Üstün Proses ve Maliyet Verimliliği ile Biyodizel Üretimi

Ultrasonik karıştırma, yüksek verimli ve uygun maliyetli biyodizel üretimi için üstün teknolojidir. Ultrasonik kavitasyon büyük ölçüde kütle transferini artırır, böylece üretim maliyetlerini ve işleme süresini azaltır. Aynı zamanda, düşük kaliteli yağlar ve yağlar (örneğin atık yağlar) kullanılabilir ve biyodizel kalitesi artırılabilir. Hielscher Ultrasonics herhangi bir üretim ölçeği için yüksek performanslı, sağlam ultrasonik karıştırma reaktörleri sağlar. Biyodizel üretiminizin sonication'dan nasıl yararlanacağını daha fazla okuyun!

Ultrason Kullanarak Biyodizel Üretim Faydaları

Biyodizel (yağ asidi metil ester, abrev. FAME), lipid hammaddesinin (trigliseritler, örneğin bitkisel yağ, harcanan yemek yağları, hayvansal yağlar, alg yağı) ve alkolün (metanol, etanol) katalizör (örneğin potasyum hidroksit KOH) transesterifikasyon reaksiyonunun ürünüdür.
Sorun: Konvansiyonel karıştırma kullanılarak konvansiyonel biyodizel dönüşümünde, yağ ve alkolün transesterifikasyon reaksiyonunun her iki reaktanının da immiscible doğası, verimsiz bir biyodizel üretimi ile sonuçlanan zayıf kütle transfer hızına yol açar. Bu verimsizlik, uzun reaksiyon süreleri, daha yüksek metanol-yağ azı dişleri oranları, yüksek katalizör gereksinimleri, yüksek proses sıcaklıkları ve yüksek karıştırma oranları ile karakterizedir. Bu faktörler, geleneksel biyodizel üretimini pahalı bir süreç haline getiren önemli maliyet sürücüleridir.
Çözüm: Ultrasonik karıştırma, reaktanları yüksek verimli, hızlı ve düşük maliyetli bir şekilde emülsifiye eder, böylece yağ-metanol oranı iyileştirilebilir, katalizör gereksinimleri azalır, reaksiyon süresi ve reaksiyon sıcaklığı düşürülür. Böylece, kaynaklar (yani kimyasallar ve enerji) ve zamandan tasarruf edilir, işleme maliyeti düşürülürken, biyodizel kalitesi ve üretim karlılığı önemli ölçüde artar. Bu gerçekler, etkili biyodizel üretimi için tercih edilen teknolojide ultrasonik karıştırmaya dönüşür.
Araştırma ve endüstriyel biyodizel üreticileri, düşük kaliteli yağlar ve yağlar hammadde olarak kullanılsa bile, ultrasonik karıştırmanın biyodizel üretmenin son derece uygun maliyetli bir yolu olduğunu doğrulamamaktadır. Ultrasonik süreç yoğunlaştırma önemli ölçüde aşırı metanol ve katalizör kullanımını azaltarak dönüşüm oranını artırır, ASTM D6751 ve EN 14212 özellikleri kalite standardını karşılayan biyodizel üretmek için izin verir. (cf. Abdullah vd., 2015)

Ultrasonik transesterifikasyon biyodizel dönüşümünü geliştirir.

Trigliseritlerin sonication kullanılarak biyodizel (FAME) haline transesterifikasyonu, reaksiyonun hızlanmasına ve önemli ölçüde daha yüksek verimlilikle sonuçlanır.

Bilgi talebi





Ultrasonik biyodizel işlemci UIP2000hdT reaktör FC2T500k hızlı dönüşüm, daha yüksek verim ve mükemmel genel verimlilik için. Ultrason, biyodizel üretiminde mekanik karıştırıcılardan kolayca daha iyi performans sağlar.

Ultrasonik biyodizel reaktör UIP2000hdT üstün proses verimliliği için: daha yüksek verim, geliştirilmiş biyodizel kalitesi, daha hızlı işleme ve maliyet azaltma.

