Heating and stirring. Renewable Energy 2019.
• 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.
• Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
• Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).