En este artículo consideraremos la producción de biodiésel con la línea tecnológica de GlobeCore, en la que la función del reactor la realiza el aparato de la capa vórtex AVS. Esta línea tecnológica se puede utilizar para la producción de biodiesel a partir de una amplia variedad de materias primas, desde aceites vegetales hasta grasas animales.
Desde el punto de vista ecológico, es de interés utilizar diversos residuos para la producción de biodiésel, cuya eliminación se asocia a una serie de inconvenientes. Dichos desechos, por ejemplo, incluyen aceite vegetal quemado, que se forma en grandes cantidades en varias panaderías y restaurantes, así como grasas ácidas de pollo. Es en el ejemplo de este último que consideraremos el proceso de la producción de biodiesel utilizando la tecnología de GlobeCore.
Cómo se forma la grasa de pollo y qué se puede hacer con ella
La grasa de pollo se forma en grandes cantidades durante el matadero de aves de corral o durante el procesamiento profundo de canales en granjas avícolas. Estos desechos se pueden utilizar en la producción de alimentos para mascotas para mejorar el sabor de los productos terminados, pero a veces se tiran ilegalmente o se lavan con aguas residuales, contaminando los cuerpos de agua y el suelo.
La situación puede cambiar si recordamos que las grasas de pollo pueden ser una excelente materia prima para la producción de biodiesel. Al mismo tiempo, no requieren una purificación adicional, como los aceites vegetales, y son mucho más económicos.
Tecnologías de la producción de biodiesel
Para obtener combustible biodiesel, es necesario reemplazar la glicerina por alcohol en los éteres de glicerol que componen la grasa de pollo. Este cambio ocurre durante la reacción de transesterificación (transesterificación de grasas). Como resultado, se forma el metiléter, es decir, el biodiesel que necesitamos, y la glicerina, que se utiliza en la industria farmacéutica y de pinturas y barnices.
La compañía GlobeCore ha desarrollado un complejo para la producción de combustible biodiesel a partir de grasa de pollo, que puede ser utilizado tanto directamente en granjas avícolas como por representantes de empresas privadas interesadas en obtener biodiesel a partir de materias primas baratas. Hemos implementado nuevas tecnologías y soluciones de diseño que permiten compactar el complejo y optimizar la producción de biodiesel.
Equipo para la producción de biodiesel
Consideremos con más detalle la producción de biodiésel utilizando este complejo. El complejo consta de varias unidades:
- unidad de dosificación y mezcla preliminar;
- unidad de transesterificación;
- unidad de separación;
- unidad de purificación.
La unidad de dosificación y premezcla incluye una unidad de cavitación hidrodinámica. El mezclador de la instalación se realiza en forma de inyector, que se termina con un turbulador. La bomba suministra la grasa de pollo precalentada al mezclador. En la cámara de inyección del mezclador, se forma una presión por debajo de la presión atmosférica y se produce un vacío, debido a lo cual el alcohol y el catalizador en las proporciones requeridas se succionan en el mezclador. Al pasar por el turbulador del mezclador, los componentes se combinan en un solo flujo y entran en la unidad de transesterificación.
La unidad de transesterificación consta del aparato de la capa vórtex, un dispositivo en el que se crea un campo electromagnético giratorio en la cámara de trabajo con la ayuda de un inductor. Bajo la acción de este campo, las partículas ferromagnéticas se mueven a lo largo de trayectorias complejas en la cámara, que chocan entre sí, con las paredes de la cámara y con las partículas de la sustancia procesada. Debido a los efectos directos del choque, el tratamiento electromagnético y la cavitación emergente en la cámara de trabajo del aparato, se produce la mezcla microdispersa y el final de la reacción de transesterificación, que dura unos segundos. Esta es la principal diferencia entre la línea GlobeCore y las tecnologías existentes. La reacción avanza rápidamente y no requiere aceleración debido a la introducción de un exceso de metanol, que luego debe eliminarse por destilación con un equipo adicional.
Una vez finalizada la reacción de transesterificación, la mezcla resultante se alimenta continuamente al recipiente de separación. La glicerina más pesada se asienta y el biodiésel más ligero se eleva. Después de la separación, ambas fracciones son bombeadas por diferentes grupos de bombeo. La glicerina ingresa al tanque de almacenamiento externo y el biodiésel pasa a través de la unidad de purificación. La purificación es necesaria porque el catalizador sólo acelera y no participa en la reacción química de transesterificación. Y si lo deja en el combustible, provocará la corrosión del motor. Los residuos de catalizador se eliminan pasando biodiésel a través de una capa de adsorbente especial. Si la acidez de la grasa de pollo es alta, entonces para la máxima extracción de biodiesel de la materia prima, la reacción de transesterificación se lleva a cabo en dos etapas. Como resultado, obtenemos combustible biodiesel listo para usar con buena inflamabilidad y alto índice de cetano para su uso en motores diésel.
Por lo tanto, el uso de tecnologías de GlobeCore permite organizar simultáneamente el procesamiento de desechos ecológicamente peligrosos de granjas avícolas y reducir la cantidad de emisiones nocivas de automóviles con motores diésel mediante el uso de combustibles alternativos.
Procesos en la cámara de trabajo del aparato de la capa vórtex
Como se señaló anteriormente, el aparato de la capa vórtex se utiliza como reactor en la producción de biodiésel utilizando la tecnología de GlobeCore. En la cámara de trabajo de este dispositivo tienen lugar procesos físicos y químicos que permiten realizar diversas acciones con los componentes iniciales en el flujo. Consideramos estos fenómenos:
- Ondas acústicas y cavitación: aceleran los procesos de transferencia de masa.
- Cada partícula ferromagnética es un micro electrolizador, debido al funcionamiento continuo del cual la cámara de trabajo del aparato está saturada de iones de diferente polaridad, lo que permite acelerar las reacciones químicas.
- Magnetostricción de partículas ferromagnéticas, que ocurre durante su inversión de magnetización. Las dimensiones lineales de las partículas cambian con una alta frecuencia, como resultado de lo cual se forman pulsos de fuerza de alta resistencia que intensifican los procesos de difusión química.
- El efecto acumulativo de pulsos magnetoestrictivos, cavitación, corrientes de inducción, microarcos, movimiento rápido de partículas ferromagnéticas y otros factores aumentan la superficie de interacción (interfaz) en varios órdenes de magnitud. Se observa un aumento de la energía superficial, por lo que hay una fuerte aceleración de los procesos de transesterificación.
El uso del aparato de la capa vórtex como reactor en la producción de combustible biodiesel también permite reducir la concentración del catalizador y llevar a cabo la transesterificación a una temperatura más baja de la mezcla de reacción.
Ventajas de los aparatos de la capa vórtex en el proceso de producción de biodiésel
Ahora un poco sobre las ventajas de los propios aparatos. Los aparatos de la capa vórtex son equipos compactos que se pueden integrar fácilmente en los complejos existentes para la producción de combustible biodiesel con el fin de modernizarlos, reemplazando los tanques en general y los mezcladores mecánicos no energéticamente eficientes. El aparato de la capa vórtex puede funcionar en el flujo y el consumo de energía, según el modelo (AVS-100 o AVS-150), es de 4,5 y 9,5 kW, respectivamente. Al mismo tiempo, los dispositivos son fáciles de mantener y operar, y su vida útil es de decenas de años.
Para obtener más información o asesoramiento de los especialistas técnicos de GlobeCore, utilice los contactos de la sección correspondiente del sitio.