Виробництво біодизелю з чудовою технологічною та економічною ефективністю

Ультразвукове змішування є чудовою технологією для високоефективного та економічно ефективного виробництва біодизелю. Ультразвукова кавітація значно покращує передачу маси, тим самим знижуючи виробничі витрати та тривалість обробки. У той же час можна використовувати неякісні масла і жири (наприклад, відпрацьовані масла) і покращувати якість біодизелю. Hielscher Ультразвук поставляє високопродуктивні, надійні ультразвукові змішувальні реактори для будь-якого масштабу виробництва. Дізнайтеся більше, як ваше виробництво біодизелю виграє від ультразвукової обробки!

Переваги виробництва біодизелю за допомогою ультразвуку

Біодизель (жирнокислотний метиловий ефір, абрев. FAME) є продуктом реакції переетерифікації ліпідної сировини (тригліцеридів, наприклад, рослинної олії, відпрацьованих кулінарних масел, тваринних жирів, водоростевої олії) і спирту (метанол, етанол) з використанням каталізатора (наприклад, гідроксид калію KOH).
Проблема: При звичайному перетворенні біодизеля з використанням звичайного перемішування неприпустимий характер обох реагентів реакції реакції переетерифікації нафти і спирту призводить до поганої швидкості передачі маси, що призводить до неефективного виробництва біодизелю. Ця неефективність характеризується тривалим часом реакції, більш високими співвідношеннями метанолово-масляних молярів, високими вимогами до каталізатора, високими температурами процесу та високими показниками перемішування. Ці фактори є значними драйверами витрат, що робить традиційне виробництво біодизелю дорогим процесом.
Рішення: Ультразвукове змішування емульгує реагенти високоефективним, швидким і недорогим чином, так що співвідношення масла і метанолу може бути покращено, вимоги каталізатора зменшуються, час реакції і температура реакції знижуються. Таким чином, економляться ресурси (наприклад, хімічні речовини та енергія), а також час, знижуються витрати на переробку, а якість біодизелю та рентабельність виробництва значно покращуються. Ці факти перетворюють ультразвукове змішування в кращу технологію для ефективного виробництва біодизелю.
Дослідження та промислові виробники біодизелю підтверджують, що ультразвукове змішування є дуже економічно ефективним способом виробництва біодизеля, навіть коли в якості сировини використовуються неякісні масла і жири. Інтенсифікація ультразвукового процесу значно покращує коефіцієнт конверсії, зменшуючи використання надлишкового метанолу та каталізатора, дозволяючи виробляти біодизель, що відповідає стандарту якості специфікацій ASTM D6751 та EN 14212. (пор. Абдулла та ін., 2015)

Ультразвукова переетерифікація покращує перетворення біодизелю.

Переетерифікація тригліцеридів в біодизель (FAME) з використанням ультразвукової обробки призводить до прискореної реакції і значно більш високої ефективності.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвуковий біодизельний процесор UIP2000hdT з реактором FC2T500k для швидкого перетворення, більш високої врожайності та відмінної загальної ефективності. Ультразвук легко перевершує механічні мішалки у виробництві біодизелю.

Ультразвуковий біодизельний реактор UIP2000hdT для чудової ефективності процесу: більш висока врожайність, покращена якість біодизелю, швидша обробка та зниження витрат.

Зменшіть енергетичні вимоги вашого біодизельного процесу за допомогою ультразвукового змішування!

Ультразвукове змішування зменшує питоме споживання енергії, що виробляє гідродинамічне магнітне змішування та змішувачі з високим зсувом на сьогоднішній день.

Численні переваги ультразвукового змішування у виробництві біодизелю

Ультразвукові змішувальні реактори можуть бути легко інтегровані в будь-яку нову установку, а також ретро-вмонтовані в існуючі біодизельні установки. Інтеграція ультразвукового змішувача Hielscher перетворює будь-який біодизельний об'єкт у високопродуктивний виробничий завод. Проста установка, надійність і зручність використання (не потрібна спеціальна підготовка до експлуатації) дозволяють модернізувати будь-який об'єкт до високоефективного біодизельного заводу. Нижче ми представляємо вам науково доведені результати переваг, задокументованих незалежними третіми особами. Цифри доводять перевагу ультразвукового змішування біодизелю над будь-якою звичайною технікою перемішування.

