Новая энергетика

Ультразвуковые приборы для производства биодизеля

Новая энергия - Биотопливо

При производстве биодизеля низкая скорость реакций и слабый массобмен снижают мощность вашей биодизельной установки, а также объем и качество получаемого биотоплива. Ультразвуковые реакторы компании Hielscher значительно улучшат динамику переэтерификации, что, в результате, уменьшит содержание метанола и расход катализатора.

Обычно биотопливо производится в реакторе периодического действия при помощи подогрева и механического смешивания, на что затрачивается энергия. Кавитационное ультразвуковое воздействие - это отличный способ достичь лучшего качества смешивания при промышленном производстве биодизеля. Ультразвуковая кавитация обеспечивает необходимую энергию активации для промышленной переэтерификации биодизеля.

Переэтерификация (Химический процесс получения биодизеля)

Производство биодизеля из растительного масла (например, соевого, канола (разновидность рапса), ятрофа, семени подсолнечника или морских водорослей) или животных жиров включает в себя процесс переэтерификации на основе катализа жирных кислот и метанола или этанола, результатом которого являются сложные метиловый или этиловый спирт. Глицериновая фаза является неизбежным побочным продуктом данной реакции.

Растительные масла и жиры животного происхождения являются триглициридами, которые представляют собой три цепи жирных кислот, соединенных молекулой глицерина. Триглицериды являются сложными эфирами. Эфиры - это кислоты, как жирные кислоты, соединенные с молекулами алкоголя. Глицерин (= глицерол) является тяжелым алкоголем. Во время реакции триглицеридные эфиры превращаются в алкиловые эфиры (= биодизель) при помощи катализатора (щелочи) и алкогольного реагента (например метанола), который выделяет биодизель как метиловый эфир. В данной реакции молекулы метила замещает молекулы глицерина.

Глицериновая фаза как более тяжелая фракция опуститься на дно. Биодизель как более легкая фракция поднимется вверх и его можно будет легко отделить с помощью отстойника или центрифуги. Такой химический процесс называется переэтерификацией.

Обычная реакция этерификации слишком медленна для промышленного производства, а процесс отделения глицериновой фазы очень длителен (обычно занимает более 5 часов).

Ультразвуковая технология в процессе производства биодизеля

Сейчас биодизель в основном производиться в реакторах периодического действия. Применения ультразвука возможно при потоковом производстве. Применение ультразвука позволит повысить эффективность производства до 99%. Ультразвуковые реакторы позволят сократить цикл производства до менее 30 секунд (обычный процесс занимает 1-4 часа). Главное, что обработка ультразвуком позволяет сократить процесс разделения на фракции до менее 60 секунд (при применении обычного смешивание этот процесс занимает 5-10 часов). Также применение ультразвука позволяет уменьшить количество катализатора необходимого для реакции почти на 50% благодаря активизации химической активности при наличии кавитации (см. также сохохимия).

При воздействии ультразвуком сокращается количество необходимого метанола, а также повышается качество глицериновой фазы.

Процесс воздействия ультразвуком при производстве биодизеля включает следующие этапы:

Обычно воздействие ультразвуком сопровождается нагнетанием давления (1-3 бар,манометрическое давление) при помощи подающего насоса и клапана обратной тяги, расположенного за проточной ячейкой.

Промышленный процесс производства требует меньше ультразвукового воздействия. Приведенная выше таблица показывает нормативные затраты энергии для различных поточных мощностей. Реальные энергетические затраты могут быть определены с помощью 1квт-ного ультразвукового прибора в лабораторных условиях. Все результаты таких лабораторных испытаний могут быть легко масштабированы. При необходимости, Вы можете использовать доступные FM и ATEX-сертифицированные ультразвуковые устройства (например UIP1000-Exd).

Компания Hielscher поставляет индустриальное ультразвуковое оборудование для производства биодизеля по всему миру. Ультразвуковые приборы с мощностью в 16квт каждый могут быть использованы на заводах любой величины и с любой интенсивностью производственного потока.

Стоимость процесса производства биодизеля при применении ультразвука

Ультразвуковое воздействие - эффективный способ ускорить химическую реакцию в процессе производства биодизеля. Стоимость такого процесса производства напрямую зависит от количества средств вложенных в ультразвуковое оборудование, расходов на обслуживание и стоимости электроэнергии. Чрезвычайная энергоэффективность ультразвукового оборудования Hielscher помогает снизить затраты электроэнергии и сделать процесс производства еще более экологически чистым. Конечные затраты на воздействие ультразвуком колеблются в пределах 0.1цент - 1.0цент на литр (0.4цент - 1.9цент/галон), если рассматривать с коммерческой точки зрения.