Od UCO do biodizela pomoću ultrazvučnih reaktora

Polovno jestivo ulje (UCO) postalo je jedna od najatraktivnijih sirovina za održivu proizvodnju biodizela. Pretvaranje UCO u biodizel, ili koristi jestivog ulja metil ester, pomaže u smanjenju otpada, smanjuje troškove sirovina, i podržava više kružne potrošnje goriva. Za proizvođače biodizela koji traže efikasnu tehnologiju prerade, ultrazvučni reaktori za biodizel iz kompanije Hielscher nude moćno rešenje za intenziviranje procesa transesterifikacije i esterifikacije.

Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori se široko koriste za poboljšanje konverzije jeftinih ulja i masti u visokokvalitetni biodizel. Stvaranjem intenzivnog mešanja na mikroskopskom nivou, ultrazvučna kavitacija ubrzava hemijske reakcije, poboljšava prenos mase između faza koje se ne mešaju i pomaže proizvođačima da postignu brzu, pouzdanu i skalabilnu proizvodnju biodizela.

OMILjENO – Biodizel iz otpadnih ulja

UCOME je skraćenica za korišćeni metil ester jestivog ulja. To je biodizel gorivo proizvedeno pretvaranjem otpadnih jestivih ulja u metil estere masnih kiselina kroz hemijsku reakciju sa metanolom. Pošto je UCO reciklirana sirovina, UCOME je posebno atraktivan i iz ekonomske i iz ekološke perspektive.
U poređenju sa djevičanskim biljnim uljima, UCO nudi jasne prednosti troškova, ali takođe predstavlja izazove za preradu. Korišćeno jestivo ulje često sadrži:

• Slobodne masne kiseline (FFA)
• воде
• Ostaci hrane i zagađivači
• Proizvodi oksidacije
• Promenljiva kompozicija u zavisnosti od izvora i istorije korišćenja

Ovi faktori čine efikasnost procesa i performanse reaktora posebno važnim. Ovo je mesto gde ultrazvučni biodizel reaktori nude značajne prednosti.

 

 

Kako ultrazvučni biodizel reaktori poboljšavaju konverziju UCO u UCOME

Tradicionalna proizvodnja biodizela često se oslanja na mehaničko mešanje i toplotu kako bi ulje, alkohol i katalizator stupili u kontakt. Pošto se ulje i metanol ne mešaju dobro, konvencionalni reaktori mogu patiti od sporih reakcija, nepotpune konverzije, veće potrošnje hemikalija i dužeg vremena boravka.
Hielscher ultrazvučni reaktori koriste ultrazvuk visokog intenziteta za generisanje kavitacije u tečnosti. Kavitacija proizvodi mikroskopske zone mešanja sa izuzetno visokim silama smicanja. Ovo razbija metanol u vrlo fine kapljice unutar naftne faze i stvara mnogo veću međufaznu površinu za reakciju.

Rezultat je visoko intenziviran proces biodizela sa važnim prednostima:

• Brža transesterifikacija i esterifikacija
• Poboljšana efikasnost konverzije
• Bolja upotreba metanola i katalizatora
• Smanjeno vreme reakcije
• Kontinuirano inline sposobnost obrade
• Lako skaliranje od pilot do industrijske proizvodnje

Za UCO sirovine sa povišenim sadržajem FFA, ultrazvuk je posebno koristan jer poboljšava i kiselinski katalizovanu esterifikaciju i bazno katalizovane korake transesterifikacije.

Od UCO do biodizela: pregled procesa

Konverzija korišćenog jestivog ulja u biodizel generalno uključuje nekoliko faza procesa. Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori mogu se integrisati u dizajn procesa u jednom koraku ili dva koraka u zavisnosti od kvaliteta sirovine.

Tipičan proces UCO do biodizela uključuje:

• Sakupljanje i skladištenje korišćenog jestivog ulja
• Filtracija za uklanjanje čvrstih materija i čestica hrane
• Sušenje ili odvodnjavanje radi smanjenja sadržaja vlage
• FFA analiza za određivanje potrebnog puta reakcije
• Esterifikacija slobodnih masnih kiselina kada FFA je visok
• Transesterifikacija sa metanolom da bi se formirali metil esteri
• Odvajanje biodizela i glicerola
• Pranje ili suvo prečišćavanje biodizela
• Završno poliranje da se postigne specifikacije kvaliteta goriva

Kada su prisutni visoki nivoi FFA, esterifikacija predtretman se često koristi za pretvaranje slobodnih masnih kiselina u estere pre glavnog koraka transesterifikacije. Ultrazvučna obrada može ubrzati obe faze i poboljšati ukupnu produktivnost biljaka. Pročitajte više o ultrazvučno potpomognutoj dvostepenoj konverziji biodizela!

Zašto su Hielscher ultrazvučni reaktori pogodni za UCOME biodizel

Hielscher ultrazvučni reaktori su projektovani za industrijsku preradu tečnosti i posebno su efikasni u primenama biodizela gde mešanje tečnosti i tečnosti kontroliše brzinu reakcije. Umesto da zavisi samo od masovnog mešanja, ultrazvuk stvara intenzivnu lokalizovanu energiju tačno tamo gde je to potrebno.
Ovo daje proizvođačima nekoliko praktičnih prednosti.

• Odlično mešanje ulja i metanola
  Jedno od ključnih ograničenja u proizvodnji biodizela je loša mešanje nafte i metanola. Hielscher ultrazvučni reaktori stvaraju veoma finu emulziju, što uveliko poboljšava kontakt između reaktanata. Bolji kontakt znači bržu kinetiku reakcije i veću konverziju.
• Visoke performanse sa teškim sirovinama
  UCO nije jedinstvena sirovina. Njegov sadržaj vode, nivo FFA i opterećenje kontaminacije mogu varirati od serije do serije. Hielscher reaktori pomažu u kompenzaciji ovih varijacija intenziviranjem reakcijskog okruženja, čineći proces robusnijim i prilagodljivijim.
• Kraće vreme boravka
  Budući da ultrazvuk ubrzava esterifikaciju i transesterifikaciju, proizvođači često mogu postići ciljnu konverziju za manje vremena nego kod konvencionalnih mešanih sistema. Ovo može smanjiti zahteve za zapreminom reaktora i povećati propusnost.
• Kontinuirano Inline rad
  Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori su idealni za kontinuiranu obradu. Inline konfiguracije reaktora podržavaju proizvodnju u stabilnom stanju sa ponovljivim kvalitetom, što je veoma vredno za komercijalne biodizel postrojenja.
• Jednostavno skaliranje
  Glavna prednost Hielscher tehnologije je linearno skaliranje. Parametri procesa uspostavljeni u laboratorijskim ili pilot ispitivanjima mogu se preneti na veće proizvodne sisteme predvidljivije. Ovo smanjuje rizik razvoja i pojednostavljuje planiranje proširenja.
• Industrijska pouzdanost
  Hielscher sistemi su dizajnirani za zahtevne industrijske dužnosti. Za proizvođače biodizela to znači pouzdane performanse reaktora, ponovljive rezultate i kompatibilnost sa automatizovanim procesnim linijama.
• Proizvodnja biodizel prema ASTM D6751 i EN 14214
  Komercijalni proizvođači biodizela često ciljaju specifikacije kvaliteta goriva, kao što su ASTM D6751 i EN 14214. Ovi standardi definišu kritične osobine, uključujući sadržaj estera, viskoznost, tačku paljenja, kiselinsku vrednost, sadržaj vode, oksidacijsku stabilnost, granice zagađivača i nivoe glicerina.

 
Pročitajte kako ultrazvučno proizveden biodizel radi na dizel motorima sa sagorevanjem!

Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori se koriste u procesima proizvodnje biodizela dizajniranih da postignu kvalitet goriva u skladu sa ASTM D6751 i EN 14214. U svojoj studiji objavljenoj 2020. godine, Bastante-Saez i kolege pokazali su da je biodizel proizveden od otpadnih masti kebaba pomoću Hielscherovog ultrazvučnog reaktora dao visoke prinose metil estera masnih kiselina (FAME). FAME su bili veći (97,42% v / v za pileće masti i 96,98 za goveđe jagnjeće masti) od minimalnog praga utvrđenog evropskom regulativom EN 14214 (tj. 96,5% v / v minimum).

