Ультразвукові реактори для виробництва біодизеля

Ультразвукові реактори покращують кінетику хімічних реакцій процесу перетворення біодизеля. Це призводить до швидшої переетерифікації, вищого виходу конверсії, а також економить надлишок метанолу та каталізатора. Компанія Hielscher виготовляє ультразвукові змішувальні реактори для виробництва біодизеля в будь-яких масштабах. Ультразвукові реактори компактні, прості в установці і дуже ефективні.

Виробництво біодизеля збільшилося та прискорилося завдяки потужному ультразвуку

Біодизель — це поновлюване та екологічно чисте паливо, яке виготовляється з рослинних олій, тваринних жирів або відпрацьованої кулінарної олії. Він може бути отриманий за допомогою реакції переетерифікації, яка включає перетворення тригліцеридів у метилові ефіри жирних кислот (FAMEs) за допомогою спирту та каталізатора. Одним із способів прискорення реакції переетерифікації є використання ультразвукових хвиль, які можуть посилити змішування та масообмін реагентів, а також сприяти розпаду крапель олії та дисперсії каталізатора.
Ультразвуковий датчик зондового типу, також відомий як сонотрод, — це пристрій, який генерує високочастотні звукові хвилі (зазвичай у діапазоні від 20 кГц до 30 кГц) шляхом вібрації титанового стрижня. Ультразвукові хвилі поширюються по рідині і створюють зони високого і низького тиску, викликаючи утворення і швидке руйнування кавітаційних бульбашок. Руйнування бульбашок викликає інтенсивне місцеве нагрівання та охолодження, високі сили зсуву та ударні хвилі, що може збільшити швидкість реакції та ефективність процесу переетерифікації.

 

 

Переваги виробництва ультразвукового біодизеля

До переваг використання ультразвукового апарату зондового типу для синтезу біодизеля можна віднести:

1. Швидша швидкість реакції: Ультразвукові хвилі можуть збільшити масообмін реагентів і прискорити реакцію переетерифікації, зменшуючи час реакції та збільшуючи вихід біодизеля.
2. Більш висока врожайність і чистота: Ультразвуковий процес виробництва біодизеля покращує дисперсність каталізатора і однорідність реакційної суміші, що призводить до більш високого виходу і чистоти біодизеля.
3. Дешева сировина : За допомогою ультразвуку можна використовувати сировину найнижчої якості – такі як відпрацьовані кулінарні олії, відпрацьовані тваринні жири та нехарчові олії – і перетворюють його на високоякісний біодизель. Читайте далі!
4. Низьке споживання енергії: Використання ультразвуку зменшує енергію, необхідну для змішування та нагрівання реакційної суміші, а також кількість необхідного каталізатора, що призводить до більш сталого та економічно ефективного процесу. Читайте далі!
5. Гнучкість і масштабованість: Ультразвукові апарати та реактори зондового типу Hielscher можуть використовуватися як для дрібносерійного, так і для великомасштабного виробництва біодизельного палива, і можуть бути легко інтегровані в існуючі виробничі процеси.

Таким чином, це означає, що використання ультразвукових апаратів Hielscher та ультразвукових реакторів для синтезу біодизеля дає значні переваги з точки зору швидкості реакції, вихіду, чистоти, споживання енергії та масштабованості, що робить його прибутковою технологією для сталого виробництва відновлюваних видів палива.

Ультразвукові біодизельні реактори знижують витрати та збільшують вихід біодизеля

Надлишок метанолу та каталізатора є значними факторами вартості при виробництві біодизеля. Ультразвукові реактори Hielscher використовують інтенсивний кавітаційний зсув для змішування метанолу з сировиною. Це дає вам набагато менші краплі метанолу, що призводить до кращого використання метанолу та каталізатора. Тому потрібно менше надлишку метанолу і менше каталізатора. Крім того, кавітація впливає на кінетику реакції, що призводить до більш швидкої та повної переетерифікації.

