Biodiésel yo'osal (trans) esterificación mejorada tumen ultrasonidos
Le biodiésel ku sintetiza yo'osal transesterificación utilizando jump'éel catalizador k'oja'ano'obo'. Ba'ale' wa ku meyajtiko'ob le yo'olal prima, bey residuos vegetales u baja calidad yéetel jump'éel ka'anal contenido ácidos grasos libres, k'a'abet jump'éel p'isibij pretratamiento químico ti' esterificación yéetel juntúul catatlismo ácido. Le ultrasonicación yéetel u táanil sonoquímicos yéetel sonomecánicos contribuyen je'el tipos reacción yéetel aumentan drásticamente u eficacia le tzeltalo'obo' le biodiésel. Le producción biodiésel tumen ultrasonidos significativamente asab rápida u le síntesis convencional ti' biodiésel, ku ts'aik bey resultado jump'éel asab rendimiento yéetel ma'alobil le biodiésel yéetel ahorra reactivos bey le metanol yéetel le catalizador.
Tzeltalo'obo' biodiésel yo'osal ultrasonidos potencia
En el caso de le biodiésel, le ésteres ácidos grasos u ku ts'áiko'ob tumen transesterificación aceites vegetales u grasas animales (je'ebix, sebo). Ichil le reacción transesterificación, le componente glicerol le reemplazado tumen uláak' alcohol bey le metanol. Le materias primas yéetel jump'éel ka'anal contenido ácidos grasos libres, je'ebix, le aceites vegetales usados (WVO), requieren jump'éel Ts'a'akal previo u esterificación ácida utia'al Jech le formación jabón. Le tuukula' catálisis ácida jach jump'éel reacción jach chaanbelil, ka ku bisik ka'ansaj bey método convencional tumen lotes. Le solución utia'al u acelerar le lento tuukula' esterificación jach ka'anatako'ob ultrasonidos potencia. Le sonicación logra jump'éel mejora significativa ti' le velocidad reacción, le tzeltalo'obo' yéetel u rendimiento le biodiésel, ts'o'ok u le táanil sonoquímicos ti' le ultrasonidos ka'anal potencia promueven yéetel intensifican le catálisis ácida. Le cavitación ultrasónica proporciona muuk' sonomecánicas, es decir jump'éel mezcla ka'anal cizallamiento, bey energía sonoquímica. Le ka'atúul tipos impacto ultrasónico (sonomecánico yéetel sonoquímico) sutikubáo'ob le esterificación catalizada tumen ácido ti' jump'éel rápida reacción ba'ax k'a'abet bey catalizador.
Le mezcla ultrasónica mejora tasa tzeltalo'obo' biodiésel, aumenta le rendimiento yéetel ahorra le exceso metanol yéetel catalizador. Le wíimbala' ye'esik le instalación 3 x UIP1000hdT (jujuntúulal u 1 kW potencia ultrasonido) utia'al u procesamiento ti' internet ichil.
Bix meyaj le tzeltalo'obo' ultrasónica u biodiésel.
Le ultrasonicación ichil jejeláas fases le transesterificación (xan llamada Yaan k'iine' alcoholisis) yéetel esterificación ku basa ti' le mejora le mezcla, bey je'el bix ti' jump'éel aumento u transferencia u ooxoj yéetel juuch'. Le mezcla ultrasónica u basa u principio le cavitación acústica, ku u bix u resultado le implosión burbujas ti' vacío ti' le líquido. Le cavitación acústica ku caracteriza tumen altas muuk' ti' cizallamiento yéetel turbulencias, bey je'el bix tumen diferenciales presión yéetel temperatura jach ka'anatako'ob. Táan a muuk' promueven le reacción química ti' transesterificación leti' esterificación ka intensifican u transferencia u juuch' yéetel ooxoj, ma'alobkiinsik bey significativamente le reacción tzeltalo'obo' biodiesel.
Le transesterificación triglicéridos ti' biodiésel (FAME) yo'osal sonicación ts'aik kúuchil jump'éel reacción acelerada yéetel juntúul eficiencia significativamente asab.