 

 

Biodizel malih razmera za farme i korisnike van mreže

U nekim zemljama ili regionima, propisi o biodizelu su ograničeni ili se ne primenjuju za male privatne korisnike. Poljoprivrednici i vlasnici opreme mogu proizvoditi manje količine biodizela iz korišćenog jestivog ulja za potrošnju na licu mesta u traktorima, generatorima, grejačima ili drugoj poljoprivrednoj opremi na dizelski pogon.
U ovim slučajevima, cilj je često praktična zamena goriva, a ne sertifikovana komercijalna prodaja. Ultrazvučni biodizel reaktori takođe mogu biti atraktivni za takvu decentralizovanu proizvodnju, jer nude:

• Brzo vreme reakcije
• Efikasna konverzija sa kompaktnom opremom
• Dobra pogodnost za promenljive sirovine otpadnog ulja
• Smanjena zavisnost od velikih mešanih rezervoara
• Potencijal za modularne postavke obrade

Istovremeno, važno je jasno reći da biodizel bez specifikacije možda nije pogodan za sve motore, možda nije u skladu sa lokalnim zakonskim zahtevima i može predstavljati probleme sa skladištenjem, kompatibilnošću materijala, emisijama ili garancijom motora. Tamo gde postoje standardi za biodizel, gorivo treba testirati i proizvesti u skladu sa tim pre upotrebe u regulisanim aplikacijama ili drumskim vozilima.

 

 

Ekonomske prednosti ultrazvučne proizvodnje biodizela iz UCO

Troškovi sirovina je jedna od najvećih varijabli u ekonomiji biodizela. Pošto je korišćeno jestivo ulje generalno jeftinije od rafiniranih biljnih ulja, ono nudi snažan potencijal za uštedu troškova. Međutim, ove uštede se mogu izgubiti ako je proces spor, hemijski neefikasan ili nesposoban da se nosi sa varijabilnošću sirovina.
Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori pomažu u zaštiti profitabilnosti poboljšanjem efikasnosti reakcije i produktivnosti postrojenja. Potencijalne ekonomske prednosti uključuju:

• Bolje korišćenje jeftinih UCO sirovina
• Povećana propusnost
• Smanjeno vreme reakcije
• Niža potražnja za energijom u vezi sa mešanjem u poređenju sa neefikasnim scenarijima rasutog agitacije
• Poboljšana konzistentnost procesa
• Lakša integracija u kontinuirane proizvodne linije

Za proizvođače koji žele da povećaju proizvodnju biodizela otpadnog ulja, ova kombinacija fleksibilnosti sirovina i intenziviranja procesa može biti veoma dragocena.

Pretvorite UCO u UCOME biodizel efikasno sa Hielscher ultrazvučnim reaktorima!

Pretvaranje korišćenog jestivog ulja u UCOME je pametan način za stvaranje obnovljivog goriva iz otpada uz poboljšanje održivosti i smanjenje troškova sirovina. Pošto je UCO često teže obraditi od netaknutih ulja, tehnologija reaktora igra ključnu ulogu u postizanju efikasne i pouzdane proizvodnje biodizela.
Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori intenziviraju reakciju između ulja i metanola kroz kavitaciju pogon mešanje i prenos mase. Ovo omogućava bržu esterifikaciju i transesterifikaciju, bolje rukovanje varijabilnim UCO sirovinama i skalabilnu inline proizvodnju biodizela.
Za komercijalne proizvođače, Hielscher ultrazvučni sistemi se koriste u procesima biodizela dizajniranim za proizvodnju goriva koji ispunjavaju ASTM D6751 i EN 14214. Za poljoprivrednike i male korisnike u zemljama bez propisa o biodizelu, ultrazvučni reaktori takođe mogu podržati kompaktnu proizvodnju manjih količina biodizela za lokalnu upotrebu opreme, istovremeno priznajući da gorivo bez specifikacija treba koristiti oprezno i u skladu sa lokalnim zahtevima i kompatibilnošću motora.
Ako je vaš cilj efikasna proizvodnja UCO za UCOME, Hielscher ultrazvučni biodizel reaktori nude moćnu i skalabilnu tehnološku platformu za modernu preradu biodizela.