Блок-схема ультразвукового заводу з переробки біодизелю

Блок-схема показує етапи виробництва біодизелю, включаючи ультразвукове змішування для підвищення ефективності процесу.

Порівняння ефективності та витрат: ультразвук проти механічного перемішування

Ультразвукова технологія біодизельного реактора використовувала ультразвукову кавітацію для чудових результатів змішування. Це призводить до більш високої конверсії біодизелю, більш високих врожаїв, меншої кількості метанолу і меншого споживання каталізатора, а також зниження витрат на енергію та експлуатацію.Gholami et al. (2021) представлені у своєму порівняльному дослідженні переваги ультразвукової переетерифікації перед механічним перемішуванням (тобто змішувач леза, робоче колесо, змішувач з високим зсувом).
Інвестиційні витрати: Ультразвуковий процесор і реактор UIP16000 може виробляти 192-384 т біодизеля / д зі слідом всього 1,2 м х 0,6 м. Для порівняння, для механічного перемішування (МС) потрібен набагато більший реактор через тривалий час реакції в механічному процесі зриву, що призводить до значного збільшення вартості реактора. (пор. Gholami et al., 2020)
Витрати на обробку: Витрати на обробку ультразвукового виробництва біодизелю на 7,7% нижче, ніж для процесу перемішування, головним чином через нижчі загальні інвестиції в процес ультразвукової обробки. Вартість хімічних речовин (каталізатор, метанол / спирт) є третім за величиною драйвером витрат в обох процесах, ультразвуку і механічне перемішування. Однак для ультразвукового перетворення біодизелю витрати на хімічну речовину значно нижчі, ніж на механічне перемішування. Частка витрат на хімічні речовини становить приблизно 5% від кінцевої вартості біодизелю. Завдяки меншому споживанню метанолу, гідроксиду натрію і фосфорної кислоти, вартість хімічних речовин в ультразвуковому біодизельному процесі на 2,2% нижче, ніж у процесу механічного перемішування.
Витрати на енергію: Енергія, споживана ультразвуковим змішувальним реактором, приблизно в три рази нижче, ніж механічна мішалка. Це значне зниження енергоспоживання є продуктом інтенсивного мікромішування і скорочення часу реакції, що виникає в результаті виробництва і колапсу незліченних порожнин, які характеризують явище акустичної / ультразвукової кавітації (Gholami et al., 2018). Крім того, в порівнянні зі звичайною мішалкою, споживання енергії для етапів відновлення метанолу і очищення біодизелю в процесі ультразвукового змішування знижується на 26,5% і 1,3% відповідно. Це зниження пов'язане з меншою кількістю метанолу, що надходить в ці дві колони дистиляції в процесі ультразвукової переетерифікації.
Витрати на утилізацію відходів: Ультразвукова кавітаційна технологія також значно знижує витрати на утилізацію відходів. Ця вартість в процесі ультразвукової обробки становить приблизно одну п'яту частину від цієї суми в процесі перемішування, що є результатом значного зниження виробництва відходів через більш високу конверсію реактора і меншу кількість споживаного алкоголю.
Екологічність: Завдяки дуже високій загальній ефективності, зменшенню хімічного споживання, нижчим вимогам до енергії та зменшенню відходів, ультразвукове виробництво біодизелю значно екологічніше, ніж звичайні процеси виробництва біодизелю.