Ultrasonik karıştırma ile biyodizel prosesinizin enerji gereksinimlerini azaltın!

Ultrasonik karıştırma, hidrodinamik manyetik karıştırma ve yüksek kesme karıştırıcılarını şimdiye kadar daha iyi performans gösteren spesifik enerji tüketimi inbiodiesel üretimini azaltır.

Biyodizel Üretiminde Ultrasonik Karıştırmanın Sayısız Avantajı

Ultrasonik karıştırma reaktörleri, mevcut biyodizel tesislerine retro olarak monte edilebildiği gibi, herhangi bir yeni kuruluma kolayca entegre edilebilir. Bir Hielscher ultrasonik mikser entegrasyonu, herhangi bir biyodizel tesisini yüksek performanslı bir üretim tesisine dönüştürür. Basit kurulum, sağlamlık ve kullanıcı dostu (çalışma için özel bir eğitim gerekmez), herhangi bir tesisin yüksek verimli bir biyodizel tesisine yükseltilmesine izin verir. Aşağıda, bağımsız üçüncü taraflarca belgelenen avantajların bilimsel olarak kanıtlanmış sonuçlarını sunuyoruz. Sayılar, ultrasonik biyodizel karıştırmanın herhangi bir geleneksel karıştırma tekniğine göre üstünlüğünü kanıtlamaktadır.

Ultrasonik biyodizel işleme tesisinin akış çizelgesi

Akış çizelgesi, gelişmiş proses verimliliği için ultrasonik karıştırma da dahil olmak üzere biyodizel üretim adımlarını gösterir.

Verimlilik ve Maliyet Karşılaştırması: Ultrasonik vs Mekanik Karıştırma

Ultrasonik biyodizel reaktör teknolojisi üstün karıştırma sonuçları için ultrason kavitasyon kullanılır. Bu, daha yüksek biyodizel dönüşümü, daha yüksek verim, daha az metanol ve daha az katalizör tüketiminin yanı sıra enerji ve işletme maliyetlerinin azalmasına neden olur.Gholami ve arkadaşları (2021) karşılaştırmalı çalışmalarında ultrasonik transesterifikasyonun mekanik karıştırmaya göre avantajlarını (örneğin, bıçak karıştırıcı, çark, yüksek kesme mikseri) sunar.
Yatırım maliyetleri: Ultrasonik işlemci ve reaktör UIP16000 sadece 1.2m x 0.6m ayak izi ile 192-384 t biyodizel / d üretebilir. Buna karşılık, mekanik karıştırma (MS) için, mekanik strirng prosesinde uzun reaksiyon süresi nedeniyle çok daha büyük bir reaktör gereklidir ve bu da reaktör maliyetinin önemli ölçüde artmasına neden olur. (cf. Gholami vd., 2020)
İşleme maliyetleri: Ultrasonik biyodizel üretimi için işleme maliyetleri, esas olarak sonication işlemi için daha düşük toplam yatırım nedeniyle karıştırma işlemi için olanlardan% 7.7 daha düşüktür. Kimyasalların maliyeti (katalizör, metanol / alkol) her iki proses, sonikasyon ve mekanik karıştırmada üçüncü en büyük maliyet sürücüsüdür. Bununla birlikte, ultrasonik biyodizel dönüşümü için kimyasal maliyetleri mekanik karıştırmadan önemli ölçüde daha düşüktür. Kimyasalların maliyet kısmı, nihai biyodizel maliyetinin yaklaşık% 5'ini oluşturur. Daha düşük metanol, sodyum hidroksit ve fosforik asit tüketimi nedeniyle, ultrasonik biyodizel prosesteki kimyasalların maliyeti mekanik karıştırma işleminden% 2.2 daha düşüktür.
Enerji maliyetleri: Ultrasonik karıştırma reaktörü tarafından tüketilen enerji, mekanik karıştırıcı tarafından üretilenden yaklaşık üç kat daha düşüktür. Enerji tüketimindeki bu önemli azalma, akustik / ultrasonik kavitasyon fenomenini karakterize eden sayısız boşluğun üretimi ve çökmesinden kaynaklanan yoğun mikro karıştırma ve reaksiyon süresinin azalmasının bir ürünüdür (Gholami ve ark., 2018). Ek olarak, geleneksel karıştırıcıya kıyasla, ultrasonik karıştırma işlemi sırasında metanol geri kazanımı ve biyodizel arıtma aşamaları için enerji tüketimi sırasıyla% 26.5 ve% 1.3 azalır. Bu düşüş, ultrasonik transesterifikasyon sürecinde bu iki damıtma sütununa giren daha düşük miktarda metanolden kaynaklanmaktadır.
Atık bertaraf maliyetleri: Ultrasonik kavitasyon teknolojisi de atık bertaraf maliyetini önemli ölçüde azaltır. Sonication sürecindeki bu maliyet, karıştırma sürecinde bunun yaklaşık beşte biridir, bu da daha yüksek reaktör dönüşümü ve daha düşük miktarda tüketilen alkol nedeniyle atık üretimindeki önemli düşüşten kaynaklanmaktadır.
Çevre dostu: Çok yüksek genel verimlilik, azaltılmış kimyasal tüketim, daha düşük enerji gereksinimleri ve azaltılmış atık nedeniyle, ultrasonik biyodizel üretimi geleneksel biyodizel üretim süreçlerinden önemli ölçüde daha çevre dostudur.

