المصافي الحيوية الفعالة عن طريق تكثيف العملية بالموجات فوق الصوتية

Ultrasonication هو تقنية تكثيف العملية ، والتي يتم تنفيذها في عمليات مختلفة في المصافي الحيوية. العمليات النموذجية التي تستفيد بشكل كبير من العلاج بالموجات فوق الصوتية هي الاستخراج والتفاعلات البطيئة غير المتجانسة بالإضافة إلى التطبيقات الأخرى التي تنطوي على خلط مكثف وتجانس وتشتيت. الموجات فوق الصوتية يسرع العمليات وردود الفعل ويجعلها أكثر كفاءة. نتائج العمليات التي يتم الترويج لها بالموجات فوق الصوتية هي عوائد / مخرجات أعلى ومعدلات تحويل أعلى.

ما هي المصافي الحيوية؟

المصفاة الحيوية هي منشأة إنتاج تدمج عمليات تحويل الكتلة الحيوية ومعدات المعالجة لإنتاج الوقود والطاقة والمنتجات المفيدة الأخرى مثل المواد الكيميائية من المواد الخام للكتلة الحيوية. تشمل الكتلة الحيوية النموذجية المعالجة في المصافي الحيوية المواد الخام مثل النفايات الزراعية والمنتجات الثانوية ، والتي يتم تدويرها إلى منتجات مختلفة ذات قيمة مضافة وقائمة على أساس حيوي ، مثل الأغذية والأعلاف والمواد الكيميائية والطاقة الحيوية (الوقود الحيوي والطاقة و / أو الحرارة). تهدف عمليات الإنتاج في المصفاة الحيوية إلى أن تكون مستدامة وصديقة للبيئة. على غرار المصافي التقليدية ، يمكن أن توفر المصافي الحيوية مواد كيميائية متعددة عن طريق تجزئة مادة خام أولية (الكتلة الحيوية) إلى مواد وسيطة متعددة (الكربوهيدرات والبروتينات والدهون الثلاثية) التي يمكن تحويلها إلى منتجات ذات قيمة مضافة. من الخصائص الرئيسية لمصافي التكرير الحيوية تثمين وإعادة تدوير / إعادة تدوير النفايات مثل النفايات الزراعية والحضرية والصناعية عن طريق تحويل الكتلة الحيوية عديمة الفائدة إلى مواد قيمة.

المصافي الحيوية المكثفة بالموجات فوق الصوتية

من خلال دمج الموجات فوق الصوتية ، يمكن تشغيل العديد من العمليات مثل الاستخراج والهضم والتفكك والأسترة العابرة وغيرها الكثير بشكل أكثر كفاءة. يهدف تكثيف العملية بالموجات فوق الصوتية في المصفاة الحيوية بشكل أساسي إلى تحسين الغلة ، وجعل العمليات أكثر كفاءة في الوقت والطاقة وتعزيز نقاء وجودة المنتج النهائي. الموجات فوق الصوتية يمكن أن تسهم في عمليات التكرير الحيوي المختلفة.

كيف يعمل الصوتنة؟ – مبدأ عمل الموجات فوق الصوتية

للمعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء ، يتم إنشاء الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد بواسطة مولد الموجات فوق الصوتية وتنتقل عبر مسبار بالموجات فوق الصوتية (sonotrode إلى سائل. تعتبر الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة الموجات فوق الصوتية في حدود 16-30 كيلو هرتز. يتوسع مسبار الموجات فوق الصوتية ويتقلص على سبيل المثال ، عند 20 كيلو هرتز ، وبالتالي ينقل على التوالي 20000 اهتزاز في الثانية إلى الوسط. عندما تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر السائل ، فإن دورات الضغط العالي (الضغط) / الضغط المنخفض (التخلخل أو التمدد) بالتناوب تخلق فقاعات أو تجاويف فراغ دقيقة ، والتي تنمو على مدى عدة دورات ضغط. أثناء مرحلة ضغط السائل والفقاعات ، يكون الضغط موجبا ، بينما تنتج مرحلة التخلخل فراغا (ضغطا سلبيا). خلال دورات الضغط والتمدد ، تنمو التجاويف في السائل حتى تصل إلى حجم لا يمكنها فيه امتصاص المزيد من الطاقة. في هذه المرحلة ، ينفجرون بعنف. يؤدي انفجار تلك التجاويف إلى تأثيرات مختلفة عالية الطاقة ، والتي تعرف باسم ظاهرة التجويف الصوتي / بالموجات فوق الصوتية. يتميز التجويف الصوتي بتأثيرات متعددة عالية الطاقة ، والتي تؤثر على السوائل والأنظمة الصلبة / السائلة وكذلك أنظمة الغاز / السوائل. تعرف المنطقة كثيفة الطاقة أو منطقة التجويف باسم ما يسمى بمنطقة النقطة الساخنة ، وهي الأكثر كثافة في الطاقة في المنطقة المجاورة للمسبار بالموجات فوق الصوتية وتتراجع مع زيادة المسافة من سونوترودي. تظهر الصورة اليسرى تجويفا شديدا عند مسبار بالموجات فوق الصوتية بقدرة 1 كيلو وات في الماء. تشمل الخصائص الرئيسية للتجويف بالموجات فوق الصوتية درجات الحرارة والضغوط العالية جدا التي تحدث محليا والفروق ذات الصلة والاضطرابات وتدفق السوائل. أثناء انفجار التجاويف فوق الصوتية في النقاط الساخنة بالموجات فوق الصوتية ، يمكن قياس درجات حرارة تصل إلى 5000 كلفن ، وضغوط تصل إلى 200 جو ونفاثات سائلة تصل إلى 1000 كم / ساعة. تساهم هذه الظروف المعلقة كثيفة الاستهلاك للطاقة في التأثيرات الميكانيكية.
ينتج التأثير الرئيسي ل ultarsonication على الكتلة الحيوية عن التأثيرات التالية:

• القص العالي: تعمل قوى القص العالية بالموجات فوق الصوتية على تعطيل السوائل والأنظمة الصلبة السائلة مما يتسبب في إثارة شديدة وتجانس ونقل الكتلة.
• تأثير: تعمل النفاثات السائلة والتدفق الناتج عن التجويف بالموجات فوق الصوتية على تسريع المواد الصلبة في السوائل ، مما يؤدي لاحقا إلى الاصطدام بين الأجزاء. عندما تصطدم الجسيمات بسرعات عالية جدا ، فإنها تتآكل وتتحطم وتطحن وتشتت بدقة ، وغالبا ما تنخفض إلى حجم النانو. بالنسبة للمواد البيولوجية مثل الأنسجة النباتية والنفايات الحيوية ، فإن النفاثات السائلة عالية السرعة ودورات الضغط المتناوبة تعطل جدران الخلايا وتطلق المواد داخل الخلايا. وهذا يؤدي إلى استخراج عالي الكفاءة للمركبات النشطة بيولوجيا والخلط المتجانس للكتلة الحيوية.
• التحريض: الموجات فوق الصوتية يسبب اضطرابات شديدة ، وقوى القص والحركة الدقيقة في السائل أو الطين. وبالتالي ، فإن صوتنة يكثف دائما نقل الكتلة ويسرع بالتالي ردود الفعل والعمليات.

معالجات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لمصافي التكرير الحيوية

Hielscher بالموجات فوق الصوتية بتصنيع وتوزيع خلاطات الموجات فوق الصوتية عالية القص لتطبيق عالية الأداء مثل التجانس، خلط، تعطيل الخلايا، تفكك، استخراج، تشتت، degasification وبدء التفاعلات الكيميائية. يتم تنفيذ مفاعلات الموجات فوق الصوتية في المصافي الحيوية في جميع أنحاء العالم من أجل زيادة الكفاءة والغلة ومعدل التحويل لمختلف العمليات.
معدات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لعمليات التكرير الحيوي متاحة بسهولة للتركيب على مقاعد البدلاء والطيار والصناعي. نظرا لأن التطبيقات بالموجات فوق الصوتية مثل الاستخراج والتفكك والذوبان وتحسين نقل الكتلة والتجانس وإزالة الهواء هي عمليات راسخة بالفعل ، فإن الانتقال من التجارب الأولى والتحسين إلى متطلبات العملية المحددة وتركيب نظام فصل و / أو ترشيح صناعي بالكامل بالموجات فوق الصوتية سريع وبسيط.
Hielscher الفوق صوتيات لوازم الموجات فوق الصوتية عالية الأداء في أي حجم والقدرة. مع UIP16000 (16kW)، Hielscher بتصنيع أقوى معالج بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم. يمكن أن تكون UIP16000 وكذلك جميع أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الأخرى مجموعات بسهولة إلى قدرة المعالجة المطلوبة. تم بناء جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher لعملية 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات الصعبة.

تحقيقات الموجات فوق الصوتية ومفاعلات سونو لأي حجم

تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics مجموعة كاملة من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة على مقاعد البدلاء وأنظمة تجريبية إلى معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولات الشاحنات في الساعة. تتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة أن نقدم لك أنسب معدات الموجات فوق الصوتية لتطبيقك وقدرة العملية وأهداف الإنتاج.

سعات يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج

جميع المعالجات بالموجات فوق الصوتية Hielscher هي التي يمكن التحكم فيها بدقة وبالتالي الخيول العمل موثوق بها في R&د والإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية التفاعلات المستحثة بالموجات فوق الصوتية والميكانيكية الصوتية. جميع Hielscher الفوق صوتيات’ تسمح المعالجات بالإعداد الدقيق للسعة. Sonotrodes وأبواق التعزيز هي الملحقات التي تسمح لتعديل السعة في نطاق أوسع. يمكن لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية من Hielscher تقديم سعات عالية جدا وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات الصعبة. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7.
تمنحك إعدادات السعة الدقيقة والمراقبة الدائمة لمعلمات العملية بالموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية إمكانية معالجة الكتلة الحيوية في ظل أكثر ظروف الموجات فوق الصوتية فعالية. صوتنة الأمثل لإعادة تدوير الكتلة الحيوية الأكثر كفاءة!
متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة. هذا يجعل معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher أداة عمل موثوقة تلبي متطلبات عملية التكرير الحيوي الخاصة بك.

أعلى جودة – صمم وصنع في ألمانيا

كشركة عائلية وتديرها عائلة ، تعطي Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجاتها بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين ، ألمانيا. متانة وموثوقية معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher جعلها حصان العمل في الإنتاج الخاص بك. عملية 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات الصعبة هي سمة طبيعية من تحقيقات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء Hielscher والمفاعلات. فريقنا الماهر جاهز لمساعدتك في معرفة العملية والتدريب والدعم.

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: