Производња биодизела & конверзија биодизела
Када правите биодизел, спора кинетика реакције и лош пренос масе смањују капацитет постројења за биодизел, као и принос и квалитет биодизела. Хиелсцхер ултразвучни реактори значајно побољшавају кинетику трансестерификације. Због тога је за прераду биодизела потребан мањи вишак метанола и мање катализатора.
Биодизел се обично производи у шаржним реакторима користећи топлоту и механичко мешање као унос енергије. Ултразвучно кавитационо мешање је ефикасна алтернатива за постизање бољег мешања у комерцијалној преради биодизела. Ултразвучна кавитација обезбеђује неопходну енергију активације за индустријску трансестерификацију биодизела.
Ултразвучно побољшана трансестерификација биодизела
Производња биодизела обично укључује хемијску реакцију звану трансестерификација, у којој триглицерид (као што су биљно уље, животињска маст, истрошена уља за кување) реагује са алкохолом (као што је метанол) у присуству катализатора за производњу биодизела (метил естера масних киселина). ) и глицерол. Ултразвучни реактори се могу користити за побољшање процеса трансестерификације на неколико начина, што доводи до неколико предности:
- Побољшано мешање: Ултразвучни таласи могу да створе кавитационе мехуриће који се нагло урушавају, изазивајући интензивно мешање и агитацију реакционе смеше. Ово доводи до бољег контакта између реактаната и катализатора, што резултира бржом и потпунијом трансестерификацијом.
- Кинетика убрзане реакције: Високоенергетски услови генерисани ултразвучним таласима могу да активирају реакцију, повећавајући брзину реакције и смањујући време реакције потребно за постизање датог нивоа конверзије. Ово може резултирати већим приносима и нижим трошковима.
- Смањена употреба катализатора: Ултразвучни реактори могу побољшати ефикасност употребе катализатора обезбеђивањем активнијих места за реакцију. То значи да је потребно мање катализатора за постизање истог нивоа конверзије, смањење трошкова и утицаја на животну средину.
- Побољшан квалитет производа: Ултразвучни реактори могу произвести биодизел са нижим садржајем слободних масних киселина, већом чистоћом и бољим својствима хладног протока. Ово је због побољшаног мешања и брже кинетике реакције, што минимизира стварање нежељених нуспроизвода и нечистоћа.
Ове предности ултразвучне обраде биодизела чине коришћење ултразвучног реактора веома економичном јер употреба ултразвучних реактора значајно побољшава ефикасност, брзину и квалитет трансестерификације биодизела. То значи укратко да ултразвучна обрада претвара трансестерификацију у економски и еколошки одрживији процес.
Проблеми конвенционалног мешања биодизела: Конвенционална реакција естерификације у серијској обради има тенденцију да буде спора, а фазно одвајање глицерина је дуготрајно, често траје 5 сати или више.
Ултразвучни реактори вам помажу да убрзате процес биодизела и истовремено повећате принос и квалитет биодизела уз ниже трошкове обраде!

Индустријски ултрасоникатор УИП2000хдТ са проточном ћелијом ФЦ2Т500к за инлине естерфикацију и трансетерификацију биодизела.
Предности ултразвучне трансестерификације биодизела
- Већи приноси биодизела захваљујући побољшаном мешању
- Повећан квалитет биодизела
- Користите чак и најсиромашније уље као сировину
- Континуирана инлине обрада
- Мање метанола
- Мање катализатора
- Уштеда времена због велике брзине конверзије
- Уштеда енергије
- једноставан и сигуран рад
- Робусност и ниско одржавање
- Високе перформансе: 24/7 рад под пуним оптерећењем

