Na produção de biodiesel, quais substâncias as centrífugas geralmente precisam separar

Centrífugas de disco para biodiesel desempenham um papel crucial na produção moderna de biodiesel. Eles vão além da simples separação de dois líquidos; eles são uma tecnologia de separação física eficiente e precisa, capaz de isolar uma variedade de substâncias-chave dos produtos da reação, melhorando significativamente a pureza, o rendimento e a eficiência geral da produção do biodiesel.

1. Glicerol Bruto

O glicerol bruto é o principal subproduto da produção de biodiesel. Na reação de transesterificação, óleos vegetais ou gorduras animais reagem com metanol (ou etanol) na presença de um catalisador para produzir ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) e glicerol. Como o glicerol é muito mais denso que o biodiesel e os dois são imiscíveis, a imensa força centrífuga da centrífuga impulsiona o glicerol mais denso em direção às paredes externas do tambor rotativo, enquanto o biodiesel menos denso permanece na camada interna.

A separação do glicerol bruto é a principal tarefa da centrífuga na produção de biodiesel. Se o glicerol bruto não for efetivamente separado, ele permanecerá no biodiesel, reduzindo a pureza do produto e deixando de atender aos padrões nacionais ou internacionais. Além disso, a presença de glicerol aumenta a carga nos processos de lavagem e refino a jusante e pode até causar o bloqueio do equipamento.

2. Metanol não reagido

Nas reações de transesterificação, o excesso de metanol é frequentemente usado para direcionar a reação para a produção de biodiesel. Após a reacção estar completa, uma grande quantidade de metanol que não reagiu permanece no sistema reaccional. Este metanol precisa ser recuperado e reutilizado para reduzir os custos de produção.

Centrífugas de disco de biodiesel são normalmente usadas em conjunto com equipamentos como torres de destilação neste estágio. Embora as centrífugas de disco de biodiesel por si só não possam separar diretamente o metanol dissolvido no biodiesel, em alguns fluxos de processo, elas podem primeiro separar a glicerina bruta do biodiesel a granel e depois processar o biodiesel bruto separado para recuperação de metanol.

3. Catalisador

Os catalisadores mais comumente utilizados na produção de biodiesel são o hidróxido de sódio (NaOH) ou o metóxido de sódio (CH3ONa). Esses catalisadores se dissolvem na fase glicerina após a reação. Contudo, em alguns casos ou quando o controle do processo é inadequado, algum catalisador pode permanecer no biodiesel bruto como partículas sólidas ou matéria suspensa.

A rotação em alta velocidade de uma centrífuga separa efetivamente essas minúsculas partículas de catalisador do líquido. Os resíduos de catalisadores no biodiesel não afetam apenas a qualidade do produto, mas também podem corroer os equipamentos de processamento subsequentes. Portanto, as centrífugas de disco de biodiesel são cruciais para a separação de catalisadores sólidos, especialmente em processos que utilizam catalisadores heterogêneos.

4. Sabonetes

Durante a reação de transesterificação, se a matéria-prima contiver ácidos graxos livres (AGL), esses AGL neutralizarão o catalisador alcalino para formar sais de ácidos graxos, conhecidos como "saponitas". As saponitas atuam como emulsificantes e podem afetar significativamente a separação do glicerol e do biodiesel, fazendo com que formem uma emulsão estável, comumente conhecida como “emulsão de saponificação”.

As centrífugas de disco de biodiesel oferecem vantagens significativas na separação de saponitas. Ao otimizar os parâmetros operacionais (como velocidade e temperatura), as centrífugas de disco de biodiesel podem quebrar efetivamente essa emulsão e separar as saponitas do biodiesel. Estas saponitas normalmente saem com a fase de glicerol ou formam uma fase separada dentro da centrífuga. A remoção eficaz de saponitas é fundamental para garantir a pureza do produto e agilizar os processos de lavagem posteriores.

5. Água

A água é uma impureza significativa na produção e lavagem do biodiesel. Em particular, durante o processo de refino por lavagem com água, a água é usada para remover a glicerina residual e o catalisador do biodiesel. Após a lavagem, pequenas gotas de água permanecem no biodiesel.

As centrífugas de disco de biodiesel podem ser uma ferramenta eficiente de desidratação. Como a água é mais densa que o biodiesel, as centrífugas de disco de biodiesel podem agregar rapidamente pequenas gotículas de água em aglomerados maiores e separá-las do biodiesel principal. Em comparação com a secagem térmica ou a vácuo tradicional, a desidratação centrífuga oferece vantagens como baixo consumo de energia, alta eficiência e excelente continuidade, permitindo reduzir rapidamente o teor de água no biodiesel abaixo dos padrões nacionais.

6. Gorduras não convertidas e impurezas sólidas

Embora a reacção prossiga normalmente de forma muito completa, pequenas quantidades de óleo vegetal ou gordura animal que não reagiu podem permanecer no produto. Essas gorduras não convertidas têm densidade semelhante ao biodiesel, mas maior viscosidade, separando-as do biodiesel na centrífuga.

Além disso, se a matéria-prima for impura, poderá conter várias impurezas sólidas, como pequenas fibras vegetais, partículas ou sedimentos. As centrífugas de disco de biodiesel podem separar facilmente essas impurezas sólidas do líquido, garantindo a pureza do produto final e evitando desgaste ou bloqueio do equipamento a jusante.