CROMATOGRAFÍA DE GASES EN LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO Y METANO DE ACEITE DE PALMA MOLINO EFFLEUNT (PEPITA) MEDIANTE ULTRASONIDOS DE ALTA FRECUENCIA

CROMATOGRAFÍA DE GASES EN LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO Y METANO DE ACEITE DE PALMA MOLINO EFFLEUNT (PEPITA) MEDIANTE ULTRASONIDOS DE ALTA FRECUENCIA

Atomización: Un estudio preliminar

Palabras clave: Aceite de Palma efluente de la planta, de ultrasonidos de alta frecuencia, la producción de hidrógeno, metano producción.

RESUMEN. Este estudio tiene como objetivo analizar directamente la producción de gas de hidrógeno y metano de PEPITA mediante ultrasonidos de alta frecuencia atomización. La ventaja de la común actualmente proceso fue estudiado en lo que respecta a la aplicación de ultrasonidos de baja frecuencia de tratamiento previo antes de la procesos biológicos; la digestión anaerobia y la fermentación para la producción de metano y gases de hidrógeno respectivamente. Existentes de aplicación de ultrasonidos se limita a la desintegración de lodos, la reducción de los valores de demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos totales, mientras biológica posterior procesos tardan varios días para producir gases. Sin embargo, en este estudio, de alta frecuencia (2,4 MHz) proceso de atomización ultrasónica fue capaz de producir metano e hidrógeno los gases directamente sin cualquier proceso biológico. Estos gases se detectaron mediante el uso de una cromatografía de gas en línea. Los resultados del proceso de ultrasonidos muestran que los gases de producción se consistieron mayormente de hidrógeno en comparación con el metano. Por lo tanto, el proceso de ultrasonidos de alta frecuencia puede ser considerado como un método alternativo en la producción rápida de gases de metano e hidrógeno.

INTRODUCCIÓN

PEPITA es una suspensión coloidal de color marrón que se caracteriza por un alto contenido orgánico, y alto temperatura, alrededor de 70 a 80 ° C. Se compone de 95 a 96% de agua, el aceite de 0,6 a 0,7% y el 4.5% de sólidos totales, donde la mitad de ella se suspende sólido constituido por los residuos de la fruto de la palma de aceite [1]. el general características de PEPITA pueden ser referidos en la Tabla 1.

Tabla 1: Características de los PEPITA prima Parámetros generales Valor metales y otros constituyentes Elemento Valor pH 4,2 Fósforo 180 Petróleo y grasa 6000 Potasio 2270 BOD 3 @ 30 ° C 25 000 615 Magnesio DQO 50000 Calcio 440 Los sólidos totales (TS) 40.500 Boro 7.6 Los sólidos en suspensión (SS) 18 000 47 Hierro Total de sólidos volátiles (TVS) 34000 Manganeso 2.0 El nitrógeno amoniacal (AN) 35 Cobre 0.9 El nitrógeno total (TN) 750 Zinc 2.3

* Todos los parámetros están en mg / l unidad, excepto pH. Fuente: Departamento de Energía (1999) PEPITA tiene el potencial para producir biogás. Mediante la aplicación de proceso de digestión anaerobia hacia PEPITA, el biogás se puede producir y se tarda 20 - 30 días para recoger el gas del proceso. Sin embargo, este proceso lleva tiempo y el biogás no puede ser recogido directamente cuando está siendo PEPITA tratada. Aparte de proceso de digestión anaerobia, proceso de fermentación para el tratamiento de PEPITA también produce biogás. Cuando se aplica la digestión anaerobia para el tratamiento de PEPITA, el biogás producido son mayormente metano y dióxido de carbono. Proceso de fermentación (ya sea la fermentación oscura o photofermentation), Por otro lado, produce principalmente hidrógeno [2-3]. El avance en la tecnología de hoy se ha descubierto que el tratamiento de PEPITA puede ser más rápido y mucho más eficiente. Los estudios demuestran que ambos procesos; la digestión anaerobia y la fermentación han mejoras notables cuando baja frecuencia de ultrasonidos se administra como su pre-tratamiento.

Los propósitos de ultrasonidos como su pre-tratamiento son: aumento de la desintegración de los lodos, observada a partir de un aumento de la DQO y DBO soluble; aumento de la liberación de ácidos grasos volátiles (VFA) como resultado de los radicales oxidantes están formadas a través de cavitación; y el aumento de biogás producción [4,5,6].

Frecuencia ultrasónica, comúnmente más de 20 kHz es capaz de producir de onda. Como resultado de la aplicación de onda a la muestra, se produce cavitación [7]. La cavitación es un proceso de formación, el crecimiento y colapso implosivo de micro-burbujas en un líquido [8]. Crecimiento y el colapso del micro-burbuja resultan en transferencia de energía de movimiento macro escala del transductor acústico al vapor de micro escala dentro de las burbujas [9]. La presión puede alcanzar hasta 500 - 10 000 atm, mientras temperatura puede alcanzar hasta 3000 hasta 5000 K, cuando el colapso de las burbujas de ocurrir en el líquido [10]. Crecimiento y el colapso de microburbujas liberan energía al líquido de los alrededores. Tal condiciones extremas causan la liberación de radicales libres altamente reactivos como el H y OH en acuosa medio.  

