Ultrasonikasyon ile Alglerden Biyodizel Üretimi
Alg yağı, biyodizel üretimi için ilgi çekici, sürdürülebilir bir hammaddedir. Soya, kanola ve palm gibi yaygın hammaddelere bir alternatiftir. Ultrasonikasyon, alg hücrelerinden yağ ekstraksiyonunu ve biyodizele dönüşümü iyileştirir.
Geleneksel yağlı tohum bitkileriyle karşılaştırıldığında algler, akre başına çok daha fazla yağ verir. Soya genellikle akre başına 50 galondan az yağ üretirken ve kolza akre başına 130 galondan az yağ verirken, algler akre başına 10.000 galona kadar yağ verebilir. Özellikle diyatomlar ve yeşil algler, biyodizel üretimi için iyi kaynaklardır.
Diğer bitkiler gibi algler de enerjiyi lipitler biçiminde depolar. Yağları ekstrakte etmek için presleme, hekzan çözücüsüyle yıkama ve ultrasonik ekstraksiyon gibi çeşitli yöntemler vardır.
Alg Yağının Ultrasonik Ekstraksiyonu
Sıvıların yoğun sonikasyonu, sıvı ortamda yayılan ve dönüşümlü yüksek basınç ve düşük basınç döngülerine yol açan ses dalgaları üretir. Düşük basınç döngüsü sırasında sıvıda yüksek yoğunluklu küçük vakum kabarcıkları oluşur. Kabarcıklar belirli bir boyuta ulaştığında, yüksek basınç döngüsü sırasında şiddetle çöker. Buna kavitasyon denir. İçe doğru çökme sırasında yerel olarak çok yüksek basınçlar ve yüksek hızlı sıvı jetleri oluşur. Ortaya çıkan kesme kuvvetleri hücre yapısını mekanik olarak parçalar ve madde aktarımını iyileştirir. Bu etki, alglerden lipit ekstraksiyonunu destekler.
Ultrasonik karıştırma, biyodizel dönüşüm oranını iyileştirir, verimi artırır ve fazla metanol ile katalizörden tasarruf sağlar. Görsel, bir biyodizel tesisindeki 3x UIP1000hdT (her biri 1kW) kurulumunu göstermektedir.
Aşağıdaki tablo, çeşitli hacimsel debiler için tipik güç gereksinimlerini göstermektedir. Ultrasonik sistem genellikle hat içine entegre edilir. Ultrasonikasyon reaktörü mevcut tesislere kolayca sonradan eklenerek alg ekstraksiyonunu iyileştirebilir.
|
Debi
|
Güç
|
|---|---|
|
20 – 100L/hr
|
|
|
80 – 400L/hr
|
|
|
0,3 – 1,5m³/hr
|
|
|
2 – 10m³/hr
|
|
|
20 – 100m³/hr
|
Alg Yağının Soğuk Preslenmesi İçin Ultrasonik Hazırlık
Özellikle presleme amacıyla, hücre kalıntıları dahil tüm hücre içi ürünlerin kontrolsüzce açığa çıkmasını veya ürün denatürasyonunu önlemek için hücre parçalamanın iyi kontrol edilmesi gerekir. Hücre yapısının parçalanmasıyla, dış basınç uygulanarak hücrelerin içinde depolanan daha fazla lipit açığa çıkarılabilir.
Alg Yağının Ultrasonik Çözücü Ekstraksiyonu
Ultrasonik dalgaların yüksek basınç döngüleri, hekzan gibi çözücülerin hücre yapısına difüzyonunu destekler. Ultrason, kavitasyonun kesme kuvvetleriyle hücre duvarını mekanik olarak parçaladığı için lipitlerin hücreden çözücüye aktarılmasını kolaylaştırır. Yağ hekzanda çözündükten sonra posa/doku süzülerek uzaklaştırılır. Yağı hekzandan ayırmak için çözelti damıtılır. Hielscher, tehlikeli ortamlarda yanıcı sıvıların veya çözücülerin sonikasyonu için UIP1000-Exd gibi FM ve ATEX sertifikalı ultrasonikasyon sistemleri sunar.
Ultrasonikasyon, alglerin hasadını kolaylaştırır. Ultrasonik alg hasadı hakkında daha fazla bilgi edinin!