Висновок – Ультразвук покращує ефективність виробництва біодизелю

Ультразвукове змішування перевершує механічні змішувачі робочих місць за ефективністю.Наукова оцінка показує явні переваги ультразвукового змішування перед звичайним механічним перемішуванням для виробництва біодизелю. Переваги ультразвукової обробки біодизелю включають загальні капітальні інвестиції, загальну вартість продукту, чисту теперішню вартість та внутрішню норму прибутку. Сума загальних інвестицій в ультразвуковий кавітаційний процес виявилася нижчою, ніж у інших, приблизно на 20,8%. Використання ультразвукових реакторів зменшило витрати на продукт на 5,2% – з використанням олії незайманої ріпакової ріпаку. Оскільки ультразвук дозволяє обробляти також відпрацьовані масла (наприклад, використані кулінарні масла), витрати на виробництво можуть бути значно зменшені далі. Gholami et al. (2021) приходять до висновку, що завдяки позитивній чистій теперішній вартості ультразвуковий процес кавітації є кращим вибором технології змішування для виробництва біодизелю.
З технічної точки зору, найважливіші ефекти ультразвукової кавітації охоплюють значну ефективність процесу та скорочення часу реакції. Утворення і колапс численних вакуумних бульбашок – відома як акустична / ультразвукова кавітація – скоротити час реакції з декількох годин в реакторі з перемішаним баком до декількох секунд в ультразвуковому кавітаційному реакторі. Цей короткий час проживання дозволяє виробляти біодизель в проточному реакторі з невеликим слідом. Ультразвуковий кавітаційний реактор також показує благотворний вплив на потреби в енергії та матеріалах, зменшуючи споживання енергії майже до третини від того, що споживається реактором з перемішуванням резервуара та метанолом та споживанням каталізатора на 25%.
З економічної точки зору, загальна інвестиція ультразвукового кавітаційного процесу нижча, ніж у процесу механічного перемішування, головним чином за рахунок майже 50% та 11,6% зниження вартості реактора та вартості колони дистиляції метанолу відповідно. Процес ультразвукової кавітації також знижує вартість виробництва біодизелю за рахунок скорочення споживання олії ріпаку ріпаку на 4%, зниження загальних інвестицій, зниження споживання хімічних речовин на 2,2% і зниження вимог до корисності на 23,8% і зниження вимог до корисності на 23,8%. На відміну від механічно перемішуваного процесу, ультразвукова обробка є прийнятною інвестицією завдяки своїй позитивній чистій теперішній вартості, коротшому часу окупності та більш високій внутрішній нормі прибутку. На додаток до техніко-економічних переваг, пов'язаних з ультразвуковим процесом кавітації, він більш екологічний, ніж процес механічного перемішування. Ультразвукова кавітація призводить до скорочення потоків відходів на 80% через більш високу конверсію в реакторі та зниження споживання алкоголю в цьому процесі. (пор. Gholami et al., 2021)

Ультразвукові кавітаційні реактори від Hielscher Ultrasonics широко встановлені на виробничих потужностях біодизелю для підвищення ефективності процесу, більш високої врожайності та зниження виробничих витрат.

Ультразвуковий проточний реактор з Ультраакукатори 3х 1 кВт моделі 1000hdT для високоефективного перетворення біодизелю.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Блок-схема для безперервного вбудованого виробництва біодизелю з використанням ультразвукового реактора Hielscher для поліпшення змішування.

Блок-схема показує типову установку для ультразвукового допоміжного процесу біодизеля. Використання ультразвукового реактора значно підвищує ефективність процесу біодизелю.

