Sonocemeg Ultrasonic Cynhyrchu Biodiesel
Ar hyn o bryd mae disel petroliwm yn brif fath o danwydd yn y diwydiant cludo a logisteg, er bod ei ddefnydd yn defnyddio adnoddau olew crai cyfyngedig ac yn niweidio iechyd pobl a'r amgylchedd.
Mae biodisel, fel biodanwydd adnewyddadwy, bioddiraddadwy, ac nad yw'n wenwynig, yn danwydd amgen deniadol sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd ac y gellir ei ddefnyddio mewn peiriannau disel presennol. Mae'n darparu'r un pŵer a torque â disel petroliwm, tra bod ag iriad uwchraddol hefyd.
Yn anffodus, oherwydd effeithlonrwydd isel ei broses weithgynhyrchu, mae cost biodisel yn parhau i fod yn uchel, gan rwystro ei weithrediad eang.
Mae cynhyrchu biodisel yn cael ei gyflawni trwy broses gemegol gymharol araf ac ynni, sef cyfnewid triglyserid - olew llysiau neu fraster anifeiliaid.
Mae'r broses hon fel arfer yn cael ei chyflawni mewn adweithydd swp, lle mae'r triglyseridau amrwd yn cael eu cymysgu ag alcohol (methanol neu ethanol) ym mhresenoldeb catalydd (sylfaen, asid, neu ensym), wedi'i gynhesu i oddeutu 65 gradd, a'i droi yn fecanyddol am { {1}} awr. Yna, caniateir i'r cynhyrchion hyn gamu ar wahân ar gyfer 5-10 awr (glyserol sy'n cynnwys gormod o alcohol a catalydd yn ffurfio'r haen waelod, mae biodisel yn ffurfio'r haen uchaf), ac ar ôl hynny fe'u cesglir ar wahân ac yn destun ôl-drin, gan gynhyrchu'n nodweddiadol yn cynhyrchu yn nodweddiadol yn cynhyrchu oddeutu 85-87% biodisel.
Mae yna lawer o le i wella mewn sawl agwedd ar y broses hon:
1. Cyfradd ymateb isel.
Mae'r adwaith cyfnewid ester yn adwaith sy'n cyfyngu ar drosglwyddo màs - mae'n digwydd wrth y rhyngwyneb rhwng yr olew amrwd ac alcohol, sydd ond yn rhannol. Gall troi mecanyddol helpu i wella'r cyswllt rhwng adweithyddion i raddau, ond mae'r adwaith yn dal i fod yn araf iawn oherwydd ni all ei droi emwlsio'r ddau hylif yn llawn (gan ffurfio cymysgedd colloidal sefydlog) i gynyddu'r arwynebedd rhyngwynebol rhyngddynt.
2. Gwahanu tymor hir.
Yn nodweddiadol, defnyddir gormod o alcohol a catalydd i yrru'r adwaith cyfnewid ester ar gyfer synthesis cytbwys biodisel. Fodd bynnag, yn y camau canlynol, mae alcohol gormodol yn tueddu i doddi glyserol mewn biodisel, sy'n arafu eu gwahaniad.
3. Ar ôl triniaeth cymhlethdodau.
Rhaid golchi biodisel â dŵr i gael gwared ar unrhyw gatalyddion gweddilliol a sgil-gynhyrchion sebon. Mae angen puro'r alcohol sy'n weddill a'i ailgylchu. Felly, gall defnydd gormodol o alcohol a catalyddion gymhlethu’r broses ôl-driniaeth.
Cynhyrchu Biodiesel â chymorth Ultrasonic
Mae ymatebion cyfnewid ester â chymorth ultrasonic yn fanteisiol iawn ar gyfer pob cam cam:
1. Cyfradd ymateb uchel.
Mae uwchsain dwyster uchel yn cynhyrchu cavitation acwstig, gan arwain at ffrwydrad cryf ac anghymesur swigod gwactod, gan achosi tonnau sioc, microjets, grymoedd cneifio cryf, a thymheredd a phwysau lleol eithafol. Mae hyn yn arwain at gymysgu hynod effeithiol, gan arwain at hylifau anghymesur neu rhannol gam. Felly, mae ardal y rhyngwyneb rhwng hylifau yn cynyddu yn ôl trefn maint, sy'n hyrwyddo adweithiau yn fawr sy'n cyfyngu ar drosglwyddo màs, megis cyfnewid ester.
Mae ymchwil wedi dangos y gellir lleihau amser ymateb o oriau i funudau, ac mae cyfnewid ester cyflym wedi'i gataleiddio alcalïaidd o olew ffa soia yn defnyddio uwchsain, egni a thanwydd.
2. Amser Gwahanu Byr.
Oherwydd y cyswllt gwell rhwng yr olew amrwd ac alcohol a achosir gan amlygiad ultrasonic, mae angen gormod o alcohol llawer is. Mae hyn yn lleihau faint o alcohol sy'n weddill ar ôl yr adwaith. Mae hydoddedd glyserol mewn biodisel a gyfryngir gan ethanol yn gostwng, ac mae'r amser gwahanu yn gostwng o 5-10 awr i oddeutu 30 munud.
3. ôl-brosesu symlach.
Gall defnyddio gormodedd is o alcohol leihau'r ymdrech sy'n ofynnol ar gyfer ailgylchu dilynol. Yn ogystal, oherwydd effeithlonrwydd cymysgu uwch, gellir lleihau faint o gatalydd a ddefnyddir yn sylweddol (50-60%), gan symleiddio camau golchi biodisel.
4. Buddion ychwanegol.
a) Gall dod i gysylltiad ag uwchsain dwyster uchel ddarparu'r egni actifadu sy'n ofynnol ar gyfer yr adwaith. Felly, mae cynhesu'r gymysgedd adweithio yn dod yn llai pwysig oherwydd gall arbed ynni ac ymdrech.
b) Mae'r broses wedi symud o swp i barhaus, gan gynyddu'r raddfa gynhyrchu yn fawr.
c) Gellir cynyddu cynhyrchu biodisel i oddeutu 95-99%.
Pwysigrwydd osgled sain uchel
Mae gwelliant ultrasonic o gynhyrchu biodisel graddfa fasnachol yn gofyn am ddefnyddio proseswyr ultrasonig llif graddfa ddiwydiannol a all gynnal amplitudau dirgryniad uchel. Mae'r osgled yn uniongyrchol gysylltiedig â chryfder y grym cneifio a gynhyrchir gan gavitation ultrasonic a rhaid ei gynnal ar lefel ddigon uchel ar gyfer cymysgu effeithiol.
Canfuwyd bod angen gwerthoedd osgled tebyg ar gyfer cynhyrchu nanoemylsiynau o ansawdd uchel - rhagofyniad ar gyfer adweithiau cyfnewid ester trosglwyddo màs cyfyngedig.
