Sản xuất biodiesel từ tảo bằng siêu âm

Dầu tảo là một nguồn nguyên liệu bền vững đáng quan tâm cho sản xuất biodiesel. Đây là nguồn nguyên liệu thay thế cho các nguồn nguyên liệu phổ biến như đậu nành, cải dầu canola và cọ. Xử lý siêu âm cải thiện quá trình chiết xuất dầu từ tế bào tảo và chuyển hóa thành biodiesel.

So với các cây lấy hạt có dầu truyền thống, tảo cho lượng dầu trên mỗi mẫu Anh cao hơn nhiều. Trong khi đậu nành thường cho dưới 50 gallon dầu trên mỗi mẫu Anh và cải dầu cho dưới 130 gallon trên mỗi mẫu Anh, tảo có thể cho tới 10.000 gallon trên mỗi mẫu Anh. Đặc biệt, tảo cát và tảo lục là những nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel.

Giống như các thực vật khác, tảo dự trữ năng lượng dưới dạng lipid. Có nhiều phương pháp chiết xuất dầu, chẳng hạn như ép, rửa bằng dung môi hexan và chiết xuất bằng siêu âm.

Chiết xuất dầu tảo bằng siêu âm

Xử lý chất lỏng bằng siêu âm cường độ mạnh tạo ra các sóng âm lan truyền trong môi trường lỏng, hình thành các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ. Trong chu kỳ áp suất thấp, các bọt chân không nhỏ được tạo ra với cường độ cao trong chất lỏng. Khi đạt đến một kích thước nhất định, các bọt này sụp đổ dữ dội trong chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là xâm thực. Trong quá trình sụp đổ, áp suất rất cao và các tia chất lỏng tốc độ cao được tạo ra cục bộ. Các lực cắt hình thành phá vỡ cấu trúc tế bào bằng tác động cơ học và cải thiện quá trình truyền khối. Hiệu ứng này hỗ trợ chiết xuất lipid từ tảo.

 
Bảng dưới đây trình bày các yêu cầu công suất điển hình cho các lưu lượng thể tích khác nhau. Hệ thống siêu âm thường được tích hợp trực tiếp trên đường ống. Thiết bị phản ứng siêu âm có thể dễ dàng được lắp bổ sung vào các cơ sở hiện có, giúp cải thiện quá trình chiết xuất từ tảo.

Xử lý sơ bộ bằng siêu âm để ép lạnh dầu tảo

Đặc biệt đối với mục đích ép, cần kiểm soát tốt quá trình phá vỡ tế bào để tránh giải phóng không kiểm soát tất cả các sản phẩm nội bào, bao gồm cả mảnh vụn tế bào, hoặc gây biến tính sản phẩm. Việc phá vỡ cấu trúc tế bào cho phép giải phóng nhiều lipid dự trữ bên trong tế bào hơn khi tác dụng áp suất từ bên ngoài.

Chiết xuất dầu tảo bằng dung môi có hỗ trợ siêu âm

Các chu kỳ áp suất cao của sóng siêu âm hỗ trợ sự khuếch tán của dung môi, chẳng hạn như hexan, vào cấu trúc tế bào. Do siêu âm phá vỡ thành tế bào bằng tác động cơ học của lực cắt do xâm thực, nó tạo điều kiện cho lipid chuyển từ tế bào vào dung môi. Sau khi dầu hòa tan trong hexan, phần bã/mô được lọc bỏ. Dung dịch được chưng cất để tách dầu khỏi hexan. Để xử lý siêu âm các chất lỏng hoặc dung môi dễ cháy trong môi trường nguy hiểm, Hielscher cung cấp các hệ thống siêu âm được chứng nhận FM và ATEX, chẳng hạn như UIP1000-Exd.
Xử lý siêu âm tạo thuận lợi cho việc thu hoạch tảo. Đọc thêm về thu hoạch tảo bằng siêu âm!

Chiết xuất dầu tảo bằng enzyme có hỗ trợ siêu âm

Có thể quan sát thấy các hiệu ứng hiệp đồng mạnh khi kết hợp xử lý bằng enzyme với xử lý siêu âm. Hiện tượng xâm thực hỗ trợ enzyme thâm nhập vào mô, giúp chiết xuất nhanh hơn và đạt hiệu suất thu hồi cao hơn. Trong trường hợp này, nước đóng vai trò là dung môi và các enzyme phân giải thành tế bào.
Tìm hiểu thêm về chiết xuất dầu tảo bằng siêu âm!
Nhấp vào đây để đọc thêm về xử lý siêu âm trong sản xuất biodiesel!

Xử lý dầu tảo bằng siêu âm từ quy mô thí điểm đến sản xuất

Chúng tôi khuyến nghị thử nghiệm ở quy mô thí điểm, ví dụ sử dụng các hệ thống 1kW. Việc này sẽ cho thấy các tác động tổng thể và sự cải thiện đối với dòng công nghệ cụ thể của bạn. Tất cả kết quả đều có thể được mở rộng quy mô một cách tuyến tính sang các dòng công nghệ lớn. Chúng tôi sẵn sàng trao đổi với bạn về quy trình của bạn và đề xuất các bước tiếp theo.
Một ưu điểm rất lớn của việc trộn biodiesel bằng siêu âm là hiệu quả năng lượng của quy trình này. Đọc thêm về mức tiết kiệm năng lượng đạt được nhờ các thiết bị phản ứng siêu âm sản xuất biodiesel!

Thiết bị siêu âm quy mô vừa và lớn cho sản xuất biodiesel công nghiệp

Hielscher Ultrasonics cung cấp các thiết bị xử lý siêu âm đạt chuẩn công nghiệp ở quy mô vừa cũng như quy mô công nghiệp lớn để sản xuất biodiesel hiệu quả ở bất kỳ thể tích nào. Tất cả các hệ thống đều có thể được sử dụng để cải thiện quá trình chuyển este của mọi loại nguyên liệu, bao gồm dầu tảo, dầu thực vật, mỡ động vật, dầu thải, v.v.
Vì danh mục sản phẩm Hielscher bao gồm các hệ thống siêu âm cho mọi công suất sản xuất, chúng tôi có thể cung cấp giải pháp lý tưởng cho cả các nhà sản xuất nhỏ và các công ty lớn. Quá trình chuyển hóa biodiesel bằng siêu âm có thể được vận hành theo mẻ hoặc liên tục trực tiếp trên đường ống. Việc lắp đặt và vận hành đơn giản, an toàn, đồng thời mang lại sản lượng cao một cách đáng tin cậy với chất lượng biodiesel vượt trội.
Dưới đây là các cấu hình thiết bị phản ứng được khuyến nghị cho nhiều mức năng suất sản xuất.