Hielscher ultraljud teknik

Produktion av bio diesel & Biodieselomvandling

När du gör bio diesel, långsam reaktionskinetik och dålig Mass överföring sänker din bio diesel anläggningens kapacitet och din bio diesel avkastning och kvalitet. Hielscher ultraljud reaktorer förbättra transesterifiering kinetik signifikant. Därför lägre överskott metanol och mindre katalysator krävs för bio diesel bearbetning.

Bio diesel är som vanligen produceras i batch-reaktorer med hjälp av värme och mekanisk blandning som energi inmatning. Ultraljud cavitational blandning är en effektivt alternativ medel för att uppnå en bättre blandning i kommersiella bio diesel bearbetning. Ultraljud kavitation ger nödvändig aktiverings energi för den industriella bio diesel transesterifiering.

Transesterifiering (kemisk biodiesel Konvertering)

Tillverkning av bio diesel från vegetabiliska oljor (t. ex. soja, raps, Jatropha, solrosfrön eller Alger) eller animaliska fetter, involverar den base-katalyserade transesterifiering av fett syror med metanol eller etanol för att ge motsvarande metylestrar eller etylestrar. Glycerin är en oundviklig biprodukt av denna reaktion.

Vegetabiliska oljor som animaliska fetter är triglycerider som består av tre kedjor av fett syror bundna av en glycerin molekyl. Triglycerider är estrar. Estrar är syror, som fett syror, kombinerat med en alkohol. Glycerin (= glycerol) är en tung alkohol. I omvandlings processen triglyceridestrar förvandlas till alkylstrar (= bio diesel) med hjälp av en katalysator (LUT) och en alkoholreagens, t. ex. metanol, som ger metylestrar bio diesel. Metanol ersätter glycerin.

Glycerinen – den tyngre fasen – sjunker till botten. Biodiesel – den ljusare fasen – flyter ovanpå och kan separeras, t ex genom dekantrar eller centrifuger. Denna omvandlings process kallas transesterifiering.

Den konventionella esterifieringsreaktionen i batchbearbetning tenderar att vara långsam, och fas separation av glycerin är tids krävande, ofta tar 5 timmar eller mer.

Ultraljud för biodiesel produktion

Tulsa Biofuels_Manufacturer

"Vi har varit mycket nöjda med Hielschers utrustning och service och vi har alla avsikter att inkludera den Hielscher ultraljud tekniken i alla våra framtida strävanden."

Todd Stephens, Tulsa bio bränslen

Idag är bio diesel främst produceras i batch reaktorer. Ultraljud biodiesel konvertering möjliggör kontinuerlig inline bearbetning. Ultrasonication kan uppnå en bio diesel avkastningen överstiger 99%. Ultraljud reaktorer minska handläggnings tiden konventionella 1 till 4 timmars batchbearbetning till mindre än 30 sekunder. Viktigare, ultraljud minskar separations tiden från 5 till 10 timmar (med konventionell agitation) till mindre än 60 minuter. Ultraljud bidrar också till att minska till mängden katalysator som krävs med upp till 50% på grund av den ökade kemiska aktiviteten i närvaro av kavitation (se även sonochemistry). När du använder ultraljud mängden överskjutande metanol som krävs reduceras också. En annan fördel är den resulterande ökningen av renheten av glycerin.

Ultraljud produktion av biodiesel innebär följande steg:

  1. vegetabilisk olja eller animaliskt fett blandas med metanol (som gör metylestrar) eller etanol (för etylestrar) och natrium eller kalium methoxide eller hydroxid
  2. blandningen värms upp, t. ex. till temperaturer mellan 45 och 65degC
  3. den uppvärmda blandningen sonicated inline i 5 till 15 sekunder
  4. glycerin droppar ut eller separeras med hjälp av centrifuger
  5. den konverterade bio diesel tvättas med vatten

Vanligast är ultraljudsbehandling är utförs vid ett förhöjt tryck (1 till 3bar, mätar tryck) med hjälp av en matar pump och en justerbar back-Pressure ventil bredvid cellen flöde.

Industriell biodiesel konvertering behöver inte mycket ultraljud energi. Tabellen ovan visar typiska effekt behov för olika flödes hastigheter. Det faktiska energi behovet kan bestämmas med hjälp av en 1kW ultraljud processor i bänk skala. Alla resultat från sådana bänk prövningar kan skalas upp enkelt. Vid behov finns det FM-och ATEX-certifierade Ultrasonic-enheter, till exempel UIP1000-Exd.