Використовуйте каталізатор за вашим вибором

Ультразвуковий процес переетерифікації біодизеля був доведений як ефективний з використанням як лужних, так і основних каталізаторів. Forinstance, Shinde and Kaliaguine (2019) порівняли ефективність ультразвукового та механічного змішування лопатей за допомогою різних каталізаторів, а саме гідроксиду натрію (NaOH), гідроксиду калію (KOH), (CH3ONa), гідроксид тетраметил амонію і чотири гуанідини (Пропіл-2,3-дициклогексил гуанідин (PCHG), 1,3-дициклогексил 2 н-октил гуанідин (DCOG), 1,1,3,3-тетраметил гуанідин (ГММ), 1,3-дифеніл гуанідин (DPG)). Ультразвукове змішування (при 35º), як показано вище для виробництва біодизелю, перевершує механічне змішування (при 65º) за більш високими врожаями та коефіцієнтом конверсії. Ефективність передачі маси в ультразвуковому полі підвищувала швидкість реакції переетерифікації в порівнянні з механічним перемішуванням. Ультразвук перевершив механічне перемішування для всіх перевірених каталізаторів. Запуск реакції переетерифікації з ультразвуковою кавітацією є енергоефективною та промислово життєздатною альтернативою для виробництва біодизелю. Крім широко використовуваних каталізаторів KOH і NaOH, обидва каталізатори гуанідину, пропіл-2,3 дициклогексилгуанідину (PCHG) і 1,3-дициклогекссил 2 n-октилгуанідину (DCOG), обидва були показані як цікаві альтнативи для перетворення біодизелю.
Mootabadi et al. (2010) досліджував ультразвуковий синтез біодизелю з пальмової олії з використанням різноманітних лужних каталізаторів оксиду металу, таких як CaO, BaO та SrO. Активність каталізатора в ультразвуковому синтезі біодизелю порівнювали з традиційним процесом магнітного перемішування, і було встановлено, що ультразвуковий процес показав 95,2% від врожайності за допомогою BaO протягом 60 хв часу реакції, які в іншому випадку займають 3-4 години в звичайному процесі перемішування. Для ультразвукової переетерифікації в оптимальних умовах було потрібно 60 хв для досягнення 95% прибутковості в порівнянні з 2-4 год при звичайному перемішуванні. Крім того, врожайність, досягнута за допомогою ультразвуку за 60 хв, збільшилася з 5,5% до 77,3%, використовуючи CaO в якості каталізаторів, з 48,2% до 95,2% використовуючи SrO в якості каталізаторів і 67,3% до 95,2, використовуючи BaO в якості каталізаторів.

Ультразвукове змішування перевершує механічне перемішування в виході біодизелю, часі та загальній ефективності. Для дослідження був використаний ультраакукат Hielscher UP200St.

Виробництво біодизелю з використанням різних гуанідинів (3% моль) в якості каталізатора. (A) Механічне перемішування пакетний реактор: (метанол:олія ріпаку (ріпак) 4:1, температура 65ºC; (B) Ультразвуковий реактор партії: ультраакулятор UP200St, (метанол:олія ріпаку (ріпак) 4:1, 60% амплітуда США, температура 35ºC. Ультразвукове змішування перевершує механічне перемішування на сьогоднішній день.
(Дослідження та графіки: Шинде та Каліагіне, 2019)

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Високопродуктивні ультразвукові реактори для чудової обробки біодизелю

Hielscher Ultrasonics пропонує високопродуктивні ультразвукові процесори та реактори для поліпшення виробництва біодизелю, що призводить до більш високих врожаїв, поліпшення якості, скорочення часу обробки та зниження виробничих витрат.

Реактори з біодизелю малих та середніх розмірів

Ультразвукові реактори змішування для виробництва біодизеляДля виробництва малого та середнього біодизеля до 9 тонн / год (2900 гал / час), Hielscher пропонує Вам UIP500hdT (500 Вт), UIP1000hdT (1000 Вт), UIP1500hdT (1500 Вт), і UIP2000hdT (2000 Вт) Ультразвукові моделі змішувачів з високим зсувом. Ці чотири ультразвукові реактори дуже компактні, прості в інтеграції або ретро-посадки. Вони створені для важкої роботи в суворих умовах. Нижче ви знайдете рекомендовані установки реактора для ряду темпів виробництва.