Використання ультразвукових реакторів для виробництва біодизеля рекомендується при виробничих потужностях понад 0,25 т біодизеля на годину. Hielscher пропонує ультразвукові реактори з продуктивністю до 16 тонн/год (5100 галонів/год) на реактор. Ви можете об'єднати кілька реакторів відповідно до вашої технологічної потужності. Ви можете додати додаткові реактори пізніше, коли розширите свою виробничу потужність. Ми будемо раді порекомендувати найбільш підходящу установку біодизельного реактора для вашої установки та для вашої виробничої потужності.

Малі та середні ультразвукові біодизельні реактори

Для малих і середніх систем виробництва біодизеля до 9 тонн/год (2900 галонів/год) компанія Hielscher пропонує вам UIP500hdT (500 Вт), UIP1000hdT (1000 Вт), UIP1500HDT (1500 Вт) або UIP2000hdT (2000 Вт). Ці чотири ультразвукові вбудовані реактори дуже компактні, їх легко інтегрувати або модернізувати. Вони створені для роботи у важких умовах експлуатації. Нижче ви знайдете рекомендовані установки реакторів для різних темпів виробництва.

	тонн/год	галонів/год
1x UIP500hdT	0від .25 до 0.5	від 80 до 160
1x UIP1000HDT	0від .5 до 1.0	від 160 до 320
1x UIP1500hdT	0від .75 до 1,5	від 240 до 480
1x UIP2000HDT	Від 1,0 до 2,0	від 320 до 640
2x UIP1500hdT	Від 1,5 до 3,0	від 480 до 960
2x UIP2000HDT	Від 2,0 до 4,0	від 640 до 1280
4x UIP1500hdT	Від 3,0 до 6,0	З 960 по 1920 рр.
4x UIP2000HDT	від 4 до 8	від 1280 до 2560

Повномасштабні промислові ультразвукові біодизельні реактори

Для промислових установок з виробництва біодизеля компанія Hielscher пропонує UIP4000hdT (4000 Вт), UIP6000hdT (6000 Вт), UIP10000HDT (10000 Вт) і UIP16000HDT (16000 Вт). Ці ультразвукові гомогенізатори з вбудованими реакторами призначені для безперервного виробництва біодизеля при високих витратах. Всі чотири ультразвукових гомогенізатора випускаються в шафах з нержавіючої сталі. Вертикальна інсталяція вимагає мінімальної площі підлоги для монтажу або модернізації. Нижче наведено рекомендовані налаштування для типових темпів промислової обробки.

	тонн/год	галонів/год
3x UIP4000HDT	від 6,0 до 12,0	З 1920 по 3840 рр.
5x UIP4000HDT	від 10,0 до 20,0	від 3200 до 6400
3x UIP10000HDT	від 15,0 до 30,0	від 4800 до 9600
3x UIP16000HDT	Від 24,0 до 48,0	від 7680 до 15360
5x UIP16000HDT	Від 40,0 до 80,0	від 12800 до 25600

Вбудоване ультразвукове змішування нафти та метанолу

Ультразвукові змішувальні реактори замінюють бакові мішалки та інші динамічні змішувачі зсуву. Загалом ультразвукові біодизельні реактори встановлюються для змішування двох потоків живлення: нафти та метанолу (з каталізатором). Для цього через ультразвуковий вбудований реактор прокачується сира попередня суміш, де ультразвукова кавітація змішує і емульгує обидва реагенти протягом від 2 до 10 секунд. Це вбудований процес змішування. Коли суміш виходить з реактора проточних елементів, гліцерин відокремлюється під дією сили тяжіння менш ніж за 60 хвилин. Крім того, ви можете подати ультразвукову суміш у центрифугу через кілька хвилин реакції. Вбудоване змішування зменшує кількість і об'єм використовуваних резервуарів у порівнянні зі звичайною періодичною обробкою. Це покращує використання капіталу.