Donja tabela vam daje indikaciju približnog kapaciteta obrade Hielscher ultrazvučnih biodizel reaktora:

Проток	Снага
20 – 100Л/х	1кВ
80 – 400Л/х	4к1кВ
0.3 – 1,5м³/х	4к4кВ
2 – 10м³/х	6к16кВ
20 – 100м³/х	62к16кВ

Zašto je Hielscher jak izbor za proizvođače biodizela?

Hielscher je prepoznat po industrijskoj ultrazvučnoj tehnologiji dizajniranoj za stvarne procesne aplikacije. U proizvodnji biodizela, Hielscher ultrazvučni reaktori pružaju praktičan put za intenziviranje konverzije UCO, poboljšanje mešanja metanola i ulja i podršku efikasnoj proizvodnji biodizela iz otpadnih ulja i masti.

Ključni razlozi zbog kojih proizvođači biraju Hielscher uključuju:

• Dokazana ultrazvučna stručnost
• Inline reaktor dizajna za kontinuiranu preradu biodizela
• Pogodnost za esterifikaciju i transesterifikaciju
• Snažan put skaliranja od laboratorije do proizvodnje
• Robusna oprema za industrijska okruženja
• Efikasna obrada izazovnih sirovina kao što je korišćeno jestivo ulje

Дизајн, производња и консалтинг – Квалитет Маде ин Германи

Хиелсцхер ултрасоникатори су познати по свом највишем квалитету и стандардима дизајна. Робусност и једноставан рад омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних апарата у индустријске објекте. Хиелсцхер ултрасоникатори се лако носе са тешким условима и захтевним окружењима.

Хиелсцхер Ултрасоницс је ИСО сертификована компанија и ставља посебан нагласак на ултрасоникаторе високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставношћу за коришћење. Наравно, Хиелсцхер ултрасоникатори су усаглашени са ЦЕ и испуњавају захтеве УЛ, ЦСА и РоХ.

---

---

Литература / Референце

• 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).

Често постављана питања

Može li se biodizel koristiti za poljoprivrednu opremu?

Da. Poljoprivredna oprema sa dizel motorima sa kompresijskim paljenjem može generalno koristiti biodizel mešavine, a mnogi proizvođači odobravaju mešavine kao što su BKSNUMKS ili BKSNUMKS; veće mešavine zavise od specifičnog motora, materijala sistema goriva i OEM smernica.

Koji motori mogu da rade na biodizelu?

Biodizel je namenjen za dizel motore, posebno motore sa kompresinim paljenjem koji se koriste u vozilima, generatorima i poljoprivrednim mašinama. U praksi, u suštini svi dizel motori mogu da rade na niskim biodizel mešavinama, dok upotreba viših mešavina ili uredan biodizel (B100) zahteva kompatibilnost motora i odobrenje proizvođača.

Šta je SAD ASTM D6751 standard?

ASTM D6751 je američka specifikacija za biodizel goriva blendstock, B100, za mešanje sa srednjim destilata goriva. Ona definiše potrebne osobine goriva i pokriva razrede S15 i S500, što odgovara maksimalnom sadržaju sumpora od 15 ppm i 500 ppm.

Šta je UCOME biodizel?

UCOME znači koristi jestivo ulje metil ester. To je metil ester masnih kiselina biodizel napravljen pretvaranjem otpadnog jestivog ulja u metil estere, obično za upotrebu kao zamena za dizel ili mešavinu komponente.

Da li je UCOME pogodan kao komponenta za mešanje za bio-morsko mazut?

Da. UCOME se već komercijalno koristi kao komponenta za mešanje u morskim formulacijama biogoriva, na primer u mešavinama sa lož uljem sa veoma niskim sadržajem sumpora (VLSFO). Njegova pogodnost zavisi od kvaliteta goriva, stabilnosti, kompatibilnosti i usklađenosti sa relevantnim specifikacijama brodskog goriva i zahtevima za rukovanje.