Hielscher levererar industriella ultraljud bio diesel bearbetnings utrustning, över hela världen. Med ultraljud processorer på upp till 16kW effekt per enskild enhet, det finns ingen gräns i bio diesel växt storlek eller bearbetnings kapacitet.

Kostnader för ultraljud bio diesel tillverkning

(Klicka för större vy!) Den totala energi effektiviteten är viktigt när du gör bio diesel. Verknings graden beskriver hur mycket av strömmen som överförs från pluggen till olje/metanol blandningen. Våra ultraljud reaktorer har en övergripande effektivitet på mer än 80%.Ultraljud är ett effektivt sätt att öka reaktions hastighet och konverterings grad i den kommersiella biodieselproduktionen. Ultraljud bearbetnings kostnader resultat främst från investeringen
för ultraljud utrustning, verktyg kostnader och underhåll. Den utestående Energieffektivitet (Klicka på diagram till höger) av Hielscher Ultrasonic enheter hjälper till att minska nyttan kostnader och detta för att göra denna process ännu grönare. De resulterande kostnaderna för ultraljud varierar mellan 0.1ct och 1,0 CT per liter (0,4 CT till 1,9 CT/gallon) när används i kommersiell skala. Läs mer om ultraljudbearbetningskostnader.

Frost & Sullivan Technology innovation av året

Frost & Sullivan europeiska teknik innovation of the Year Award i bio diesel bearbetnings teknik går till Hielscher Ultrasonics som ett erkännande av företagets utveckling av nya ultraljud teknik för bio diesel produktion.

Hielscher Ultrasonics fick den prestigefyllda frost & Sullivan Technology Innovation of the Year Award som ett erkännande av företagets utveckling av ny ultraljud teknik för bio diesel produktion. Klicka här för att läsa mer.

Begär mer information!

Vänligen använd formuläret nedan, om du vill begära ytterligare information om användningen av ultraljud i den kommersiella omvandlingen av bio diesel.









Observera att våra Integritetspolicy.


Bio diesel liten skala ultrasonication setup

Single tank setup för ultraljud bio diesel transesterifiering-ultraljud omräkning av bio diesel kan utföras i någon skala.Ultraljud kan användas för omvandling av olja till bio diesel i någon skala. Bilden till höger (Klicka för större vy!) visar en liten skala setup för bearbetning av 60-70L (16 till 19 gallon). Detta är den typiska inställningen för inledande studier och process demonstration.

Den här inställningen består av följande delar:

  • En 500 watt eller 1 000 watt ultraljud enhet (20kHz) med booster, sonotrode och flöde cell
  • effekt mätare för mät kraft och energi
  • 80L bearbetnings tank (plast, t. ex. HDPE)
  • värmeelement (1 till 2kW)
  • 10L katalysator premix tank (plast, t. ex. HDPE)
  • katalysator premixer (omrörare)
  • pumpen (Centrifugera, mono eller kugg hjul) i ca 10 till 20L/min vid 1 till 3 barg
  • back-tryck ventil för att justera trycket i flödes cellen
  • Tryck mätare för mätning av matnings tryck

Förberedelse

Kaliumhydroxid (0,2 till 0,4 kg, katalysator) löses upp i ca. 8.5 L metanol i katalysator pre-mix tank. Detta kräver omrörning av katalysator premixen. Bearbetnings tanken fylls med 66L vegetabilisk olja. Oljan värms upp av värmeelement till 45 till 65degC.

Konvertering

När katalysatorn är helt upplöst i metanol, är katalysatorn premix blandas med den uppvärmda oljan. Pumpen matar blandningen till cellen flöde. Med hjälp av back-tryck ventilen, är trycket justeras till 1 till 3barg (15 till 45psig). Recirkulation genom ultraljud bio diesel reaktorn bör utföras i ca. 20 minuter. Under denna tid, oljan omvandlas till bio diesel. Efter detta är pumpen och ultraljud avstängd. Glycerin (tyngre fas) kommer att separera från bio diesel (ljusare fas). Avskiljandet tar ca. 30 till 60 noterar. När separationen är klar, glycerin kan tömmas.

Bio diesel tvätt

Som den konverterade bio diesel innehåller föroreningar, tvätt krävs. För tvättning, vatten blandas in i bio diesel. Ultrasonication kan gynna blandningen av bio diesel med vattnet. Detta ökar den aktiva ytan till följd av minskningen av droplet-storleken (se: Ultraljud emulgering). Vänligen överväga, att mycket intensiv ultraljudsbehandling kan minska vattendroppar till en storlek, att en nästan stabil emulsion bildas som kommer att kräva särskilda medel (t. ex. Centrifugera) som skall separeras.