Sonuç – Ultrasonik Biyodizel Üretim Verimliliğini Artırır

Ultrasonik karıştırma, verimlilikle mekanik çark karıştırıcılarını geride bıraktı.Bilimsel değerlendirme, ultrasonik karıştırmanın biyodizel üretimi için geleneksel mekanik karıştırmaya göre açık avantajlarını göstermektedir. Ultrasonik biyodizel işlemenin avantajları arasında toplam sermaye yatırımı, toplam ürün maliyeti, net bugünkü değer ve iç getiri oranı bulunmaktadır. Ultrasonik kavitasyon işlemine yapılan toplam yatırım miktarının yaklaşık% 20.8 oranında diğerlerinden daha düşük olduğu bulunmuştur. Ultrasonik reaktörlerin kullanılması ürün maliyetlerini% 5.2 azalttı – bakir kanola yağı kullanarak. Sonication da harcanan yağları (örneğin, kullanılan pişirme yağları) işlemeye izin verdiğinden, üretim maliyetleri önemli ölçüde daha da azaltılabilir. Gholami ve ark. (2021) olumlu bir net mevcut değer nedeniyle, ultrasonik kavitasyon süreci biyodizel üretimi için karıştırma teknolojisinin daha iyi bir seçim olduğu sonucuna varır.
Teknik açıdan, ultrasonik kavitasyonun en önemli etkileri önemli işlem verimliliğini ve reaksiyon süresindeki azalmayı kapsar. Çok sayıda vakum baloncuğu oluşumu ve çökmesi – akustik / ultrasonik kavitasyon olarak bilinir – karıştırılmış tank reaktöründe birkaç saatten ultrasonik kavitasyon reaktöründe birkaç saniyeye kadar reaksiyon süresini azaltın. Bu kısa ikamet süresi, küçük bir ayak izine sahip akış reaktöründe biyodizel üretimine izin verir. Ultrasonik kavitasyon reaktörü ayrıca enerji ve malzeme gereksinimleri üzerinde yararlı etkiler gösterir, enerji tüketimini karıştırılmış bir tank reaktörü ve metanol ve katalizör tüketimi tarafından tüketilenin yaklaşık üçte birine düşürür.
Ekonomik açıdan bakıldığında, ultrasonik kavitasyon sürecinin toplam yatırımı, esas olarak reaktör maliyetindeki yaklaşık% 50 ve% 11.6 azalma ve metanol damıtma kolon maliyeti nedeniyle mekanik karıştırma işleminden daha düşüktür. Ultrasonik kavitasyon işlemi ayrıca kanola yağı tüketiminde% 4 azalma, daha düşük toplam yatırım,% 2.2 daha düşük kimyasal tüketimi ve% 23.8 daha düşük yardımcı program gereksinimleri nedeniyle biyodizel üretim maliyetini azaltır. Mekanik olarak karıştırılmış işlemin aksine, ultrasonik işleme, pozitif net bugünkü değeri, daha kısa geri ödeme süresi ve daha yüksek bir iç getiri oranı nedeniyle kabul edilebilir bir yatırımdır. Ultrasonik kavitasyon işlemi ile ilişkili tekno-ekonomik faydalara ek olarak, mekanik karıştırma işleminden daha çevre dostudur. Ultrasonik kavitasyon, reaktördeki daha yüksek dönüşüm ve bu süreçte alkol tüketiminin azalması nedeniyle atık akışlarında% 80 azalma ile sonuçlanır. (cf. Gholami vd., 2021)

