ultraääni-biodieseliä

Ylikriittiset reaktorit

Perinteinen biodieselin tuotanto vaatii katalyytin (tavallisesti natrium- tai kaliumhydroksidin) transesteröintireaktion loppuunsaattamiseksi. Reaktion jälkeen katalyytti on poistettava polttoaineen laadun varmistamiseksi. Tämä voi joskus olla ongelmallista. Katalyyttivaatimusten välttämiseksi transesteröinti voidaan saavuttaa katalyyttivapaalla tavalla käyttämällä "superkriittistä" prosessia.

Kemian tekniikan esittelyn mukaan termodynamiikka määrittelee nesteen kriittisen pisteen sen kriittisen lämpötilan ja kriittisen paineen, "korkeimman lämpötilan ja korkeimman paineen, jolla puhtaan kemiallisen lajin havaitaan olevan höyry- / nestetasapainossa" (Smith et. al., s. 64).

Ylikriittisessä tilassa nesteen ja höyryn välinen faasiraja alkaa hävitä, ja aineella on sekä nesteen että höyryn ominaisuuksia.

Kun transesteröinti tapahtuu metanolin ylikriittisessä tilassa (tyypillisesti 300 ° C ja 40 MPa / 5800 psi tai suurempi), kasviöljy tai eläinrasva liukenee metanoliin yhden vaiheen muodostamiseksi. Sitten reaktio tapahtuu, jotta saavutetaan loppuun muutamassa minuutissa ilman katalyyttejä.

Ylikriittinen prosessi sietää vettä ja vapaita rasvahappoja järjestelmässä, ja perinteisessä prosessissa yleinen saippuanmuodostus on poistettu (Demirbas, 2006; van Kasteren ja Nisworo, 2007; Saka ja Isayama, 2009).

Koska ylikriittinen tila vaatii erittäin korkeaa lämpötilaa ja painetta, prosessi voi olla kallista. Suuret biodieselin tuottajat voivat kuitenkin pitää tätä prosessia kustannustehokkaana, koska koska reaktio tapahtuu niin nopeasti, tuottajat voivat tehdä suuren määrän suhteellisen pienellä reaktorilla ja rajallisella tilalla.

Staattiset sekoittimet Biodiesel-reaktoreina

Staattiset sekoittimet ovat yksinkertaisia laitteita, jotka koostuvat kotelon sisällä olevista spiraalimuotoisista sisäosista, kuten putkesta tai putkesta, jotka edistävät turbulenttia virtausta. Niissä ei ole liikkuvia osia, ne ovat helppoja käyttää ja ylläpitää, ja ne ovat erittäin tehokkaita sekoittamaan nesteitä, jotka eivät helposti sekoittu normaaleissa olosuhteissa.

Biodieselin tuotantoa kasviöljyistä ja alkoholeista rajoittaa aluksi alkoholin liukoisuus kasviöljyihin (Van Gerpen ja Knothe, 2005). Staattisia sekoittimia voidaan käyttää reaktanttien sekoittamiseen ennen kuin ne tulevat reaktoriastiaan. Voiko itse staattista sekoittinta käyttää myös reaktorisäiliönä? Idahon yliopistossa tehtiin tutkimus, jossa tutkittiin mahdollisuutta käyttää staattista sekoitinta jatkuvan virtauksen reaktorina biodieselin tuotantoon (Thompson ja He, 2007).

Tulokset osoittivat, että staattinen sekoittimen reaktori oli tehokas biodieselin tuotantoon, ja saatiin ASTM D6584 -määrityksen mukaiset tuotteet. Kuten muutkin reaktorikonfiguraatiot, lämpötilan ja katalyytin konsentraatio vaikutti tuotteen saantoon merkittävästi. Edullisimmat olosuhteet täydelliseen transesteröintiin olivat 60 ° C ja 1,5% katalyytti 30 minuutin ajan. Siksi on mahdollista käyttää yksinään staattista sekoittinta kasviperäisten öljyjen ja alkoholien biodieselin valmistuksen reaktorina.

Samanlaista prosessia käytetään joskus kaupallisesti, mutta suuren staattisen sekoittimen käyttöä biodieselin prosessorina ei ole kaupallistettu.