тонн / год
Гал / час
1x UIP500hdT (500 Вт)
0Від 25 до 0,5
Від 80 до 160
1x UIP1000hdT (1000 Вт)
0.5 до 1.0
Від 160 до 320
1x UIP1500hdT (1500 Вт)
0Від 75 до 1,5
Від 240 до 480
1x UIP2000hdT (2000 Вт)
Від 1.0 до 2.0
Від 320 до 640
2x UIP2000hdT (2000 Вт)
від 2,0 до 4,0
від 640 до 1280
4xUIP1500hdT (1500 Вт)
Від 3.0 до 6.0
960 до 1920 рр
6x UIP1500hdT (1500 Вт)
4,5 до 9,0
1440 до 2880
6x UIP2000hdT (2000 Вт)
Від 6,0 до 12,0
1920 р. - 3840 р

Промислові біодизельні реактори з великою пропускною здатністю

виробництво біодизелюДля промислової переробки біодизельних заводів Hielscher пропонує UIP4000hdT (4kW), UIP6000hdT (6 кВт), UIP10000 (10 кВт) і UIP16000hdT (16kW) Ультразвукові гомогенізатори! Ці ультразвукові процесори призначені для безперервної обробки високих витрат. UIP4000hdT, UIP6000hdT і UIP10000 можуть бути інтегровані в стандартні морські вантажні контейнери. Крім того, всі чотири моделі процесорів доступні в шафах з нержавіючої сталі. Вертикальна установка вимагає мінімального простору. Нижче ви знайдете рекомендовані налаштування для типових промислових витрат на обробку.

тонн / год
Гал / час
1x UIP6000hdT (6000 Вт)
Від 3.0 до 6.0
960 до 1920 рр
3x UIP4000hdT (4000 Вт)
Від 6,0 до 12,0
1920 р. - 3840 р
5x UIP4000hdT (4000 Вт)
10.0 до 20.0
Від 3200 до 6400
3x UIP6000hdT (6000 Вт)
від 9,0 до 18,0
Від 2880 до 5880
3x UIP10000 (10 000 Вт)
15,0 до 30,0
Від 4800 до 9600
3x UIP16000hdT (16 000 Вт)
24,0 до 48,0
7680 до 15360
5x UIP16000hdT
40,0 до 80,0
Від 12800 до 25600

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, лавці, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.



Література/довідники

Факти варті знати

Виробництво біодизелю

Біодизель виробляється, коли тригліцериди перетворюються у вільний жирний метиловий ефір (FAME) за допомогою хімічної реакції, відомої як переетерифікація. Тригліцериди - це гліцериди, при яких гліцерин етерфілюється довгими ланцюговими кислотами, відомими як жирні кислоти. Ці жирні кислоти рясно присутні в рослинному маслі і тваринних жирах. Під час реакції переетерифікації тригліцериди, присутні в сировинній сировині (наприклад, рослинні олії, відпрацьовані кулінарні масла або тваринні жири), реагують у присутності каталізатора (наприклад, гідроксиду калію або гідроксиду натрію) первинним спиртом (наприклад, метанолом). У реакції переетерифікації біодизелю з кормової сировини рослинного масла або тваринного жиру утворюються алкілові ефіри. Оскільки біодизель може бути отриманий з різних сировинних матеріалів, таких як незаймані рослинні олії, відходи рослинних олій, використані олії для смаження, тваринні жири, такі як сало і сало, кількість вільних жирних кислот (FFAs) може сильно відрізнятися. Відсоток вільних жирних кислот тригліцеридів є вирішальним фактором, який впливає на процес виробництва біодизелю і на якість біодизелю різко. Велика кількість вільних жирних кислот може перешкодити процесу перетворення і погіршити кінцеву якість біодизелю. Основна проблема полягає в тому, що вільні жирні кислоти (FFAs) вступають в реакцію з лужними каталізаторами, в результаті чого утворюється мило. Милоутворення згодом викликає проблеми з поділом гліцерину. Тому сировинні матеріали, що містять велику кількість ФФА, в основному вимагають попередньої обробки (так звана реакція етерифікації), під час якої FFAs перетворюються в ефіри. Ультразвук сприяє як реакціям, так і переетерифікації та етерифікації.
Дізнайтеся більше про ультразвукову кислотно-каталізовану етерифікацію та базово-каталізовану переетерифікацію бідних масел і жирів на високоякісний біодизель!


Високопродуктивний ультразвук! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактного лабораторного ультраакукатора над блоками лави до повних промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.