Hielscher Ultrasonik ultrasonik ultrasonik kavitasyon reaktörleri, gelişmiş proses verimliliği, daha yüksek verim ve üretim maliyetlerinin azaltılması için biyodizel üretim tesislerine yaygın olarak monte edilir.

Ultrasonik akış reaktörü ile Modelin 3x 1kW ultrasonicators 1000hdT yüksek verimli biyodizel dönüşümü için.

Bilgi talebi





Geliştirilmiş karıştırma için bir Hielscher ultrason reaktörü kullanarak biyodizel sürekli satır içi üretimi için akış çizelgesi.

Akış şeması ultrasonik destekli biyodizel işlemi için tipik bir kurulum gösterir. Ultrasonik reaktör kullanımı biyodizel proses verimliliğini büyük ölçüde artırır.

Seçtiğiniz Katalizörü Kullanın

Biyodizel ultrasonik transesterifikasyon süreci hem alkali hem de temel katalizörler kullanılarak verimli olarak kanıtlanmıştır. Forinstance, Shinde ve Kaliaguine (2019), sodyum hidroksit (NaOH), potasyum hidroksit (KOH), (CH) gibi çeşitli katalizörler kullanarak ultrasonik ve mechnical bıçak karıştırma verimliliğini karşılaştırdı.3ONa), tetrametrin amonyum hidroksit ve dört guanidin (Propil-2,3-dicyclohexyl guanidine (PCHG), 1,3-dicyclohexyl 2 n-oktanlı guanidin (DCOG), 1,1,3,3-tetrametil guanidin(TMG), 1,3-difenil guanidin (DPG)). Ultrasonik karıştırma (35º'de) biyodizel üretimi için üstün gösterildiği gibi mekanik karıştırma (65º'de) daha yüksek verim ve dönüşüm oranı ile. Ultrason alanında kütle transferinin verimliliği, mekanik karıştırma ile karşılaştırıldığında transesterifikasyon reaksiyonu oranını artırdı. Sonication, test edilen tüm katalizörler için mekanik karıştırmadan daha iyi performans gösterdi. Ultrasonik kavitasyon ile transesterifikasyon reaksiyonu çalıştırmak biyodizel üretimi için enerji verimli ve endüstriyel olarak uygulanabilir bir alternatiftir. Yaygın olarak kullanılan katalizörler KOH ve NaOH'un yanı sıra, her ikisi de guanidin katalizörleri, propil-2,3 dicyclohexylguanidine (PCHG) ve 1,3-dicyclohexyl 2 n-octylguanidine (DCOG), biyodizel dönüşümü için ilginç altrnatifler olarak gösterilmiştir.
Mootabadi ve ark. (2010), CaO, BaO ve SrO gibi çeşitli alkali metal oksit katalizörleri kullanarak palm yağından ultrasonik destekli biyodizel sentezini araştırdı. Ultrasonik destekli biyodizel sentezinde katalizörün aktivitesi geleneksel manyetik karıştırma işlemi ile karşılaştırıldı ve ultrasonik işlemin 60 dakikalık reaksiyon süresi içinde BaO kullanarak verimin% 95.2'sini gösterdiği, aksi takdirde geleneksel karıştırma işleminde 3-4 saat süren bulundu. Optimum koşullarda ultrasonik destekli transesterifikasyon için, geleneksel karıştırma ile 2-4 saate kıyasla% 95 verim elde etmek için 60 dakika gerekiyordu. Ayrıca, 60 dakikada ultrason ile elde edilen verim, Katalizör olarak CaO kullanılarak% 5.5'ten% 77.3'e, katalizör olarak SrO kullanılarak% 48.2'den% 95.2'ye ve BaO katalizör olarak kullanılarak% 67.3'ten% 95.2'ye yükseldi.

