المعالجة بالموجات فوق الصوتية توفر الطاقة والتكاليف
يحقق التحول من المجانسات التقليدية والخلاطات الهيدروديناميكية والمطاحن المزودة بآليات تحريك إلى المعالجة بالتجويف فوق الصوتي وفورات في التكاليف ويجعل المعالجة صديقة للبيئة.
نظرًا إلى الارتفاع الأخير والمستمر في أسعار الطاقة، فإن استهلاك الطاقة يؤثر تأثيرًا مباشرًا وكبيرًا في تكاليف معالجة مواد مثل الأحبار, الطلاءات و الديزل الحيوي.
تستهلك أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية طاقة أقل من الأنظمة الميكانيكية التقليدية وتحقق نتائج معالجة أفضل. لذلك، فإن التحول من خلاطات العضو الدوار والعضو الثابت والمجانسات عالية الضغط إلى المعالجة بالموجات فوق الصوتية يوفر قدرًا كبيرًا من الكهرباء. ويمكن أن يترجم ذلك إلى وفورات كبيرة في التكاليف على مر السنوات.
الحرارة الناتجة عن الاحتكاك طاقة غير مستغلة
تفقد الأنظمة التقليدية طاقة على هيئة حرارة ناتجة عن الاحتكاك. تُحدث مضخات الضغط العالي المستخدمة في المجانسات عالية الضغط، وكذلك الخلاطات ذات الشفرات عالية القص ومطاحن الخرز المزودة بآليات تحريك، اضطرابًا شديدًا في السائل أثناء معالجته. ويسبب هذا الاضطراب احتكاكًا بين جسيمات السائل، وبين السائل وأجزاء المعدات التي تحركه. ويحول الاحتكاك الطاقة المدخلة إلى تسخين احتكاكي. ويُفقد هذا الجزء من الطاقة المدخلة، لأنه لا يولد أي تأثير تشتيت أو تجانس أو طحن.
يشبه ذلك المقارنة بين مصباح تقليدي ومصباح فلوري، إذ يحول المصباح التقليدي جزءًا كبيرًا من الطاقة إلى حرارة. ولذلك، يتطلب طاقة أكبر لتوفير مستوى الإضاءة نفسه.
في أنظمة الخلط التقليدية، يجعل التسخين الاحتكاكي استخدام طاقة إضافية ضروريًا لتبريد السائل أثناء المعالجة.
تتميز أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية بكفاءة عالية جدًا في استخدام الطاقة عند تحويل الكهرباء إلى تجويف داخل السائل.
داخل السائل. تبلغ الكفاءة الإجمالية للطاقة في أجهزة الموجات فوق الصوتية الصناعية نحو 80–90% من القابس الكهربائي إلى السائل
(انقر على الصورة أعلاه لتكبير المخطط).
والأهم من ذلك أن قوى التجويف تُعرّض الجسيمات لإجهاد كبير. ولهذا السبب، يتطلب الحصول على تشتيت جيد أو مستحلب جيد أو حجم جسيمات أصغر عادةً طاقة أقل. وتولد المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher تسخينًا احتكاكيًا، لكن بنسبة أقل بكثير من الخلط الميكانيكي المعتاد. وتؤدي هذه النسبة المنخفضة إلى زيادة الكفاءة، إذ تتطلب طاقة أقل لتوفير مستوى التشتيت أو التجانس نفسه، مما يقلل بدوره الطاقة اللازمة لتبريد السائل المعالج.
مثال: معالجة الديزل الحيوي
يكتسب استهلاك الطاقة وترشيدها أهمية بالغة، ولا سيما عند معالجة أنواع الوقود البديلة والمستدامة، مثل الديزل الحيوي. وتؤثر الكهرباء المستخدمة في تصنيع الوقود «الأخضر» تأثيرًا مباشرًا في التوازن الإجمالي للطاقة وCO2 للوقود.
يعرض المخطط على اليمين (انقر لعرض أكبر) مقارنة بين التجويف فوق الصوتي والخلط عالي القص والتجويف الهيدروديناميكي. ويتطلب استخدام أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية في معالجة الديزل الحيوي نحو 1.4kWh/m³. ويتطلب تحقيق نتيجة مماثلة باستخدام التجويف الهيدروديناميكي بالنبضات المغناطيسية نحو 32.0kWh/m³. ويتطلب الخلط عالي القص نحو 4.4kWh/m³. وهذا يعني أن التجويف الهيدروديناميكي بالنبضات يتطلب نحو 23 ضعف الطاقة، والخلط عالي القص نحو 3 أضعاف الطاقة، مقارنة بأجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية، لتحقيق معدل المعالجة نفسه.
ويؤدي ذلك إلى ارتفاع كبير في تكاليف الكهرباء السنوية. وهذا عامل رئيسي في تكلفة الملكية يجب تقييمه عند الاستثمار في تقنية معالجة.
اقرأ المزيد عن توفير الطاقة في معالجة الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية!
التحول بسهولة
يمكن بسهولة اختبار كفاءة المعالجة بأجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية على نطاق أصغر. وعادةً ما يُستخدم UIP1000hd (1kW) لتطوير العملية بمعدلات تدفق تتراوح من 0.5L إلى 1000L في الساعة. وعلى هذا النطاق، يمكن تحسين كفاءة المعالجة بتغيير السعة والضغط ومعدل التدفق. ونتيجة لذلك، ستحصل على متطلبات الطاقة النوعية لعمليتك. وتتيح أجهزة Hielscher للموجات فوق الصوتية زيادة النطاق بصورة خطية، بحيث تظل متطلبات الطاقة النوعية ثابتة على أي نطاق. وبذلك، تعرف قدرة المعدات اللازمة لأي سعة معالجة، وكذلك استهلاك الكهرباء السنوي.