Welke stoffen moeten centrifuges bij de productie van biodiesel doorgaans scheiden?

Biodiesel schijfcentrifuges spelen een cruciale rol in de moderne productie van biodiesel. Ze gaan verder dan alleen het scheiden van twee vloeistoffen; het is een efficiënte en nauwkeurige fysieke scheidingstechnologie die in staat is een verscheidenheid aan belangrijke stoffen uit de reactieproducten te isoleren, waardoor de zuiverheid, de opbrengst en de algehele productie-efficiëntie van biodiesel aanzienlijk worden verbeterd.

1. Ruwe glycerol

Ruwe glycerol is het belangrijkste bijproduct van de productie van biodiesel. Bij de omesteringsreactie reageren plantaardige oliën of dierlijke vetten met methanol (of ethanol) in aanwezigheid van een katalysator, waarbij vetzuurmethylesters (biodiesel) en glycerol worden geproduceerd. Omdat glycerol veel dichter is dan biodiesel en de twee niet mengbaar zijn, stuwt de enorme middelpuntvliedende kracht van de centrifuge de dichtere glycerol naar de buitenwanden van de roterende trommel, terwijl de minder dichte biodiesel in de binnenste laag achterblijft.

Het scheiden van ruwe glycerol is de primaire taak van de centrifuge bij de productie van biodiesel. Als ruwe glycerol niet effectief wordt gescheiden, blijft het in de biodiesel achter, waardoor de zuiverheid van het product afneemt en niet meer aan nationale of internationale normen wordt voldaan. Bovendien verhoogt de aanwezigheid van glycerol de belasting van de stroomafwaartse was- en raffinageprocessen en kan zelfs verstopping van de apparatuur veroorzaken.

2. Niet-gereageerde methanol

Bij omesteringsreacties wordt vaak een overmaat aan methanol gebruikt om de reactie in de richting van de productie van biodiesel te sturen. Nadat de reactie is voltooid, blijft er een grote hoeveelheid niet-gereageerde methanol in het reactiesysteem achter. Deze methanol moet worden teruggewonnen en hergebruikt om de productiekosten te verlagen.

Biodieselschijfcentrifuges worden in dit stadium doorgaans gebruikt in combinatie met apparatuur zoals destillatietorens. Hoewel biodieselschijfcentrifuges alleen de in biodiesel opgeloste methanol niet direct kunnen scheiden, kunnen ze in sommige processtromen eerst ruwe glycerine scheiden van de bulkbiodiesel en vervolgens de gescheiden ruwe biodiesel verwerken voor terugwinning van methanol.

3. Katalysator

De meest gebruikte katalysatoren bij de productie van biodiesel zijn natriumhydroxide (NaOH) of natriummethoxide (CH3ONa). Deze katalysatoren lossen na de reactie op in de glycerinefase. In sommige gevallen, of wanneer de procescontrole ontoereikend is, kan er echter een bepaalde katalysator in de ruwe biodiesel achterblijven als vaste deeltjes of zwevende deeltjes.

De snelle rotatie van een centrifuge scheidt deze kleine katalysatordeeltjes effectief van de vloeistof. Katalysatorresiduen in biodiesel beïnvloeden niet alleen de productkwaliteit, maar kunnen ook de daaropvolgende verwerkingsapparatuur aantasten. Daarom zijn biodieselschijfcentrifuges cruciaal voor het scheiden van vaste katalysatoren, vooral bij processen waarbij heterogene katalysatoren worden gebruikt.

4. Zepen

Als de grondstof tijdens de omesteringsreactie vrije vetzuren (FFA's) bevat, zullen deze FFA's de alkalische katalysator neutraliseren om vetzuurzouten te vormen, bekend als "saponieten". Saponieten werken als emulgatoren en kunnen de scheiding van glycerol en biodiesel aanzienlijk beïnvloeden, waardoor ze een stabiele emulsie vormen, algemeen bekend als 'verzepingsemulsie'.

Biodieselschijfcentrifuges bieden aanzienlijke voordelen bij het scheiden van saponieten. Door de bedrijfsparameters (zoals snelheid en temperatuur) te optimaliseren, kunnen biodieselschijfcentrifuges deze emulsie effectief afbreken en saponieten van biodiesel scheiden. Deze saponieten verlaten doorgaans de glycerolfase of vormen een afzonderlijke fase in de centrifuge. Effectieve verwijdering van saponieten is de sleutel tot het garanderen van de productzuiverheid en het stroomlijnen van daaropvolgende wasprocessen.

5. Water

Water is een belangrijke onzuiverheid bij de productie en het wassen van biodiesel. In het bijzonder wordt tijdens het raffinageproces met waterwassen water gebruikt om de resterende glycerine en katalysator in biodiesel weg te spoelen. Na het wassen blijven kleine waterdruppeltjes in de biodiesel achter.

Schijfcentrifuges op biodiesel kunnen een efficiënt hulpmiddel voor dehydratatie zijn. Omdat water een grotere dichtheid heeft dan biodiesel, kunnen biodieselschijfcentrifuges kleine waterdruppeltjes snel samenvoegen tot grotere clusters en deze scheiden van de belangrijkste biodiesel. Vergeleken met traditioneel thermisch of vacuümdrogen biedt centrifuge-dehydratie voordelen zoals een laag energieverbruik, hoge efficiëntie en uitstekende continuïteit, waardoor het watergehalte in biodiesel snel kan worden teruggebracht tot onder de nationale normen.

6. Niet-omgezette vetten en vaste onzuiverheden

Hoewel de reactie doorgaans zeer grondig verloopt, kunnen kleine hoeveelheden niet-gereageerde plantaardige olie of dierlijk vet in het product achterblijven. Deze niet-omgezette vetten hebben een vergelijkbare dichtheid als biodiesel, maar een hogere viscositeit, waardoor ze worden gescheiden van de biodiesel in de centrifuge.

Bovendien kan de uitgangsolie, als deze onzuiver is, verschillende vaste onzuiverheden bevatten, zoals kleine plantenvezels, deeltjes of sediment. Biodieselschijfcentrifuges kunnen deze vaste onzuiverheden gemakkelijk van de vloeistof scheiden, waardoor de zuiverheid van het eindproduct wordt gegarandeerd en slijtage of verstopping van stroomafwaartse apparatuur wordt vermeden.