Alg Yağının Ultrasonik Enzimatik Ekstraksiyonu
Enzimatik işlem sonikasyonla birleştirildiğinde güçlü sinerjik etkiler gözlemlenebilir. Kavitasyon, enzimlerin dokuya nüfuz etmesine yardımcı olarak daha hızlı ekstraksiyon ve daha yüksek verim sağlar. Bu durumda su çözücü görevi görür ve enzimler hücre duvarlarını parçalar.
Ultrasonik alg yağı ekstraksiyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!
Biyodizel üretiminde ultrasonikasyon hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
Pilot Ölçekten Üretime Ultrasonik Alg Yağı İşleme
Örneğin 1kW sistemler kullanılarak pilot ölçekli denemeler yapılmasını öneriyoruz. Bu, kendi proses akışınız üzerindeki genel etkileri ve iyileşmeyi gösterecektir. Tüm sonuçlar, büyük proses akışlarına doğrusal olarak ölçeklendirilebilir. Prosesinizi sizinle görüşmekten ve sonraki adımları önermekten memnuniyet duyarız.
Ultrasonik biyodizel karıştırmanın çok büyük bir avantajı, bu prosesin enerji verimliliğidir. Ultrasonik biyodizel reaktörleriyle elde edilen enerji tasarrufu hakkında daha fazla bilgi edinin!
Ultrasonik esterifikasyon ve transesterifikasyon, kesikli veya sürekli hat içi proses olarak yürütülebilir. Şema, biyodizel (FAME) transesterifikasyonu için ultrasonik hat içi prosesi göstermektedir.
Hat içi biyodizel esterifikasyonu ve transesterifikasyonu için akış hücreli ultrasonik endüstriyel sistem.
Endüstriyel Biyodizel Üretimi İçin Orta Boy ve Büyük Ölçekli Sonikatörler
Hielscher Ultrasonics, her hacimde verimli biyodizel üretimi için endüstriyel nitelikte orta boy ve büyük ölçekli endüstriyel ultrasonik işlemciler tedarik eder. Tüm sistemler, alg yağı, bitkisel yağlar, hayvansal yağlar, atık yağlar vb. dahil her tür hammaddenin transesterifikasyonunu iyileştirmek için kullanılabilir.
Hielscher portföyü her üretim kapasitesine uygun ultrasonik sistemleri kapsadığından, hem küçük üreticiler hem de büyük şirketler için ideal çözümü sunabiliriz. Ultrasonik biyodizel dönüşümü, kesikli veya sürekli hat içi proses olarak yürütülebilir. Kurulum ve işletim basit ve güvenlidir; üstün kalitede biyodizelin güvenilir biçimde yüksek miktarlarda üretilmesini sağlar.
Aşağıda, çeşitli üretim hızları için önerilen reaktör kurulumlarını bulabilirsiniz.
|
ton/hr
|
gal/hr
|
|
|---|---|---|
| 1x UIP500hdT |
0,25 – 0,5
|
80 – 160
|
| 1x UIP1000hdT |
0,5 – 1,0
|
160 – 320
|
| 1x UIP1500hdT |
0,75 – 1,5
|
240 – 480
|
| 2x UIP1000hdT |
1,0 – 2,0
|
320 – 640
|
| 2x UIP1500hdT |
1,5 – 3,0
|
480 – 960
|
| 4x UIP1500hdT |
3,0 – 6,0
|
960 – 1920
|
| 6x UIP1500hdT |
4,5 – 9,0
|
1440 – 2880
|
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sorun!
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte karıştırma uygulamaları, dispersiyon, emülsifikasyon ve ekstraksiyon için yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir.
Literatür / Kaynaklar
- 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.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrason Sonochem. 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- 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.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Nieves-Soto, M., Oscar M. Hernández-Calderón, C. A. Guerrero-Fajardo, M. A. Sánchez-Castillo, T. Viveros-García and I. Contreras-Andrade (2012): Biodiesel Current Technology: Ultrasonic Process a Realistic Industrial Application. InTechOpen 2012.
Hielscher Ultrasonics, yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörleri laboratuvar ölçeğinden başlayarak endüstriyel ölçeğe kadar üretir.