Ultrasonik karıştırma, biyodizel verim, zaman ve genel verimlilikte mekanik karıştırmadan daha iyi performans gösteriyor. Çalışma için hielscher UP200St ultrasonicator kullanıldı.

Katalizör olarak çeşitli guanidinler (%3 mol) kullanılarak biyodizel üretimi. (A) Mekanik karıştırma batchreactor: (metanol:kanola yağı) 4:1, sıcaklık 65ºC; (B) Ultrason parti reaktörü: ultrasonicator UP200St, (metanol:kanola yağı) 4:1, % 60 ABD genliği, sıcaklık 35ºC. Ultrason tahrikli karıştırma, mekanik karıştırmayı açık ara geride bırakır.
(Çalışma ve grafikler: Shinde ve Kaliaguine, 2019)

Bilgi talebi





Üstün Biyodizel İşleme için Yüksek Performanslı Ultrasonik Reaktörler

Hielscher Ultrasonics, daha yüksek verim, daha iyi kalite, daha az işlem süresi ve daha düşük üretim maliyetleri ile sonuçlanan gelişmiş biyodizel üretimi için yüksek performanslı ultrasonik işlemciler ve reaktörler sunar.

Küçük ve Orta Ölçekli Biyodizel Reaktörleri

Ultrasonik biyodizel üretimi için reaktör karıştırma/ Saat (2900 gal / saat) 9ton kadar küçük ve orta ölçekli biyodizel üretimi için, Hielscher size sunar UIP500hdT (500 watt), UIP1000hdT (1000 watt), UIP1500hdT (1500 watt), ve UIP2000hdT (2000 watt) ultrasonik yüksek kesme mikser modelleri. Bu dört ultrasonik reaktör çok kompakt, entegrasyonu kolay veya retro-fit. Zorlu ortamlarda ağır hizmet için üretilmiştir. Aşağıda çeşitli üretim oranları için önerilen reaktör kurulumlarını bulacaksınız.

ton / saat
gal / saat
1x UIP500hdT (500 watt)
00,25-0,5
80-160
1x UIP1000hdT (1000 watt)
00,5-1,0
160-320
1x UIP1500hdT (1500 watt)
00,75-1,5
240-480
1x UIP2000hdT (2000 watt)
1,0-2,0
320-640
2 kere UIP2000hdT (2000 watt)
2.0 ila 4.0
640'a 1280
4XUIP1500hdT (1500 watt)
3,0-6,0
960-1920
6x UIP1500hdT (1500 watt)
4,5-9,0
1440-2880
6x UIP2000hdT (2000 watt)
6,0-12,0
1920-3840

Çok Büyük Verimli Endüstriyel Biyodizel Reaktörler

biyodizel üretimiendüstriyel işleme biyodizel üretim tesisleri için Hielscher sunmaktadır UIP4000hdT (4 kW), UIP6000hdT (6kW), UIP10000 (10 kW) ve UIP16000hdT (16kW) ultrasonik homojenizatörler! Bu ultrasonik işlemciler yüksek akış hızlarının sürekli işlenmesi için tasarlanmıştır. UIP4000hdT, UIP6000hdT ve UIP10000 standart deniz taşımacılığı konteynerlerine entegre edilebilir. Alternatif olarak, dört işlemci modeli de paslanmaz çelik dolaplarda mevcuttur. Dik kurulum minimum alan gerektirir. Aşağıda tipik endüstriyel işlem hızları için önerilen kurulumları bulabilirsiniz.

