超聲波生物柴油處理器

背景：

    石油柴油目前是運(yùn)輸和物流業(yè)的主要燃料形式，盡管其使用會消耗有限的原油資源，并損害人類健康和環(huán)境。而生物柴油作為一種可再生的、可生物降解的、的生物燃料，是一種很有吸引力的環(huán)保替代燃料，可用于現(xiàn)有的柴油發(fā)動機(jī)，提供與石油柴油相同的動力和扭矩，同時(shí)具有優(yōu)越的潤滑性。

不幸的是，由于其制造過程的低效率，生物柴油的成本仍然很高，阻礙了其廣泛使用實(shí)施。生物柴油的生產(chǎn)是通過一個(gè)相對緩慢和耗能的化學(xué)過程，即甘油三酸酯交換-植物油或動物脂肪，這個(gè)過程通常在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行。

這個(gè)生產(chǎn)過程的幾個(gè)方面有很大的改進(jìn)空間:

1. 低反應(yīng)速率。

酯交換反應(yīng)是一種限制傳質(zhì)的反應(yīng)，它發(fā)生在原料油和醇的界面上，它們只是部分混相。機(jī)械攪拌在一定程度上有助于改善試劑之間的接觸，但反應(yīng)仍然非常緩慢，因?yàn)閿嚢璨荒艹浞?b>乳化兩種液體(使其形成穩(wěn)定的膠體混合物)，以增加它們之間的界面表面積。

2. 長時(shí)間的分離。

通常使用過量的酒精和催化劑來驅(qū)動平衡，合成生物柴油的酯交換反應(yīng)。然而，在接下來的步驟中，過量的酒精傾向于溶解生物柴油中的甘油，這減慢了它們的分離。

3.后期處理并發(fā)癥。

生物柴油必須用水清洗，以去除任何殘留的催化劑和副產(chǎn)品。剩下的酒精需要凈化和回收。因此，使用過量的酒精和催化劑會使后處理過程復(fù)雜化。

超聲波輔助的酯交換反應(yīng)對每個(gè)過程步驟都非常有利:

1. 高反應(yīng)速率。

高強(qiáng)度的超聲波會產(chǎn)生聲空化，產(chǎn)生強(qiáng)烈的和不對稱內(nèi)爆的真空氣泡，引起激波、微射流、強(qiáng)剪切力以及極端的局部溫度和壓力。這導(dǎo)致非常有效的混合，導(dǎo)致超細(xì)，動力學(xué)穩(wěn)定的乳狀液(納米乳狀液)的不混溶或部分混溶液體。

因此，液體之間的界面面積增加了數(shù)量級，這大大促進(jìn)了限制傳質(zhì)的反應(yīng)，如酯交換。研究表明，反應(yīng)時(shí)間可以從數(shù)小時(shí)減少到數(shù)分鐘。

2. 分離時(shí)間短。

由于超聲波暴露使原料油和酒精之間有更好的接觸，因此需要的酒精過量量要低得多。這就減少了反應(yīng)后剩余的酒精量。乙醇介導(dǎo)的甘油在生物柴油中的溶解度降低，分離時(shí)間從5 ~ 10h降低到30min左右。

3.簡化了后處理。

使用較低的過量酒精可以減少后續(xù)回收所需要的努力。此外，由于混合效率更高，催化劑的用量也可以顯著減少(50 - 60%)，簡化了生物柴油的洗滌步驟。

4. 額外的好處。

a)暴露在高強(qiáng)度超聲波下可提供反應(yīng)所需的活化能。因此，加熱反應(yīng)混合物變得不那么重要，這樣可以節(jié)省能源和精力。

b)工藝由批量轉(zhuǎn)為連續(xù)，大大提高了生產(chǎn)規(guī)模。

c)生物柴油產(chǎn)量可提高到95 - 99%左右

高振幅超聲波的重要性：

商業(yè)規(guī)模的生物柴油生產(chǎn)的超聲波需要使用工業(yè)規(guī)模的流動超聲處理器，能夠保持高的振動振幅。振幅與超聲波空化產(chǎn)生的剪切力的強(qiáng)度直接相關(guān)，必須保持在足夠高的水平，以使混合有效。研究結(jié)果表明振幅必須保持在100微米量級。類似的振幅值被發(fā)現(xiàn)是需要生產(chǎn)高質(zhì)量的納米乳劑（有限傳質(zhì)酯交換反應(yīng)）的先決條件。

超聲波生物柴油處理器

為什么采用我們的超聲波技術(shù)?

       在引入超聲波技術(shù)之前，現(xiàn)有的工業(yè)規(guī)模超聲波處理器都不能產(chǎn)生生物柴油生產(chǎn)所需的高振幅。我們泛索能提供工業(yè)級超聲波處理器，能夠在極高的振幅下操作，使在生產(chǎn)環(huán)境中直接實(shí)施實(shí)驗(yàn)室成果成為可能，并可重復(fù)和可預(yù)測的結(jié)果。

服務(wù)：

    我們專注于實(shí)驗(yàn)室、臺式和工業(yè)級超聲波處理器的設(shè)計(jì)和制造。我們也隨時(shí)為您提供滿意的加工定制服務(wù)并為您提出解決方案。