Biyodizel üretiminde santrifüjlerin genellikle hangi maddeleri ayırması gerekir?

Biyodizel diskli santrifüjler Modern biyodizel üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. İki sıvıyı basitçe ayırmanın ötesine geçiyorlar; Bunlar, çeşitli önemli maddeleri reaksiyon ürünlerinden izole edebilen, biyodizelin saflığını, verimini ve genel üretim verimliliğini önemli ölçüde artıran etkili ve hassas bir fiziksel ayırma teknolojisidir.

1. Ham Gliserol

Ham gliserol, biyodizel üretiminin birincil yan ürünüdür. Transesterifikasyon reaksiyonunda, bitkisel yağlar veya hayvansal yağlar, bir katalizör varlığında metanol (veya etanol) ile reaksiyona girerek yağ asidi metil esterleri (biyodizel) ve gliserol üretir. Gliserol biyodizelden çok daha yoğun olduğundan ve ikisi birbirine karışmadığından, santrifüjün muazzam merkezkaç kuvveti, daha yoğun olan gliserolü dönen tamburun dış duvarlarına doğru iterken, daha az yoğun olan biyodizel iç katmanda kalır.

Biyodizel üretiminde santrifüjün birincil görevi ham gliserolün ayrıştırılmasıdır. Ham gliserol etkili bir şekilde ayrıştırılmazsa biyodizelde kalacak, ürünün saflığı azalacak ve ulusal veya uluslararası standartları karşılayamayacaktır. Ayrıca, gliserolün varlığı, aşağı yöndeki yıkama ve rafinasyon işlemleri üzerindeki yükü arttırır ve hatta ekipmanın tıkanmasına neden olabilir.

2. Reaksiyona Girmemiş Metanol

Transesterifikasyon reaksiyonlarında, reaksiyonu biyodizel üretimine doğru yönlendirmek için sıklıkla fazla metanol kullanılır. Reaksiyon tamamlandıktan sonra reaksiyon sisteminde büyük miktarda reaksiyona girmemiş metanol kalır. Üretim maliyetlerini azaltmak için bu metanolün geri kazanılması ve yeniden kullanılması gerekiyor.

Biyodizel disk santrifüjleri bu aşamada genellikle damıtma kuleleri gibi ekipmanlarla birlikte kullanılır. Biyodizel disk santrifüjleri biyodizelde çözünmüş metanolü tek başına doğrudan ayıramasa da, bazı proses akışlarında önce ham gliserini toplu biyodizelden ayırabilir ve ardından ayrılmış ham biyodizeli metanol geri kazanımı için işleyebilir.

3. Katalizör

Biyodizel üretiminde en yaygın kullanılan katalizörler sodyum hidroksit (NaOH) veya sodyum metoksittir (CH3ONa). Bu katalizörler reaksiyondan sonra gliserin fazında çözünür. Ancak bazı durumlarda veya proses kontrolünün yetersiz olduğu durumlarda ham biyodizelin içinde katı parçacıklar veya askıda madde olarak bir miktar katalizör kalabilir.

Bir santrifüjün yüksek hızlı dönüşü, bu küçük katalizör parçacıklarını sıvıdan etkili bir şekilde ayırır. Biyodizeldeki katalizör kalıntıları yalnızca ürün kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda daha sonraki proses ekipmanlarında da korozyona neden olabilir. Bu nedenle Biyodizel disk santrifüjleri, özellikle heterojen katalizörlerin kullanıldığı işlemlerde katı katalizörlerin ayrılması için çok önemlidir.

4. Sabunlar

Transesterifikasyon reaksiyonu sırasında, eğer ham madde serbest yağ asitleri (FFA) içeriyorsa, bu FFA'lar alkalin katalizörü nötralize ederek "saponitler" olarak bilinen yağ asidi tuzlarını oluşturacaktır. Saponitler emülgatör görevi görür ve gliserol ile biyodizelin ayrılmasını önemli ölçüde etkileyerek bunların genellikle "sabunlaşma emülsiyonu" olarak bilinen stabil bir emülsiyon oluşturmasına neden olabilir.

Biyodizel disk santrifüjleri saponitlerin ayrılmasında önemli avantajlar sunar. Biyodizel disk santrifüjleri, çalışma parametrelerini (hız ve sıcaklık gibi) optimize ederek bu emülsiyonu etkili bir şekilde parçalayabilir ve saponitleri biyodizelden ayırabilir. Bu saponitler tipik olarak gliserol fazıyla birlikte çıkar veya santrifüj içerisinde ayrı bir faz oluşturur. Saponitlerin etkili bir şekilde uzaklaştırılması, ürünün saflığını sağlamanın ve sonraki yıkama proseslerini kolaylaştırmanın anahtarıdır.

5. Su

Su, biyodizelin üretimi ve yıkanmasında önemli bir safsızlıktır. Özellikle suyla yıkamalı rafinasyon işlemi sırasında, biyodizeldeki kalıntı gliserini ve katalizörü yıkamak için su kullanılır. Yıkama sonrasında biyodizelin içinde çok küçük su damlacıkları kalır.

Biyodizel disk santrifüjleri etkili bir dehidrasyon aracı olabilir. Su, biyodizelden daha yoğun olduğundan, Biyodizel disk santrifüjleri küçük su damlacıklarını hızlı bir şekilde daha büyük kümeler halinde toplayabilir ve bunları ana biyodizelden ayırabilir. Geleneksel termal veya vakumlu kurutmayla karşılaştırıldığında, santrifüjle dehidrasyon düşük enerji tüketimi, yüksek verimlilik ve mükemmel süreklilik gibi avantajlar sunarak biyodizeldeki su içeriğini hızlı bir şekilde ulusal standartların altına düşürmesine olanak tanır.

6. Dönüştürülmemiş Yağ ve Katı Safsızlıklar

Reaksiyon tipik olarak çok derinlemesine ilerlese de, üründe az miktarda reaksiyona girmemiş bitkisel veya hayvansal yağ kalabilir. Bu dönüştürülmemiş yağlar, biyodizele benzer yoğunluğa sahiptir ancak daha yüksek bir viskoziteye sahiptir ve bu da onları santrifüjdeki biyodizelden ayırır.

Ayrıca, ham madde yağı saf değilse, küçük bitki lifleri, partikül madde veya tortu gibi çeşitli katı yabancı maddeleri içerebilir. Biyodizel disk santrifüjleri bu katı yabancı maddeleri sıvıdan kolayca ayırarak nihai ürünün saflığını garanti eder ve aşağı yöndeki ekipmanın aşınmasını veya tıkanmasını önler.