U ts'o'ok demostrado científica yéetel industrialmente ti' le ka'anatako'ob ultrasonidos ichil le tzeltalo'obo' biodiésel mejora u eficiencia le tuukula'. Le mejora ti' le eficiencia le tuukula' ku páajtal atribuir u reducción le jant p'áatalij energía yéetel le Baajux operativos, yéetel le reducción u búukinta'al alcohol (es decir metanol), bey catalizador yéetel jump'éel k'iin reacción significativamente asab corto. Ku elimina u tojol energía utia'al u calefacción ts'o'ok u mina'an necesidad calefacción externa. Ku ts'o'okole', le separación fases ichil le biodiésel yéetel le glicerol jach asab sencilla yéetel jump'éel k'iin separación fases asab corto. Jump'éel factor k'a'abéet uti'al u comercial ti' le ultrasonidos ti' le producción biodiésel ch'a'abil escalado u je'el volumen, le funcionamiento fiable yéetel seguro, bey le robustez yéetel fiabilidad le nu'ukulil ultrasonidos (estándar industrial, capaz u meyaj yaanal bix u continua le 24 horas k'iin, 7 k'iin ti' le k'iino'ob, 365 k'iin ti' le ja'aba' u molayil kuuch).
T.u.m industrial ultrasónico yéetel celda flujo yo'osal le esterficación yéetel transesterificación biodiésel ti' internet ichil.
Le esterificación yéetel transesterificación ultrasónica u ejecutar u bey jump'éel tuukula' ti' internet ichil continuo wa tumen lotes. Le gráfico ye'esik le tuukula' ultrasónico ti' internet ichil utia'al u transesterficación le biodiésel (FAME).
Le esterificación yéetel transesterificación ultrasónica u ejecutar u bey jump'éel tuukula' ti' internet ichil continuo wa tumen lotes. Le gráfico ye'esik le tuukula' ultrasónico tumen lotes utia'al le tzeltalo'obo' biodiésel.
Tzeltalo'obo' biodiésel ichil ka'ap'éel jejelas súutukil jump'éel asistida tumen ultrasonidos u aplica u reacción catalizadas tumen ácido yéetel k'oja'ano'obo' jejelas súutukil jump'éel
En el caso de le materias primas yéetel jump'éel ka'anal contenido FFA, producción biodiésel ku bisik ka'ansaj bey reacción catalizada tumen ácido wa k'oja'ano'obo' ti' jump'éel tuukula' ka'ap'éel jejelas súutukil jump'éel. Le ultrasonidos contribuyen ka'atúul tipos reacciones, le esterificación catalizada tumen ácidos yéetel le transesterificación catalizada tumen bases:
Esterificación catalizada tumen ácido yo'osal ultrasonidos
Utia'al u k'aax jump'éel exceso ácidos grasos libres ti' le yo'olal prima, k'a'abéet le tuukula' esterificación. Le ácido sulfúrico ku meyaj comúnmente bey catalizador ácido.
- Beet le yo'olal prima filtrando le ka refinando le ichil contaminantes yéetel ja'.
- Disuelva le catalizador, es decir le ácido sulfúrico, tu metanol. Yéetel ken u tsentuba'obi' le flujo catalizador leti' metanol yéetel le yo'olal prima ti' jump'éel intercambiador ooxoj yéetel juntúul mezclador estático tia'al jump'éel premezcla crudo.
- Le premezcla catalizador yéetel prima yo'olal yaan u Jun cámara reacción ultrasónica, tu'ux le mezcla ultrafina yéetel le sonoquímica surten efecto yéetel le ácidos grasos libres ku suutikuba'ob biodiésel.
- Ba'axten último deshidrata le producto yéetel ku yúuchul le segunda p'isibij: le transesterificación ultrasónica. Le metanol húmedo ácido u ts'o'oksik ti' u reutilización ka' le recuperación, le secado yéetel le neutralización.
- En el caso de materias primas ku ya'alik jump'éel FFA jach ka'anal, u páajtal u k'a'abeto'ob jump'éel configuración recirculación utia'al u xu'ulsiko'ob le FFA ti' razonable bey ma' p'isibij transesterificación.
