Trong sản xuất diesel sinh học, máy ly tâm thường cần tách những chất gì?

Máy ly tâm đĩa diesel sinh học đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất diesel sinh học hiện đại. Chúng không chỉ đơn giản là tách hai chất lỏng; chúng là một công nghệ tách vật lý hiệu quả và chính xác có khả năng tách nhiều loại chất quan trọng khỏi sản phẩm phản ứng, cải thiện đáng kể độ tinh khiết, năng suất và hiệu quả sản xuất tổng thể của dầu diesel sinh học.

1. Glycerol thô

Glycerol thô là sản phẩm phụ chính của quá trình sản xuất diesel sinh học. Trong phản ứng transester hóa, dầu thực vật hoặc mỡ động vật phản ứng với metanol (hoặc ethanol) với sự có mặt của chất xúc tác để tạo ra metyl este của axit béo (diesel sinh học) và glycerol. Bởi vì glycerol đậm đặc hơn nhiều so với dầu diesel sinh học và cả hai đều không thể trộn lẫn được, lực ly tâm cực lớn của máy ly tâm sẽ đẩy glycerol đậm đặc hơn về phía thành ngoài của trống quay, trong khi dầu diesel sinh học ít đậm đặc hơn vẫn ở lớp bên trong.

Tách glycerol thô là nhiệm vụ chính của máy ly tâm trong sản xuất diesel sinh học. Nếu glycerol thô không được tách hiệu quả, nó sẽ tồn tại trong dầu diesel sinh học, làm giảm độ tinh khiết của sản phẩm và không đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế. Hơn nữa, sự hiện diện của glycerol làm tăng gánh nặng cho quá trình rửa và tinh chế sau này và thậm chí có thể gây tắc nghẽn thiết bị.

2. Metanol không phản ứng

Trong các phản ứng chuyển hóa este, lượng metanol dư thường được sử dụng để thúc đẩy phản ứng sản xuất dầu diesel sinh học. Sau khi phản ứng kết thúc, một lượng lớn metanol chưa phản ứng còn sót lại trong hệ thống phản ứng. Lượng metanol này cần được thu hồi và tái sử dụng để giảm chi phí sản xuất.

Máy ly tâm đĩa diesel sinh học thường được sử dụng cùng với các thiết bị như tháp chưng cất ở giai đoạn này. Mặc dù chỉ riêng máy ly tâm đĩa Diesel sinh học không thể tách trực tiếp metanol hòa tan trong dầu diesel sinh học, nhưng trong một số quy trình, trước tiên, chúng có thể tách glycerin thô khỏi dầu diesel sinh học số lượng lớn, sau đó xử lý dầu diesel sinh học thô đã tách để thu hồi metanol.

3. Chất xúc tác

Các chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất diesel sinh học là natri hydroxit (NaOH) hoặc natri methoxide (CH3ONa). Những chất xúc tác này hòa tan trong pha glycerin sau phản ứng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp hoặc khi quá trình kiểm soát không hiệu quả, một số chất xúc tác có thể tồn tại trong dầu diesel sinh học thô ở dạng hạt rắn hoặc chất lơ lửng.

Vòng quay tốc độ cao của máy ly tâm sẽ tách các hạt xúc tác nhỏ này ra khỏi chất lỏng một cách hiệu quả. Dư lượng chất xúc tác trong dầu diesel sinh học không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn có thể ăn mòn các thiết bị chế biến tiếp theo. Do đó, máy ly tâm đĩa Diesel sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc tách các chất xúc tác rắn, đặc biệt là trong các quy trình sử dụng chất xúc tác không đồng nhất.

4. Xà phòng

Trong quá trình phản ứng chuyển hóa este, nếu nguyên liệu chứa axit béo tự do (FFA), các FFA này sẽ trung hòa chất xúc tác kiềm để tạo thành muối axit béo, được gọi là "saponit". Saponite hoạt động như chất nhũ hóa và có thể ảnh hưởng đáng kể đến quá trình tách glycerol và dầu diesel sinh học, khiến chúng tạo thành nhũ tương ổn định, thường được gọi là "nhũ tương xà phòng hóa".

Máy ly tâm đĩa diesel sinh học mang lại lợi ích đáng kể trong việc tách saponite. Bằng cách tối ưu hóa các thông số vận hành (chẳng hạn như tốc độ và nhiệt độ), máy ly tâm đĩa Diesel sinh học có thể phá vỡ nhũ tương này một cách hiệu quả và tách saponite khỏi dầu diesel sinh học. Những saponite này thường thoát ra cùng với pha glycerol hoặc tạo thành một pha riêng biệt trong máy ly tâm. Loại bỏ hiệu quả saponite là chìa khóa để đảm bảo độ tinh khiết của sản phẩm và hợp lý hóa các quy trình rửa tiếp theo.

5. Nước

Nước là tạp chất quan trọng trong quá trình sản xuất và rửa dầu diesel sinh học. Đặc biệt, trong quá trình tinh chế rửa bằng nước, nước được sử dụng để rửa trôi glycerin dư và chất xúc tác trong dầu diesel sinh học. Sau khi rửa, những giọt nước nhỏ vẫn còn trong dầu diesel sinh học.

Máy ly tâm đĩa diesel sinh học có thể là một công cụ khử nước hiệu quả. Vì nước đậm đặc hơn dầu diesel sinh học nên máy ly tâm đĩa dầu diesel sinh học có thể nhanh chóng tổng hợp các giọt nước nhỏ thành các cụm lớn hơn và tách chúng ra khỏi dầu diesel sinh học chính. So với sấy chân không hoặc sấy nhiệt truyền thống, khử nước bằng máy ly tâm mang lại những ưu điểm như tiêu thụ năng lượng thấp, hiệu suất cao và tính liên tục tuyệt vời, cho phép nhanh chóng giảm hàm lượng nước trong dầu diesel sinh học xuống dưới tiêu chuẩn quốc gia.

6. Chất béo chưa chuyển hóa và tạp chất rắn

Mặc dù phản ứng thường diễn ra rất triệt để nhưng một lượng nhỏ dầu thực vật hoặc mỡ động vật chưa phản ứng có thể vẫn còn trong sản phẩm. Những chất béo chưa chuyển hóa này có mật độ tương tự dầu diesel sinh học nhưng có độ nhớt cao hơn, tách chúng ra khỏi dầu diesel sinh học trong máy ly tâm.

Hơn nữa, nếu dầu nguyên liệu không tinh khiết, nó có thể chứa nhiều tạp chất rắn khác nhau, chẳng hạn như sợi thực vật nhỏ, chất dạng hạt hoặc trầm tích. Máy ly tâm đĩa diesel sinh học có thể dễ dàng tách các tạp chất rắn này khỏi chất lỏng, đảm bảo độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng và tránh mài mòn hoặc tắc nghẽn thiết bị xuôi dòng.