ton / saat
gal / saat
1x UIP6000hdT (6000 watt)
3,0-6,0
960-1920
3x UIP4000hdT (4000 watt)
6,0-12,0
1920-3840
5x UIP4000hdT (4000 watt)
10,0-20,0
3200-6400
3x UIP6000hdT (6000 watt)
9,0 ila 18,0
2880 karşı 5880
3x UIP10000 (10.000 watt)
15,0-30,0
4800-9600
3x UIP16000hdT (16.000 watt)
24,0-48,0
7680-15360
5x UIP16000hdT
40,0-80,0
12.800-25.600

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik işlemciler, uygulamalar ve fiyat hakkında ek bilgi istemek için lütfen aşağıdaki formu kullanın. Biz sizinle süreci tartışmak ve size gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmak için mutlu olacak!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Ultrasonik yüksek kesme homojenizatörleri laboratuvar, tezgah üstü, pilot ve endüstriyel işlemede kullanılır.

Hielscher Ultrasonik uygulamaları karıştırma, dağılım, emülsifikasyon ve laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homojenler üretmektedir.



Edebiyat / Referanslar

Bilinmesi Gereken Gerçekler

Biyodizel Üretimi

Biyodizel, trigliseritler transesterifikasyon olarak bilinen kimyasal bir reaksiyonla serbest yağlı metil estere (FAME) dönüştürüldüğünde üretilir. Trigliseritler, gliserolin yağ asitleri olarak bilinen uzun zincir asitleri ile esterfize edildiği gliseridlerdir. Bu yağ asitleri bitkisel yağlarda ve hayvansal yağlarda bol miktarda bulunur. Transesterifikasyon reaksiyonu sırasında, hammaddede bulunan trigliseritler (örneğin, bitkisel yağlar, harcanan yağlar veya hayvansal yağlar) birincil alkol (örneğin, metanol) ile bir katalizör (örneğin, potasyum hidroksit veya sodyum hidroksit) varlığında reaksiyona sokulur. Biyodizel transesterifikasyon reaksiyonunda, alkil esterler bitkisel yağ veya hayvansal yağ hammaddesinden oluşur. Biyodizel, bakir bitkisel yağlar, atık bitkisel yağlar, kullanılmış kızartma yağları, tallow ve domuz yağı gibi hayvansal yağlar gibi çeşitli farklı hammaddelerden üretilebildiğinden, serbest yağ asitlerinin (FFAs) miktarı büyük ölçüde değişebilir. Trigliseritlerin serbest yağ asitlerinin yüzdesi, biyodizel üretim sürecini ve ortaya çıkan biyodizel kalitesini büyük ölçüde etkileyen önemli bir faktördür. Yüksek miktarda serbest yağ asidi dönüştürme işlemine müdahale edebilir ve nihai biyodizel kalitesini bozabilir. Temel sorun, serbest yağ asitlerinin (FFA'lar) sabun oluşumuna neden olan alkali katalizörlerle reaksiyona olmasıdır. Sabun oluşumu daha sonra gliserol ayırma sorunlarına neden olur. Bu nedenle, yüksek miktarda FFA içeren hammaddeler çoğunlukla, FFA'ların esterlere dönüştürüldüğü bir ön işlem (esterleşme reaksiyonu) gerektirir. Ultrasonication hem reaksiyonları teşvik, transesterifikasyon ve esterleşme.
Ultrasonik destekli asit katalzed esterifikasyon ve düşük yağların ve yağların yüksek kaliteli biyodizel için baz katalİze transesterifikasyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!


Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher ürün yelpazesi, tezgah üstü üniteler üzerindeki kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.