Jakie substancje zwykle oddzielają wirówki przy produkcji biodiesla

Wirówki dyskowe do biodiesla odgrywają kluczową rolę w nowoczesnej produkcji biodiesla. Wykraczają one poza zwykłe oddzielenie dwóch cieczy; stanowią wydajną i precyzyjną technologię separacji fizycznej, zdolną do izolowania różnych kluczowych substancji od produktów reakcji, znacznie poprawiając czystość, wydajność i ogólną wydajność produkcji biodiesla.

1. Glicerol surowy

Surowy glicerol jest głównym produktem ubocznym produkcji biodiesla. W reakcji transestryfikacji oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce reagują z metanolem (lub etanolem) w obecności katalizatora, tworząc estry metylowe kwasów tłuszczowych (biodiesel) i glicerol. Ponieważ glicerol jest znacznie gęstszy niż biodiesel i nie mieszają się ze sobą, ogromna siła odśrodkowa wirówki wypycha gęstszą glicerol w stronę zewnętrznych ścian obracającego się bębna, podczas gdy mniej gęsty biodiesel pozostaje w wewnętrznej warstwie.

Oddzielenie surowego gliceryny jest podstawowym zadaniem wirówki w produkcji biodiesla. Jeżeli surowy glicerol nie zostanie skutecznie oddzielony, pozostanie on w biodieslu, zmniejszając czystość produktu i nie spełniając norm krajowych lub międzynarodowych. Ponadto obecność gliceryny zwiększa obciążenie dalszych procesów mycia i rafinacji, a nawet może powodować blokowanie sprzętu.

2. Nieprzereagowany metanol

W reakcjach transestryfikacji często stosuje się nadmiar metanolu, aby skierować reakcję w stronę produkcji biodiesla. Po zakończeniu reakcji w układzie reakcyjnym pozostaje duża ilość nieprzereagowanego metanolu. Ten metanol należy odzyskać i ponownie wykorzystać, aby obniżyć koszty produkcji.

Na tym etapie wirówki tarczowe do biodiesla są zwykle używane w połączeniu z urządzeniami takimi jak wieże destylacyjne. Chociaż same wirówki tarczowe do biodiesla nie są w stanie bezpośrednio oddzielić metanolu rozpuszczonego w biodieslu, w niektórych procesach mogą najpierw oddzielić surową glicerynę od biodiesla luzem, a następnie przetworzyć oddzielony surowy biodiesel w celu odzyskania metanolu.

3. Katalizator

Do najczęściej stosowanych katalizatorów w produkcji biodiesla zalicza się wodorotlenek sodu (NaOH) lub metanolan sodu (CH3ONa). Katalizatory te po reakcji rozpuszczają się w fazie glicerynowej. Jednakże w niektórych przypadkach lub gdy kontrola procesu jest niewystarczająca, w surowym biodieslu może pozostać pewna ilość katalizatora w postaci cząstek stałych lub zawiesiny.

Szybkie obroty wirówki skutecznie oddzielają te maleńkie cząstki katalizatora od cieczy. Pozostałości katalizatorów w biodieslu nie tylko wpływają na jakość produktu, ale mogą również powodować korozję urządzeń przetwarzających je później. Dlatego wirówki tarczowe do biodiesla są kluczowe dla oddzielania katalizatorów stałych, szczególnie w procesach wykorzystujących katalizatory heterogeniczne.

4. Mydła

Jeśli podczas reakcji transestryfikacji surowiec zawiera wolne kwasy tłuszczowe (FFA), te FFA zobojętnią katalizator alkaliczny, tworząc sole kwasów tłuszczowych, zwane „saponitami”. Saponity działają jako emulgatory i mogą znacząco wpływać na rozdział gliceryny i biodiesla, powodując, że tworzą one stabilną emulsję, powszechnie znaną jako „emulsja zmydlająca”.

Wirówki tarczowe do biodiesla oferują znaczne korzyści w oddzielaniu saponitów. Optymalizując parametry operacyjne (takie jak prędkość i temperatura), wirówki tarczowe do biodiesla mogą skutecznie rozbijać tę emulsję i oddzielać saponity od biodiesla. Saponity te zazwyczaj opuszczają fazę glicerynową lub tworzą oddzielną fazę w wirówce. Skuteczne usuwanie saponitów jest kluczem do zapewnienia czystości produktu i usprawnienia dalszych procesów mycia.

5. Woda

Woda jest istotnym zanieczyszczeniem podczas produkcji i mycia biodiesla. W szczególności podczas procesu rafinacji poprzez mycie wodą woda służy do wypłukania resztek gliceryny i katalizatora w biodieslu. Po umyciu w biodieslu pozostają drobne kropelki wody.

Wirówki dyskowe do biodiesla mogą być skutecznym narzędziem do odwadniania. Ponieważ woda jest gęstsza niż biodiesel, wirówki dyskowe do biodiesla mogą szybko agregować drobne kropelki wody w większe skupiska i oddzielać je od głównego biodiesla. W porównaniu z tradycyjnym suszeniem termicznym lub próżniowym, odwadnianie wirówkowe oferuje korzyści, takie jak niskie zużycie energii, wysoka wydajność i doskonała ciągłość, umożliwiając szybkie zmniejszenie zawartości wody w biodieslu do poziomu poniżej norm krajowych.

6. Nieprzetworzony tłuszcz i zanieczyszczenia stałe

Chociaż reakcja zwykle przebiega bardzo dokładnie, w produkcie mogą pozostać niewielkie ilości nieprzereagowanego oleju roślinnego lub tłuszczu zwierzęcego. Te nieprzetworzone tłuszcze mają gęstość podobną do biodiesla, ale wyższą lepkość, co oddziela je od biodiesla w wirówce.

Ponadto, jeśli olej będący surowcem jest zanieczyszczony, może zawierać różne zanieczyszczenia stałe, takie jak drobne włókna roślinne, cząstki stałe lub osad. Wirówki tarczowe do biodiesla mogą z łatwością oddzielić te zanieczyszczenia stałe od cieczy, zapewniając czystość produktu końcowego i unikając zużycia lub blokowania dalszych urządzeń.