生物谷報(bào)道：美國密西西比州立大學(xué)的研究人員在生物柴油生產(chǎn)中采用超聲波加工,，可在5min以內(nèi)使生物柴油產(chǎn)率超過99%，而采用常規(guī)的批量反應(yīng)器系統(tǒng)需1個(gè)小時(shí)以上,。該成果已在美國《能源和燃料》（Energy & Fuels）志上發(fā)布。
采用超聲波加工也有助于使采用常規(guī)攪拌所需的5~10hr的分離時(shí)間縮短到小于15min以內(nèi),。由一家小型德國公司提供的超聲波加工設(shè)備已應(yīng)用于各種聲納化學(xué)領(lǐng)域,，用于生物柴油生產(chǎn)是其中之一。
由于存在氣穴而使化學(xué)活性提高,，為此,，采用超聲波加工還有助于使所需的催化劑用量減少50%～60%。另一效益是可提高副產(chǎn)甘油的純度,。
將超聲波應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)和工藝過程的聲納化學(xué)是基于氣穴現(xiàn)象：氣泡在液體中形成,、增長，再內(nèi)爆破滅,。氣穴可通過各種方法產(chǎn)生,，包括采用高壓噴嘴、高速旋轉(zhuǎn),，或超聲波變換器,。輸入的能量被轉(zhuǎn)換成摩擦、紊流,、波浪和氣穴,。氣穴氣泡是負(fù)壓氣泡，由一側(cè)為快速移動(dòng)的表面,，另一側(cè)為惰性液體所構(gòu)成,。造成的壓差可在液體內(nèi)克服粘附力和粘合力。氣穴破滅可產(chǎn)生激烈的局部加熱（～5000K）,、高壓（~100MPa）,，以及巨大的加熱和冷卻速率（>109K/s）及液體噴射流(～400km/hr)。傳送給氣穴的輸入能量的大小,，取決于與液體中氣穴發(fā)生設(shè)備運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)因素,。超聲波加工的應(yīng)用，不僅可為反應(yīng)提供能量,，而且可達(dá)到較好的混合和更快的分離效果,。
據(jù)估算,，在商業(yè)規(guī)模生物柴油加工中應(yīng)用超聲波處理的成本在0.002～0.015歐元/L（0.008～0.06歐元/gal），取決于物料流率的大小,。
其他一些研究人員和公司也使用超聲波加工應(yīng)用于其他生物燃料和替代燃料產(chǎn)品的生產(chǎn),，如：
美國愛荷華州立大學(xué)的研究人員正在開發(fā)使用超聲波提高從谷物中生產(chǎn)乙醇的產(chǎn)率；
先進(jìn)植物醫(yī)藥品公司通過與世界健康能源公司的合并重組后,，在其生物柴油加工中采用超聲波處理,，以降低生產(chǎn)成本；
GreenShift公司組建通用超聲波公司,，作為超聲波加工開發(fā)起步的公司,，現(xiàn)已推出專利技術(shù)，采用超聲波發(fā)生器以改進(jìn)物理和化學(xué)反應(yīng),，包括使蒸汽重整更高效地制取氫氣,。
原始出處:
Energy & fuels, 21 (2), 1161 -1164, 2007. 10.1021/ef060507g S0887-0624(06)00507-X
Web Release Date: February 23, 2007 Copyright © 2007 American Chemical Society
Base-Catalyzed Fast Transesterification of Soybean Oil Using Ultrasonication
Alok Kumar Singh, Sandun D. Fernando,* and Rafael Hernandez
Department of Ag and Biological Engineering and Dave E. Swalm School of Chemical Engineering, Mississippi State University, 100 Moore Road, Mississippi State, Mississippi 39762
Received October 10, 2006
Revised Manuscript Received December 19, 2006
Abstract:
There is an increasing demand for alternative fuels that are environmentally friendly, especially because of the fact that crude petroleum reserves are dwindling. Also, research on alternative fuels is essential for increased energy security. Biodiesel is a renewable, biodegradable, and nontoxic fuel. At present, biodiesel is primarily produced in batch reactors in which the required energy is provided by heating accompanied by mechanical mixing. Alternatively, ultrasonic processing is an effective way to attain required mixing while providing the necessary activation energy. We found that, using ultrasonication, a biodiesel yield in excess of 99% can be achieved in a remarkably short time duration of 5 min or less in comparison to 1 h or more using conventional batch reactor systems.