Bio diesel tillverknings anläggning

Flödet-diagrammet nedan visar en typisk setup för in-line ultraljudsbehandling av olja för omvandling till bio diesel. Klicka på diagrammet för att få en större vy.

Klicka för större vy! Kontinuerlig bio diesel bearbetning Flow-diagram med hjälp av ultraljud Cavitational blandning-ultraljud omvandling av bio diesel kan utföras i någon skala.

Kontinuerlig bio diesel bearbetning och separation

I en inställning för kontinuerlig bio diesel bearbetning och kontinuerlig separationblandas den uppvärmda oljan och katalysatorns premix tillsammans kontinuerligt med justerbara pumpar. En inline statisk mixer förbättrar homogenitet av fodret till ultraljud reaktorn. Oljan/katalysator blandningen passerar cellen flöde, där den utsätts för ultraljud kavitation i ca 5 till 30 sekunder. En back-Pressure ventil används för att kontrol lera trycket i flödet cellen. Den sonicated blandningen går in i reaktorn kolumnen på toppen. Reaktor kolonnens volym är konstruerad för att ge ca. 1 timmes kvarhållningstid i kolumnen. Under den tiden transesterifieringsreaktionen är avslutad. Den reagerade glycerin/bio diesel blandningen pumpas till centrifugen där den är uppdelad i bio diesel och glycerin fraktioner. Efter bearbetning innebär metanol återhämtning, tvätt och torkning och kan göras kontinuerligt också.

Denna inställning eliminerar bio diesel reaktor partier, konventionella omrörare och stora separator tankar.

Bio diesel transesterifiering reaktions hastighet

Diagrammen nedan visar typiska resultat av transesterifiering av rapsolja (industriell kvalitet) med natrium methoxide (vänster) och kaliumhydroxid (höger). För båda testerna exponerades ett kontroll prov (blå linje) för intensiv mekanisk blandning. Den röda linjen representerar sonicated provet av identisk formulering med avseende på volym förhållandet, katalysator koncentration och temperatur. Den horisontella axeln visar tiden efter blandning eller ultraljudsbehandling, respektive. Den vertikala axeln visar volymen av glycerin som bosatte sig i botten. Detta är ett enkelt sätt att mäta reaktions hastigheten. I båda diagrammen sonicated prov (röd) reagerar mycket snabbare än kontroll prov (blått).

Bio diesel från rapsolja med natrium methoxide-transesterifiering Speed diagram Bio diesel från rapsolja med kaliumhydroxid-transesterifiering Speed diagram

Länkar för bio diesel Supplies

Klicka här för länkar till leverantörer av pumpar och tankar för bio diesel industrin.

Kemikalie-och säkerhets information

Läs noga igenom informationen nedan för att förhindra komplikationer och negativa hälso effekter.

Bio diesel kemikalier

Metanol är giftigt. Det kan orsaka nerv försämring som ett resultat av långvarig användning. Det kan adsorberas av huden, alltför. Om stänkte i ögonen kan det orsaka blindhet och metanol kan vara dödlig vid förtäring. Av denna anledning, vidta nödvändiga försiktighets åtgärder vid hantering av metanol. Det rekommenderas att använda en bra respirator, ett förkläde och gummi handskar.

Kaliumhydroxid (KOH) är giftigt och orsakar hud Bränn skador vid kontakt. God ventilation krävs.

Se till att arbets ytan är generöst och grundligt ventilerad för att tillåta ångor att fly. Vapor patron respiratorer är inte effektiva mot metanol ångor. Ett levererat luft system (SCBA — Självförsörjande andnings apparat) ger bättre skydd mot metanol ångor.

Bio diesel och gummi delar

Körs på 100% bio diesel för längre tid kan orsaka komplikationer till fuktade gummi delar (pump, slangar, O-ringar) av motorn. Utbyte av stål delar eller tunga gummi kan eliminera detta problem. Alternativt kan du blanda ca. 25% konventionell (fossil) diesel i din bio diesel för att förhindra komplikationer.

biodiesel

Bio diesel, såsom rapsmetylester (RME) är en förnybar och biologiskt nedbrytbart bränsle. Bio diesel har flera fördelar jämfört med raka vegetabilisk olja (SVO). Det kräver ingen motor omvandling eller bränsle system modifiering för att köra bio diesel på konventionella diesel motorer. Bio diesel tillsätts vanligen till den petrodiesel som säljs på pumpar idag för att öka smörjningen av ren Diesel med mycket låg svavel halt (ULSD), vilket är fördelaktigt eftersom bio diesel har nästan ingen svavel halt.