Biodiesel från alger med ultraljudsbehandling

Algolja är en intressant hållbar råvara för tillverkning av biodiesel. Den är ett alternativ till vanliga råvaror som soja, canola och oljepalm. Ultraljudsbehandling förbättrar extraktionen av olja från algcellerna och omvandlingen till biodiesel.

Jämfört med traditionella oljeväxter ger alger mycket mer olja per acre. Medan soja vanligtvis ger mindre än 50 gallon olja per acre och raps ger mindre än 130 gallon per acre, kan alger ge upp till 10 000 gallon per acre. Särskilt kiselalger och grönalger är goda råvarukällor för produktion av biodiesel.

Liksom andra växter lagrar alger energi i form av lipider. Det finns olika metoder för att extrahera oljorna, såsom pressning, tvättning med hexan som lösningsmedel och ultraljudsextraktion.

Ultraljudsextraktion av algolja

Intensiv ultraljudsbehandling av vätskor genererar ljudvågor som fortplantar sig i vätskemedierna och ger upphov till omväxlande högtrycks- och lågtryckscykler. Under lågtryckscykeln bildas små vakuumbubblor med hög intensitet i vätskan. När bubblorna når en viss storlek kollapsar de våldsamt under en högtryckscykel. Detta kallas kavitation. Under implosionen uppstår lokalt mycket höga tryck och vätskestrålar med hög hastighet. De resulterande skjuvkrafterna bryter ned cellstrukturen mekaniskt och förbättrar masstransporten. Denna effekt främjar extraktionen av lipider från alger.

 
Tabellen nedan visar typiska effektbehov för olika volymflöden. Ultraljudssystemet integreras i allmänhet i processledningen. Ultraljudsreaktorn kan enkelt eftermonteras i befintliga anläggningar och förbättrar därmed extraktionen från alger.

Förbehandling med ultraljud för kallpressning av algolja

Särskilt vid pressning krävs god kontroll över cellsönderdelningen för att undvika en ohindrad frisättning av alla intracellulära produkter, inklusive cellrester, eller denaturering av produkten. Genom att bryta ned cellstrukturen kan mer av de lipider som lagras inuti cellerna frigöras när yttre tryck appliceras.

Ultraljudsassisterad lösningsmedelsextraktion av algolja

Ultraljudsvågornas högtryckscykler främjar diffusionen av lösningsmedel, såsom hexan, in i cellstrukturen. Eftersom ultraljud bryter ned cellväggen mekaniskt genom kavitationens skjuvkrafter underlättar det överföringen av lipider från cellen till lösningsmedlet. När oljan har lösts i hexanet filtreras massan/vävnaden bort. Lösningen destilleras för att separera oljan från hexanet. För ultraljudsbehandling av brandfarliga vätskor eller lösningsmedel i riskmiljöer erbjuder Hielscher FM- och ATEX-certifierade ultraljudssystem, såsom UIP1000-Exd.
Ultraljudsbehandling underlättar skörd av alger. Läs mer om ultraljudsassisterad skörd av alger!

Ultraljudsassisterad enzymatisk extraktion av algolja

Starka synergieffekter kan observeras när enzymatisk behandling kombineras med ultraljudsbehandling. Kavitationen hjälper enzymerna att tränga in i vävnaden, vilket ger snabbare extraktion och högre utbyten. I detta fall fungerar vatten som lösningsmedel och enzymerna bryter ned cellväggarna.
Läs mer om ultraljudsextraktion av algolja!
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsbehandling vid tillverkning av biodiesel!

Bearbetning av algolja med ultraljud från pilotskala till produktion

Vi rekommenderar försök i pilotskala, exempelvis med 1kW-system. Detta visar de allmänna effekterna och förbättringen för just din procesström. Alla resultat kan skalas upp linjärt till stora procesströmmar. Vi diskuterar gärna din process med dig och rekommenderar ytterligare steg.
En mycket stor fördel med ultraljudsblandning vid biodieseltillverkning är processens energieffektivitet. Läs mer om de energibesparingar som uppnås med ultraljudsreaktorer för biodiesel!

Medelstora och storskaliga ultraljudsapparater för industriell biodieselproduktion

Hielscher Ultrasonics levererar både medelstora och storskaliga industriella ultraljudsprocessorer av industrikvalitet för effektiv produktion av biodiesel i alla volymer. Alla system kan användas för att förbättra omförestringen av alla typer av råvaror, inklusive algolja, vegetabiliska oljor, animaliska fetter, spilloljor osv.
Eftersom Hielschers sortiment omfattar ultraljudssystem för alla produktionskapaciteter kan vi erbjuda den idealiska lösningen för både små producenter och stora företag. Ultraljudsassisterad omvandling till biodiesel kan genomföras satsvis eller som en kontinuerlig process i processledningen. Installation och drift är enkel och säker och ger tillförlitligt höga produktionsvolymer av biodiesel med överlägsen kvalitet.
Nedan hittar du rekommenderade reaktorkonfigurationer för olika produktionstakter.