Ultraljudsreaktorer för biodieselproduktion

Ultraljudsreaktorer förbättrar den kemiska reaktionskinetiken i omvandlingsprocessen för biodiesel. Detta leder till snabbare transesterifiering, högre omvandlingsutbyte och minskar behovet av överskott av metanol och katalysator. Hielscher tillverkar ultraljudsreaktorer för blandning vid produktion av biodiesel i alla skalor. Ultraljudsreaktorerna är kompakta, enkla att installera och mycket effektiva.

Ökad och snabbare biodieselproduktion med effektultraljud

Biodiesel är ett förnybart och rent brinnande bränsle som framställs av vegetabiliska oljor, animaliska fetter eller använd matolja. Det kan produceras genom en transesterifieringsreaktion, där triglycerider omvandlas till fettsyrametylestrar (FAME) med hjälp av en alkohol och en katalysator. Ett sätt att påskynda transesterifieringsreaktionen är att använda ultraljudsvågor, som kan förbättra blandningen och massöverföringen av reaktanterna samt främja sönderdelningen av oljedropparna och dispergeringen av katalysatorn.
En ultraljudsapparat med sond, även kallad sonotrod, är en anordning som genererar högfrekventa ljudvågor (vanligtvis i intervallet 20 kHz till 30 kHz) genom att sätta en titanstav i vibration. Ultraljudsvågorna fortplantar sig genom vätskan och skapar högtrycks- och lågtryckszoner, vilket får kavitationsbubblor att bildas och snabbt kollapsa. Bubblornas kollaps genererar intensiv lokal uppvärmning och kylning, höga skjuvkrafter och stötvågor, vilket kan öka reaktionshastigheten och effektiviteten i transesterifieringsprocessen.

 

I den här instruktionsvideon presenterar vi de vetenskapliga principerna bakom hur ultraljudsreaktorer för biodiesel avsevärt förbättrar biodieselproduktionen. Hielscher ultraljudsreaktorer för biodiesel är ett etablerat och kraftfullt verktyg för att förbättra produktionsprocessen för biodiesel. I videon går vi igenom funktionsprincipen och visar olika ultraljudskonfigurationer för alla produktionsskalor. Öka effektiviteten och kostnadseffektiviteten i er biodieselproduktion och uppnå större utbyte av högkvalitativ biodiesel genom snabb omvandling. Samtidigt gör ultraljudsreaktorer för biodiesel det möjligt att använda oljor av låg kvalitet, såsom vegetabiliska spilloljor eller förbrukat matlagningsfett, och bidrar till att minska förbrukningen av metanol och katalysator, vilket främjar en miljövänlig och hållbar biodieselproduktion.

 

Fördelar med biodieselproduktion med ultraljud

Fördelarna med att använda en ultraljudsapparat med sond för biodieselsyntes omfattar:

1. Högre reaktionshastighet: Ultraljudsvågorna kan öka massöverföringen av reaktanterna och påskynda transesterifieringsreaktionen, vilket förkortar reaktionstiden och ökar utbytet av biodiesel.
2. Högre utbyte och renhet: Biodieselprocessen med ultraljud förbättrar dispergeringen av katalysatorn och reaktionsblandningens homogenitet, vilket leder till högre utbyte och renhet hos biodieseln.
3. Billig råvara : Med ultraljud kan du använda råvaror av allra lägsta kvalitet – såsom använda matoljor, animaliska avfallsfetter och icke ätliga oljor – och omvandla dem till biodiesel av hög kvalitet. Läs mer!
4. Lägre energiförbrukning: Användningen av ultraljudsbehandling minskar den energi som krävs för blandning och uppvärmning av reaktionsblandningen samt mängden katalysator som behövs, vilket ger en mer hållbar och kostnadseffektiv process. Läs mer!
5. Flexibilitet och skalbarhet: Hielschers ultraljudsapparater med sond och reaktorer kan användas för både småskalig och storskalig produktion av biodiesel och kan enkelt integreras i befintliga produktionsprocesser.

Sammantaget innebär detta att användningen av ultraljudsapparater och ultraljudsreaktorer från Hielscher för biodieselsyntes ger betydande fördelar vad gäller reaktionshastighet, utbyte, renhet, energiförbrukning och skalbarhet, vilket gör det till en lönsam teknik för hållbar produktion av förnybara bränslen.