„Били смо веома задовољни Хиелсцхеровом опремом и услугом и имамо сву намеру да укључимо Хиелсцхер ултразвучну технологију у све наше будуће подухвате.“
Тодд Степхенс, Тулса Биофуелс
Ултразвук за производњу биодизела
Биодизел се често производи у шаржним реакторима. Ултразвучна конверзија биодизела омогућава континуирану инлине обраду. Ултразвуком се може постићи принос биодизела од преко 99%. Ултразвучни реактори смањују време обраде са конвенционалне серијске обраде од 1 до 4 сата на мање од 30 секунди. Што је још важније, ултразвук смањује време раздвајања са 5 на 10 сати (користећи конвенционално мешање) на мање од 60 минута. Ултрасоницатион такође помаже да се смањи количина потребног катализатора до 50% због повећане хемијске активности у присуству кавитације. Када се користи ултразвук, смањује се и количина потребног вишка метанола. Још једна предност је резултирајуће повећање чистоће глицерина.
Производња ултразвучног биодизела корак по корак:
- биљно уље или животињска маст се мешају са метанолом (који ствара метил естре) или етанолом (за етил естре) и натријум или калијум метоксидом или хидроксидом
- смеша се загрева, нпр. до температуре између 45 и 65°Ц
- загрејана мешавина се обрађује соникацијом у току 5 до 15 секунди
- глицерин испада или се одваја помоћу центрифуга
- претворени биодизел се испере водом
Најчешће, соникација се изводи при повишеном притиску (1 до 3 бара, манометарски притисак) помоћу пумпе за напајање и подесивог вентила за повратни притисак поред проточне ћелије.
Индустријска конверзија биодизела не захтева много ултразвучне енергије. Стварна потреба за енергијом се може одредити на столној скали користећи нпр. ултразвучни процесор од 1кВ као што је УИП1000хдТ. Сви резултати из оваквих бенцх-топ испитивања могу се линеарно и без икаквих проблема повећати. Ако је потребно, доступни су ултразвучни уређаји са АТЕКС сертификатом, као што је УИП1000-Екд.
Хиелсцхер снабдева индустријску ултразвучну опрему за прераду биодизела широм света. Са ултразвучним процесорима снаге до 16 кВ по једном уређају, нема ограничења у величини постројења за биодизел или капацитету обраде.
Трошкови производње ултразвучног биодизела
Ултразвук је ефикасно средство за повећање брзине реакције и стопе конверзије у комерцијалној производњи биодизела. Трошкови ултразвучне обраде су углавном резултат улагања у ултразвучну опрему, комуналних трошкова и одржавања. Изузетна енергетска ефикасност Хиелсцхер ултрасоницатора помаже да се смање трошкови комуналних услуга и на тај начин да се овај процес учини још зеленијим. Резултујући трошкови ултразвучне обраде варирају између 0,1 цт и 1,0 цт по литру (0,4 цт до 1,9 цт/галон) када се користи у комерцијалним размерама.
Прочитајте више о ефикасности процеса и економским предностима ултразвучне производње биодизела!

Ултразвучно мешање смањује специфичну потрошњу енергије у производњи биодизела далеко изнад перформанси хидродинамичког магнетног мешања и миксера са високим смицањем.
Ултразвучни биодизел малог обима
Ултрасоницатион се може користити за претварање нафте у биодизел у било којој скали. На слици испод приказано је подешавање малог обима за обраду 60-70Л (16 до 19 галона). Ово је типична поставка за почетне студије и демонстрацију процеса.

Ултрасоникатори 3к 1кВ модела 1000хдТ са ултразвучним проточним реактором за високо ефикасну конверзију биодизела.
- један ултрасоникатор (нпр. УИП500хдТ или УИП1000хдТ) са појачивачем, сонотродом и проточном ћелијом
- бројило снаге за мерење снаге и енергије
- 80Л резервоар за обраду (пластика, нпр. ХДПЕ)
- грејни елемент (1 до 2кВ)
- 10Л резервоар за премикс катализатора (пластика, нпр. ХДПЕ)
- премиксер за катализатор (мешалица)
- пумпа (центрифуга, моно или зупчаста) за прибл. 10 до 20 Л/мин при 1 до 3 бара
- повратни вентил за подешавање притиска у проточној ћелији
- манометар за мерење притиска напајања
Ултразвучни реактори за врхунску обраду биодизела
Хиелсцхер Ултрасоницс нуди ултразвучне процесоре и реакторе високих перформанси, који ће побољшати вашу производњу биодизела већим приносима биодизела, побољшаним квалитетом биодизела, смањеним временом обраде и нижим трошковима производње.
Ултразвучни реактори малог и средњег обима за трансестерификацију биодизела
За производњу биодизела мале и средње величине до 9 тона/сат (2900 гал/х), Хиелсцхер вам нуди УИП500хдТ (500 вати), УИП1000хдТ (1000 вати), УИП1500хдТ (1500 вати) и УИПва20000хд0 као ултра мешалице са високим смицањем са проточним реакторима за поуздану и ефикасну инлине прераду биодизела. Ова четири ултразвучна реактора су веома компактна, лако се интегришу или накнадно монтирају. Направљени су за рад у тешким условима у тешким условима. Испод ћете пронаћи препоручене поставке реактора за низ производних стопа.
тон/хр
|
гал/хр
|
|
---|---|---|
1к УИП500хдТ (500 вати) |
0.25 до 0.5
|
80 до 160
|
1к УИП1000хдТ (1000 вати) |
0.5 до 1.0
|
160 до 320
|
1к УИП1500хдТ (1500 вати) |
0.75 до 1.5
|
240 до 480
|
1к УИП2000хдТ (2000 вати) |
1.0 до 2.0
|
320 до 640
|
2к УИП2000хдТ (2000 вати) |
2,0 до 4,0
|
640 до 1280
|
4кУИП1500хдТ (1500 вати) |
3,0 до 6,0
|
960. до 1920. године
|
6к УИП1500хдТ (1500 вати) |
4,5 до 9,0
|
1440 до 2880
|
6к УИП2000хдТ (2000 вати) |
6,0 до 12,0
|
1920-3840
|
Индустријски биодизел реактори веома великог протока
За индустријску прераду постројења за производњу биодизела Хиелсцхер нуди ултразвучне хомогенизаторе УИП4000хдТ (4кВ), УИП6000хдТ (6кВ), 10000 (10кВ) и УИП16000хдТ (16кВ)! Ови ултразвучни процесори су дизајнирани за континуирану обраду великих брзина протока. УИП4000хдТ, УИП6000хдТ и УИП10000 могу се интегрисати у стандардне контејнере за поморски терет. Алтернативно, сва четири модела процесора су доступна у орманима од нерђајућег челика. Усправна инсталација захтева минималан простор. Испод ћете пронаћи препоручена подешавања за типичне стопе индустријске обраде.
тон/хр
|
гал/хр
|
1к УИП6000хдТ (6000 вати) |
3,0 до 6,0
|
960. до 1920. године
|
---|---|---|
3к УИП4000хдТ (4000 вати) |
6,0 до 12,0
|
1920-3840
|
5к УИП4000хдТ (4000 вати) |
10.0 до 20.0
|
3200 до 6400
|
3к УИП6000хдТ (6000 вати) |
9,0 до 18,0
|
2880 до 5880
|
3к УИП10000 (10.000 вати) |
15,0 до 30,0
|
4800 до 9600
|
3к УИП16000хдТ (16.000 вати) |
24,0 до 48,0
|
7680 до 15360
|
5к УИП16000хдТ |
40,0 до 80,0
|
12800 до 25600
|
Контактирајте нас! / Питајте нас!