Reacción esterificación utilizando jump'éel catalizador ácido:
FFA + Alcohol ti→ Éster + ja'
Transesterificación catalizada tumen bases yo'osal ultrasonidos
Le yo'olal prima, ba'ax bejla'e' chéen yaan ti' mejen yaan xan ya'abach FFA, je'el yéetel ken u tsentuba'obi' u Jun ti' le p'isibij transesterificación. U asab común jach u meyaj hidróxido sodio wa hidróxido potasio (NaOH, KOH) bey catalizador k'oja'ano'obo'.
- Disuelva le catalizador, es decir le hidróxido potasio, tu metanol ka alimente le corrientes catalizador leti' metanol yéetel le yo'olal prima pretratada ti' jump'éel mezclador estático tia'al jump'éel premezcla che'eche'.
- Introduzca le premezcla Jun ti' le cámara reacción ultrasónica utia'al u mezcla cavitacional u ka'anal cizallamiento yéetel u Ts'a'akal sonoquímico. Yik'áalil le reacción ku ésteres alquilo (es decir biodiesel) yéetel glicerina. Le glicerina ku páajtal separar tumen sedimentación wa tumen centrifugación.
- Le biodiésel producido tumen ultrasonidos jach ka'anal calidad yéetel u fabrica bix u rápida, eficiente tak le ch'aaj u sáasil energético yéetel rentable óolal ti' Jaajal le t'áal k'u' metanol yéetel catalizador.
Reacción transesterificación utilizando jump'éel catalizador k'oja'ano'obo':
Tsaats leti' arrozo' + Alcohol → Biodiesel + Glicerol
Búukinta'al metanol & Recuperación metanol
Le metanol jach jump'éel componente clave ti' le producción biodiésel. Le tzeltalo'obo' ku biodiésel impulsada tumen ultrasonidos Cha' u xu'ulsiko'ob significativamente u búukinta'al metanol. Wa bejla'e' táan u tuukul "Mina'an ba'ax in k'áaj in búukinta'al metanol, ts'o'ok u recupero u tuláakal modos", je'el replantear u ka considerar u ka'anal tojol energía exorbitante ba'ax ku aplica ti' le p'isibij evaporación (je'ebix, usando jump'éel columna destilación), lela' k'a'abeto'ob yo'osal separar yéetel reciclar le metanol.
Le metanol ku u elimina ti' ka' le biodiésel yéetel le glicerina ku séen separado ichil ka'ap'éel capas, ku evita u reversión le reacción. Tu continuación u metanol u Cho' yéetel u recicla u ka'a ti' le principio le tuukula'. Ti' le producir biodiésel yo'osal esterificación yéetel transesterificación impulsadas tumen ultrasonidos, u xu'ulsiko'ob drásticamente u búukinta'al metanol, reduciendo bey le ka'anal gasto energía exorbitante utia'al u recuperación metanol. U búukinta'al reactores ultrasónicos u Hielscher reduce le cantidad k'a'abeto'ob u exceso metanol tak ti' jump'éel 50 ti chúumuk. Juntúul relación molar ichil 1:4 wa 1:4,5 (tsaats: metanol). le suficiente utia'al u óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le materias primas, ka ku meyajtiko'ob le mezcla ultrasónica ti' Hielscher.
Le esterificación ultrasónica jach jump'éel p'isibij pretratamiento, u reduce le yo'olal prima baja calidad yéetel ka'anal contenido u FFA ti' ésteres. Ti' le 2 ° paso ti' le transesterificación ultrasónica, le triglicéridos ku suutikuba'ob biodiésel (FAME).