Ultraljudsreaktorer för biodiesel minskar kostnaderna och ökar biodieselutbytet

Överskott av metanol och katalysator är betydande kostnadsfaktorer vid biodieselproduktion. Hielschers ultraljudsreaktorer använder intensiv skjuvning genom kavitation för att blanda metanol med din råvara. Detta ger mycket mindre metanoldroppar, vilket leder till bättre utnyttjande av metanol och katalysator. Därför krävs mindre överskott av metanol och mindre katalysator. Dessutom påverkar kavitationen reaktionskinetiken, vilket leder till snabbare och mer fullständig transesterifiering.

Användning av ultraljudsreaktorer för biodieselproduktion rekommenderas för produktionskapaciteter över 0,25 ton biodiesel per timme. Hielscher erbjuder ultraljudsreaktorer med en kapacitet på upp till 16 ton/timme (5100 gallon/timme) per reaktor. Du kan kombinera flera reaktorer för att anpassa dem till din processkapacitet. Du kan lägga till ytterligare reaktorer senare när du utökar din produktionskapacitet. Vi rekommenderar gärna den lämpligaste konfigurationen av biodieselreaktorer för din anläggnings utformning och din processkapacitet.

Ultraljudsreaktorer för småskalig och medelstor biodieselproduktion

För små och medelstora biodieselproduktionssystem med en kapacitet på upp till 9 ton/timme (2900 gallon/timme) erbjuder Hielscher UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt) eller UIP2000hdT (2000 watt). Dessa fyra inline-ultraljudsreaktorer är mycket kompakta och enkla att integrera eller eftermontera. De är byggda för krävande drift i tuffa miljöer. Nedan hittar du rekommenderade reaktorkonfigurationer för olika produktionstakter.

	ton/timme	gallon/timme
1x UIP500hdT	0,25–0,5	80–160
1x UIP1000hdT	0,5–1,0	160–320
1x UIP1500hdT	0,75–1,5	240–480
1x UIP2000hdT	1,0–2,0	320–640
2x UIP1500hdT	1,5–3,0	480–960
2x UIP2000hdT	2,0–4,0	640–1280
4x UIP1500hdT	3,0–6,0	960–1920
4x UIP2000hdT	4–8	1280–2560

Ultraljudsreaktorer för fullskalig industriell biodieselproduktion

För industriella biodieselproduktionsanläggningar erbjuder Hielscher UIP4000hdT (4000 watt), UIP6000hdT (6000 watt), UIP10000hdT (10 000 watt) och UIP16000hdT (16 000 watt). Dessa ultraljudshomogenisatorer med inline-reaktorer är konstruerade för kontinuerlig produktion av biodiesel vid höga flöden. Alla fyra ultraljudshomogenisatorerna finns tillgängliga i skåp av rostfritt stål. Den vertikala monteringen kräver minimal golvyta vid installation eller eftermontering. Nedan hittar du rekommenderade konfigurationer för typiska industriella bearbetningskapaciteter.

	ton/timme	gallon/timme
3x UIP4000hdT	6,0–12,0	1920–3840
5x UIP4000hdT	10,0–20,0	3200–6400
3x UIP10000hdT	15,0–30,0	4800–9600
3x UIP16000hdT	24,0–48,0	7680–15 360
5x UIP16000hdT	40,0–80,0	12 800–25 600

Inline-blandning av olja och metanol med ultraljud

Ultraljudsreaktorer för blandning ersätter tankomrörare och andra dynamiska skjuvblandare. I allmänhet installeras ultraljudsreaktorerna för biodiesel för att blanda två inmatningsströmmar: olja och metanol (med katalysator). För detta pumpas en grov förblandning genom inline-ultraljudsreaktorn, där ultraljudskavitationen blandar och emulgerar båda reagenserna inom 2–10 sekunder. Detta är en inline-blandningsprocess. När blandningen lämnar flödescellsreaktorn separeras glycerinet genom gravitation på mindre än 60 minuter. Alternativt kan du mata in den ultraljudsbehandlade blandningen i en centrifug efter några minuters reaktionstid. Inline-blandningen minskar antalet tankar som används och deras volym jämfört med konventionell satsvis bearbetning. Detta förbättrar kapitalutnyttjandet.