Биодизель

Обзор

Растительные масла, животные жиры, масло алджи и отработанное масло может быть использовано для создания малотоксичного возобновляемого био дизеля. Био дизель может использоваться сразу или смешиваться с дизелем нефтяного происхождения.

LeMar Industries предлагает комплексные установки получения био дизеля на базе технологии кавитации ультразвука.

С помощью ультразвука, процесс получения био дизельного топлива в отличие от периодического может быть непрерывным. Это позволит значительно увеличить масштабы производства и ожидается увеличение добычы био дизеля на 8 - 14% при таком высоком процентном показателе.

 

 

Процесс Превращения масла в сложные метиловые эфиры жирных кислот (FAME) -биодизель называется эстерификацией. Эстерификация выполняется в процессе смешивания растительных масел (от алджи, зерновых культур, сои и так далее) с алкоголем (метиловый спирт) и с использованием разбавленной каустической соды (NaOH) в качестве катализатора. Конечная реакция производит сложные эфиры жирных кислот (FAME), субпродукты глицерина и мыла.

  

Эстерификация – массобменный ограниченый процесс, так как метиловый спирт/NaOH в определенной мере не поддается смешению с маслом. Превращение масла в молекулы FAME зависит от имеющейся поверхности взаимодействия между этими двумя жидкостями. Как правило, этот процесс требует наличия реактора периодического действия, где извлеченное из водорослей масло подвергается взаимодействию со спиртом и щелочным катализатором. Продукты этой реакции включают молекулы FAME, глицерин и остаточное масло, воду и избыточный спирт. Этот процесс обычно занимает 1 - 4 часа в нагретом (65°C) реакторе периодического действия, однако, с помощью ультразвука (Industrial Sonomechanics ISP-3000) этот процесс может занять всего 15 - 45 минут с минимальным добавлением тепла. Ультразвук высокой интенсивности смешивает полученное масло с разбавленной каустической содой/метиловым спиртом создавая кавитационные пузырьки. Температура и давление внутри кавитационных пузырьков 9000˚F и 1000 атмосфер соответственно. Когда эти пузырьки лопаются температура и давление сразу же падает обратно до условий окружающей среды. Мгновенное нагревание обеспечивает кинетическую энергию для инициирования реакции этерификации, в то время как формирование/имплозия пузырьков тщательно смешивает реагенты в наноэмульсию. Эти два различных метода сравниваются ниже:

 

Использование реактора периодического действия

Процесс с включением ультразвука

Низкая скорость реакции из-за ограниченной поверхности соприкосновения между жидкостями.

Реакция занимает 1 - 4 часа.

Высокая скорость реакции, так как масло и спирт тщательно смешиваются в наноэмульсию. Реакция занимает 10 - 40 минут.

Долгое время разделения (5-10 часов), так как избыточный метиловый спирт и глицерин смешиваются, что затрудняет отделение избыточного метилового спирта из биодизеля (молекулы FAME).

Более короткое время разделения (30 минут) метилового спирта и глицерина, так как используется меньшее количество метилового спирта.

Сложная пост-обработка: биодизель необходимо промыть от излишка катализатора и мыла побочного продукта.

 

Меньшее количество избыточного спирта сокращает использование  энергии / затрат для промывки. Количество каустического катализатора может быть уменьшено на 50 - 60%.

Для реакции необходим подогрев. Типичная температура реакции составляет около 65°C.

Воздействие высокой интенсивности кавитации обеспечивает необходимую для реакции энергию. Подогрев играет незначительную роль, или в некоторых случаях не нужен.