Aumento ultrasónico ti' le eficiencia tzeltalo'obo' biodiésel – Científicamente probado
Numerosos ku investigadores u investigado u meyaj yéetel le táanil le transesterificación ultrasónica ti' le biodiésel. Je'ebix, le nu'ukulil investigación Sebayan Darwin demostró ti' le cavitación ultrasónica aumentaba actividad química yéetel le velocidad reacción, ku resultaba ti' jump'éel aumento significativo ti' le formación ésteres. Tu láaka ultrasónica redujo le k'iin reacción u transesterificación u 5 minutos – ti' comparación yéetel le ka'ap'éel horas le procesamiento mecánico ti' agitación. Le tzeltalo'obo' triglicéridos (TG) tu FAME yáanal ultrasonidos obtuvo jump'éel 95,6929 ti Chúumuk ti' peso yéetel juntúul relación molar ti' metanol leti' tsaats 6:1 yéetel hidróxido sodio ti' le 1 ti Chúumuk ti' peso bey catalizador. (cf. Darwin et le. 2010).
Ultrasonidos u Buka'aj chúumuk yéetel nuxi' Buka'aj utia'al u procesamiento biodiésel
Hielscher Ultrasonics’ Suministra procesadores ultrasónicos industriales Buka'aj chichan yéetel mediano, bey je'el bix tu gran escala, utia'al u producción eficiente ti' biodiésel ti' je'el volumen. Ti' le ofrecer juntúul t.u.m ultrasónico u je'el escala, Hielscher u ofrecer le solución beetike' uts tuukulo'oba' utia'al u mejen productores bey utia'al u nukuch jejelas. Le tzeltalo'obo' ultrasónica u biodiésel u meyaj bey tuukula' tumen lotes wa bey tuukula' continuo ti' internet ichil. Le instalación yéetel le funcionamiento ku sencillos, seguros yéetel proporcionan ka'anatako'ob rendimientos fiables u biodiésel calidad superior.
Tu continuación encontrará configuraciones reactores recomendadas ti' jump'éel variedad tasas producción.
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tonelada leti' hr
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gal leti' hr
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| 1 ka'atéen UIP500hdT |
0U.25 u 0.5
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U 80 u 160
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| 1 ka'atéen UIP1000hdT |
0U. 5 u 1.0
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U 160 u 320
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| 1 ka'atéen UIP1500hdT |
0U.75 u 1.5
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U 240 u 480
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| 2 Óoxten UIP1000hdT |
U 1.0 u 2.0
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U 320 u 640
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| 2 Óoxten UIP1500hdT |
U 1,5 u 3,0
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U 480 u 960
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| 4 Óoxten UIP1500hdT |
U 3,0 u 6,0
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U 960 u 1920
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| 6 Óoxten UIP1500hdT |
U 4,5 u 9,0
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U 1440 u 2880
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Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsificación yéetel extracción escala ti' laboratorio, piloto yéetel industrial.
Bibliografía leti' Referencias
- 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.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- 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.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Producción biodiésel
Le biodiésel ku yaantal ka le tricigéridos ku suutikuba'ob éster metílico graso libre (FAME) yéetel juntúul reacción química k'ajo'olta'an bey transesterificación. Ichil le reacción transesterificación, le triglicerides ti' aceites vegetales wa grasas animales reaccionan te' meyajo'ob jump'éel catalizador (je'ebix, hidróxido ti' potasio wa hidróxido sodio) yéetel juntúul alcohol primario (je'ebix, metanol). Ti' le reacción, le ésteres alquilo ku táakpajalo'ob ichil le yo'olal prima tsaats vegetal wa arrozo' ba'alche'o'. Le triglicéridos ku glicéridos ti' le le glicerol ku esterifica yéetel ácidos ti' tsolokbal chowak, k'ajóolta'ano'ob bix ácidos grasos. Le ácidos grasos u abundantemente presentes ti' le tsaats vegetal yéetel le grasas animales. Dado ka u biodiésel u producir u ichil jejeláas materias primas, bey aceites vegetales vírgenes, aceites vegetales usados, aceites u fritura usados, grasas animales bey le sebo yéetel u k'aab tsaats k'éek'eno', le cantidad ácidos grasos libres (AGL) je'el variar ya'ab. Le porcentaje ácidos grasos libres ti' le triglicéridos jach jump'éel crucial factor ku influye drásticamente ti' le tuukula' producción biodiésel yéetel le ma'alobil le biodiésel resultante. Nojoch cantidad ácidos grasos libres u interferir ti' le tuukula' tzeltalo'obo' ka deteriorar le ma'alobil final le biodiésel. Le noj bejo' talamilo' jach u le ácidos grasos libres (AGL) reaccionan yéetel le catalizadores alcalinos, ku ts'aik u kúuchil ti' le formación jabón. Posteriormente, le formación jabón causa toop separación glicerol. Tune', le primas materias ku ya'alik altas yaan xan ya'abach FFA requieren tu su mayoría jump'éel Ts'a'akal previo (u t'aan reacción u esterificación), ichil le le FFA ku walk'ajalo'ob ti' ésteres. Le ultrasonicación promueve ambas reacciones, le transesterificación yéetel le esterificación.