Ултрасоникатор УИП16000хдТ је способан да преради 32ММГИ биодизел.
Фрост & Саливан технолошка иновација године
Хиелсцхер Ултрасоницс је добио престижну награду Фрост анд Сулливан Тецхнологи Инноватион оф тхе Иеар као признање за развој компаније нове ултразвучне технологије за производњу биодизела.
Кликните овде да прочитате више о награди Фрост и Саливан за биодизел реакторе Хиелсцхер Ултрасоницс!
трансестерификација – Хемијска конверзија биодизела
Производња биодизела од биљних уља (нпр. соја, репица, јатрофа, сунцокретово семе), алги, животињских масти као и отпадних уља за кување, укључује базно катализовану трансестерификацију масних киселина метанолом или етанолом да би се добили одговарајући метил естри или етил естри . Глицерин је неизбежан нуспродукт ове реакције.
Биљна уља као животињске масти су триглицериди састављени од три ланца масних киселина везаних молекулом глицерина. Триглицериди су естри. Естри су киселине, попут масних киселина, комбиноване са алкохолом. Глицерин (= глицерол) је тешки алкохол. У процесу конверзије естри триглицерида се претварају у алкил естре (= биодизел) коришћењем катализатора (лужина) и алкохолног реагенса, нпр. метанола, који даје метил естре биодизел. Метанол замењује глицерин. Овај процес хемијске конверзије се назива трансестерификација.
Након трансестерификације, глицерин, који је тежа фаза, ће потонути на дно. Биодизел, који је лакша фаза, плута на врху и може се одвојити, нпр. декантерима или центрифугама.
Припрема биодизела
Калијум хидроксид (0,2 до 0,4 кг, катализатор) се раствара у прибл. 8.5Л метанола у резервоару за претходно мешање катализатора. Ово захтева мешање премикса катализатора. Резервоар за прераду се пуни са 66Л биљног уља. Уље се загрева грејним елементом на 45 до 65°Ц.
конверзија биодизела
Када се катализатор потпуно раствори у метанолу, премикс катализатора се меша са загрејаним уљем. Пумпа напаја смешу у проточну ћелију. Помоћу вентила за повратни притисак, притисак се подешава на 1 до 3 барг (15 до 45 псиг). Рециркулација кроз ултразвучни биодизел реактор треба да се изводи око 20 минута. За то време уље се претвара у биодизел. Након тога, пумпа и ултразвук се искључују. Глицерин (тежа фаза) ће се одвојити од биодизела (лакша фаза). Одвајање траје прибл. 30 до 60 минута. Када се одвајање заврши, глицерин се може исцедити.
Биодиесел Васхинг
Пошто конвертовани биодизел садржи нечистоће, потребно је прање. За прање, вода се меша у биодизел. Ултрасоницатион може имати користи од мешања биодизела са водом. Ово повећава активну површину као резултат смањења величине капљица. Имајте на уму да веома интензивна соникација може смањити капљице воде на величину, да се формира скоро стабилна емулзија за коју ће бити потребна посебна средства (нпр. центрифуга) за одвајање.
Фабрика за производњу биодизела
Дијаграм тока испод показује типично подешавање за ин-лине ултразвучну обраду уља, метанола и катализатора за конверзију у биодизел.

