Biodiésel enzymatique et technologie biodiésel GlobeCore

Le volume de production et consommation de biodiésel a augmenté en raison de deux facteurs principaux.  Premièrement, une dégradation générale de l’état écologique, provoquée principalement par les émissions résultant de la combustion de produits pétroliers. Deuxièmement, comme suite, des exigences plus strictes en ce qui concerne le pourcentage de gaz d’échappement des voitures.  A cet effet, de nombreux pays ont adopté des lois visant à augmenter progressivement la part de biodiésel comme carburant.  Le choix de cette source d’énergie spécifique avait été effectué en raison de la disponibilité des diverses matières premières utilisées dans sa production: graisses animales et huiles végétales (palme, noix de coco, soja, colza, ricin, huile d’algues, etc.).

La technologie classique de production de biodiésel

Tout d’abord, quelques définitions.  Le biodiésel est un des carburants alternatifs, produit par transestérification de l’huile naturelle et de la graisse avec de l’alcool (méthanol, éthanol ou d’autres) en présence d’un catalyseur.

La technologie classique de production de biodiésel fonctionne comme ceci.  La matière première de base contenant de l’alcool et une solution de catalyseur est pompée dans un récipient spécial où se produit la réaction d’éthérification (transestérification) sous une pression et température déterminées.  Après la réaction, le mélange est séparé en deux couches: la couche supérieure est le biodiésel lui-même (ester méthylique) et la couche inférieure est la glycérine à faible quantité d’alcool. Ensuite, le biodiésel est lavé et séché pour éliminer du savon et de l’eau.  L’alcool est également séparé de la glycérine pour être réutilisé dans le processus de transestérification.

Le processus classique présente un certain nombre d’inconvénients, tels que:

• la matière de base doit être correctement préparée.  L’huile végétale fraîchement pressée contient des phospholipides.  Si l’on utilise sans préparation, certaine portion de lipides s’infiltre dans le produit fini, dépassant ainsi les limites requises par les normes de qualité.  L’huile de cuisson contient des acides gras libres qui doivent également être éliminés;
• le processus d’éthérification (transestérification) prend beaucoup de temps;
• la consommation d’énergie élevée.  L’éthérification nécessite un mélange, souvent effectué par des agitateurs mécaniques.  Les coûts d’exploitation des agitateurs sont élevés, en particulier compte tenu de la durée du processus.

Utilisation d’enzymes (ferments) dans la production de biodiésel (Enzymatic biodiesel)

Il est possible de remédier à la faible qualité de matière de base en utilisant des enzymes (ferments) spéciales dans le processus de production du biodiésel.  Les principaux avantages de cette approche sont les suivants:

• s’engager dans la production de biocombustibles de la matière à haute teneur en acides gras libres (Free Fatty Acids – FFA).  Les substances ayant des effets négatifs sur la cinétique de la réaction enzymatique doivent être éliminées.
• les conditions du processus de production de biodiésel enzymatique sont plus favorables (la température est de 20-50°C);
• le sous-produit résultant (glycérine) est plus pur ce qui la fait plus précieuse.
• les enzymes peuvent être réutilisés.

En général, la réaction avec les enzymes se produit en deux étapes: l’hydrolyse des glycérides et la formation de FFA, puis l’éthérification de l’alcool et des FFA, produisant du biodiésel. Si la teneur en FFA est élevée, on considère la première étape comme achevée et les enzymes ne servent qu’à convertir les FFA en carburant biodiésel.

Dans le même temps, la catalyse enzymatique présente également des inconvénients, notamment:

• enzymes sont coûteuses;
• procédure complexe;
• réaction prend beaucoup de temps.  Un malaxage constant est requis dans le processus, ce qui prend beaucoup de temps.

Utilisation des équipements GlobeCore dans la production de carburant biodiésel

On peu éliminer certaines des inconvénients du processus traditionnel de production de biodiésel en utilisant les mélangeurs de cavitation hydrodynamique de type USB de GlobeCore.  Ces unités à hautes performances jouent le rôle des agitateurs ce qui permet se passer de grands récipients, car les ingrédients réagissent directement dans le flux.  La cavitation intensive se produit dans le réacteur hydrodynamique; ce processus assure la rupture des molécules d’acides gras.  La vitesse de réaction se fait accélérer considérablement (quelques secondes au lieu de minutes ou heures), les ingrédients réagissent mieux, l’alcool en excès est réduit et la valeur calorifique du future produit est améliorée.  Après traitement dans le réacteur, le mélange est décanté pour être séparé en biodiésel et glycérine.

Donc, l’utilisation des mélangeurs de cavitation hydrodynamique de GlobeCore réduit l’intensité énergétique de la production de biodiésel et demande moins de territoire aux équipements, tout en améliorant la qualité du produit.

La capacité des réacteurs à cavitation hydrodynamique à accélérer de manière significative le déroulement des réactions chimiques suggère qu’ils peuvent être utilisés dans la production de biodiésel enzymatique. Cela contribuera à éliminer l’un de ses principaux inconvénients.

Perspectives concernant l’utilisation de dispositifs à couche vortex dans la production de biodiésel

GlobeCore propose un autre produit qui accélère les réactions chimiques: l’appareil à couche vortex AVS.  L’appareil ressemble à un moteur asynchrone sans rotor.  Au lieu du rotor, l’appareil est équipé d’une chambre de travail, contenant des éléments ferromagnétiques cylindriques. Lorsque l’enroulement statorique est mise sous tension, ces particules se déplacent en trajectoires complexes, formant la couche de vortex.

Le mouvement génère des ondes sonores et une cavitation qui, associées au contact direct du matériau traité avec les éléments et au champ électromagnétique en rotation, accélèrent les échanges de masse.  En conséquence, la réaction de transestérification se produit dans 10 à 20 secondes. Tout comme les réacteurs à cavitation hydrodynamique, les appareils à couche vortex améliorent l’efficacité des chaînes de production de biodiésel (amélioration de la qualité des produits en consommant moins d’énergie) et réduisent l’aire aux équipements.