Recientemente, la irradiación de ultrasonidos de alta frecuencia ha atraído a grandes intereses de los investigadores en utilizando para el tratamiento de la contaminación peligrosa en el agua debido a su singularidad como proceso destructivo. La aplicación ha sido demostrada por varios investigadores en la degradación de mxylene solución a 806,3 kHz [11], la degradación de los polímeros solubles en agua a 500 kHz [121], Microcystis aeruginosa eliminación de (una importante floración y formación de cianobacterias y algas poisounas) en 1.146 kHz [13] y la degradación de acetaminofeno (ACP) en agua a 600 kHz [14]. en el tratamiento de la ACP, también señaló que la irradiación de ultrasonidos de alta frecuencia son capaces de transformar el compuesto aromático de ACP en otros compuestos alifáticos. A 2,4 MHz, ultrasonidos irradiación ha revelado su capacidad también, como la atomización del líquido donde la niebla y gotas formación se observan durante el enriquecimiento de etanol a partir de mezclas de etanol-agua [15].

Es bien sabido que la atomización ultrasónica de alta frecuencia conduce a la formación de otros compuestos más pequeños. Sin embargo, debido al hecho de que ningún estudio sobre el uso de este tratamiento para el complejo contaminante orgánico tal como PEPITA ha llevado a cabo, la viabilidad de este tratamiento que está siendo utilizado directamente para la formación de biogás no puede evaluarse a partir de cualquier trabajo anterior. Por lo tanto, en el presente documento, la capacidad de atomización ultrasónica de alta frecuencia para la formación de los gases de PME se investigó sin utilizar ningún tratamiento biológico. Como una formación preliminar, hidrógeno y gases de metano se monitorizó en línea usando una cromatografía de gases durante el tratamiento.

EXPERIMENTAL

Muestra. PEPITA fresca fue obtenida de Kilang Sawit Sg. Tengi, Feld palma Industries Sdn. Bhd. en Selangor, Malasia. La PEPITA se mantiene refrigerada a 4 ° C para evitar el uso previo proceso de biodegradación.

 Aparato de ultrasonidos. La Figura 1 muestra un esquema de proceso de proceso de ultrasonidos de alta frecuencia. Se realizó un experimento usando un reactor ultrasónico fabricado consistió en 2,4 MHz ultrasónica transductor conectado en la parte inferior de la cámara y operado a 20 vatios de potencia suministrada por una generador. PEPITA Fresh se sometió a irradiación ultrasónica en este reactor, alimentado desde 100 ml cilindro. PEPITA nivel en la cámara se mantuvo constante a 3 cm por encima del transductor. Comparado con el Kirpalani y Suzuki [15] el trabajo, el aire no está introducido en este sistema para mantenerlos continuamente irradiado. Período de cinco horas se tomó como la duración de la realización del experimento.

Gas Analysis Cromatografía en línea. El reactor se acopló con un cromatógrafo de gases (GC), (Agilent Technologies, Estados Unidos) en la cámara superior del reactor de fase gaseosa en línea análisis de los productos directamente de la alta frecuencia de los ultrasonidos PEPITA fresco. El GC era equipado con un detector de ionización de llama (FID) para el compuesto orgánico y dos térmica detectores de conductividad (TCD), de regreso de la señal y señal auxiliar, para gases inorgánicos y gas hidrógeno respectivamente. Tiempo de retención para el hidrógeno estaba en 0.95, mientras tanto el metano estaba en 1,00.

FIGURA

RESULTADO Y DISCUSIÓN

Fuente y Formación Mist. La Figura 2 muestra una secuencia de fuente de formación (onda capilar) durante la irradiación de ultrasonidos de alta frecuencia dentro de la cámara. Cuando ultrasónica irradiado a PEPITA, la presión acústica se transmite y la fuente se levantó de la superficie PEPITA superior. Los fuente es debido a la presión de la radiación que actúa sobre la superficie PEPITA ilimitada. Al principio, un enfoque óptimo que se obtiene para romper la superficie PEPITA ha dado lugar a la aparición de la fuente en el nivel más alto, 10,7 cm (Figura 2A). Después de ese nivel que se alcanza, fuente posterior formación disminuye a una altura promedio de 8 cm debido al enfoque no-óptima y el bienestar de la energía absorbida por la muestra (Figura 2B). 15 segundos después, la formación de nieblas es capaz de ser visto a través de a simple vista (Figura 2C) y convirtiéndose en más densa a medida que transcurre el tiempo (Figura 2D).

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