Ултразвучна естерификација и трансестерификација се могу изводити као серијски или континуирани инлине процес. Графикон приказује ултразвучни инлине процес за трансестерфикацију биодизела (ФАМЕ).
Континуирана прерада и одвајање биодизела
У поставци за континуирану прераду биодизела и континуирано одвајање, загрејано уље и премикс катализатора се непрекидно мешају помоћу подесивих пумпи. Уграђени статички миксер побољшава хомогеност довода у ултразвучни реактор. Смеша уље/катализатор пролази кроз проточну ћелију, где је изложена ултразвучној кавитацији прибл. 5 до 30 секунди. Вентил против притиска се користи за контролу притиска у проточној ћелији. Соницирана мешавина улази у колону реактора на врху. Запремина реакторске колоне је пројектована да даје прибл. 1 сат времена задржавања у колони. За то време, реакција трансестерификације је завршена. Реагована мешавина глицерин/биодизел се пумпа у центрифугу где се одваја на фракције биодизела и глицерина. Накнадна обрада укључује обнављање метанола, прање и сушење, а може се вршити и континуирано.
Ова поставка елиминише серије биодизел реактора, конвенционалне мешалице и велике резервоаре сепаратора.
Брзина реакције трансестерификације биодизела
Доњи дијаграми показују типичне резултате трансестерификације уља уљане репице (индустријска класа) са натријум метоксидом (лево) и калијум хидроксидом (десно). За оба теста, контролни узорак (плава линија) је био изложен интензивном механичком мешању. Црвена линија представља соникирани узорак идентичне формулације у односу на запремински однос, концентрацију катализатора и температуру. Хоризонтална оса показује време након мешања или соникације, респективно. Вертикална оса показује запремину глицерина који се наталожио на дну. Ово је једноставно средство за мерење брзине реакције. У оба дијаграма, соницирани узорак (црвени) реагује много брже од контролног узорка (плави).

Поређење ултразвучног (црвени графикон) у односу на конвенционално мешање (плави графикон) за производњу биодизела – користећи са натријум метоксидом (лево) и калијум хидроксидом (десно) као катализаторима.
Везе за залихе биодизела
Кликните овде за линкове до добављача пумпи и резервоара за индустрију биодизела.
Информације о хемикалијама и безбедности
Пажљиво прочитајте доле наведене информације како бисте спречили компликације и штетне последице по здравље.
Биодиесел Цхемицалс
Метанол је токсичан. Може изазвати оштећење нерва као резултат дуже употребе. Може се адсорбовати и на кожу. Ако прсне у очи, може изазвати слепило, а метанол може бити фаталан када се прогута. Из тог разлога, предузмите неопходне мере предострожности при руковању метанолом. Препоручљиво је користити добар респиратор, кецељу и гумене рукавице.
Калијум хидроксид (КОХ) је токсичан и изазива опекотине коже након контакта. Потребна је добра вентилација.
Уверите се да је радни простор великодушно и темељно проветрен како бисте омогућили да испарења изађу. Респиратори са патронама нису ефикасни против испарења метанола. Систем за довод ваздуха (СЦБА — Самостални апарат за дисање) даје бољу заштиту од испарења метанола.
Биодизел и гумени делови
Дужи рад са 100% биодизелом може изазвати компликације на влажним гуменим деловима (пумпа, црева, О-прстенови) мотора. Замена челичним деловима или гумом за тешке услове може елиминисати овај проблем. Алтернативно, можете мешати цца. 25% конвенционалног (фосилног) дизела у ваш биодизел да бисте спречили компликације.
Литература / Референце
- 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.
- Abdullah, C. S.; Baluch, Nazim; Mohtar, Shahimi (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi 77, 2015.
- Ramachandran, K.; Suganya, T.; Nagendra Gandhi, N.; Renganathan, S.(2013): Recent developments for biodiesel production by ultrasonic assist transesterification using different heterogeneous catalyst: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 22, 2013. 410-418.
- Shinde, Kiran; Serge Kaliaguine (2019): A Comparative Study of Ultrasound Biodiesel Production Using Different Homogeneous Catalysts. ChemEngineering 3, No. 1: 18; 2019.
- 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.
- Hamed Mootabadi, Babak Salamatinia, Subhash Bhatia, Ahmad Zuhairi Abdullah (2010): Ultrasonic-assisted biodiesel production process from palm oil using alkaline earth metal oxides as the heterogeneous catalysts. Fuel, Volume 89, Issue 8; 2010. 1818-1825.

Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.