Reacción u química le esterificación
Le esterificación jach le tuukula' u combinar jump'éel ácido orgánico (RCOOH) yéetel juntúul alcohol (ROH) utia'al formar jump'éel éster (RCOOR) yéetel ja'.
Búukinta'al metanol ti' le esterificación ácida
Le ken u meyajtiko'ob le esterificación ácida utia'al u xu'ulsiko'ob le FFA tu yo'olal prima, le requisitos energéticos inmediatos le relativamente bajos. Ba'ale' u crea ja' ti' le reacción esterificación – creando metanol húmedo yéetel ácido, ba'ax k'a'ana'an u neutralizado, secado yéetel yutstal yo'osal. Le tuukula' recuperación metanol jach ko'oj.
Wa le materias primas ti' partida yaan porcentajes 20 u 40 ti chúumuk wa incluso asab agL, táan u béeytal u k'a'abeto' ya'abkach ba'axo'ob tu kano'ob ti' xu'ulsiko'ob le niveles aceptables. Lela' u k'áat u ya'al ti' u crea metanol húmedo láayli' asab ácido. Ka' neutralizar le metanol ácido, le secado k'a'abet jump'éel destilación ya'abkach jejelas súutukil jump'éel yéetel tasas u reflujo significativas, ku resulta ti' jump'éel búukinta'al energía jach ka'anal.
Ba'ax ka aceites u utilizan utia'al u producción biodiésel.
Le aceites utilizados utia'al u producción biodiésel incluyen aceites vegetales, bey le soja, le colza (canola), le girasol, le tsaats palma yéetel le tsaats posos u uk'aj chuuk waj usados, bey grasas animales bey le sebo yéetel u k'aab tsaats k'éek'eno'. Le aceites usados, incluido le tsaats k'óoben usado yéetel le aceites extraídos ti' le posos u uk'aj chuuk waj usados, bey xan u utilizan comúnmente. Le aceites, compuestos chuunil laat'a'an tumen triglicéridos, ku someten ti' jump'éel transesterificación yéetel alcohol utia'al u producir ésteres metílicos u ácidos grasos (FAME), le químicos compuestos ku táakpajalo'ob le biodiesel. Le sonicación mejora le tzeltalo'obo' biodiésel aceites usados ti' u ma'alo'obkíinsiko'ob le tuukula' transesterificación yo'osal le ka'anatako'ob ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad. Ti' le aceites usados, tu menudo yaan impurezas yéetel jump'éel asab contenido ácidos grasos libres, le sonicación ku yáantik láaj k'aastal a impurezas ka mejora u mezcla le reactivos. Le je'ela' ku ts'aik bey resultado velocidades ti' reacción asab rápidas, k'iino'oba' u reacción reducidos yéetel mayores rendimientos biodiésel, páajtal yéetel materias primas u menor calidad. Le sonicación xan ku cha'antik xu'ulsiko'ob u búukinta'al catalizadores yéetel u jant p'áatalij energía, ba'ax ku beetik u le tzeltalo'obo' aceites usados ti' biodiésel bixake' asab eficiente ka rentable.
Lea asab yóok'ol bix u sonicación intensifica extracción aceites le posos u uk'aj chuuk waj usados yéetel u transesterificación le aceites biodiésel.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento ichil laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.