Ultrazvuku šetří energii a náklady

Přechod z konvenčních homogenizátorů, hydrodynamických míchadel a míchaných mlýnů na ultrazvukové kavitační zpracování přináší úsporu nákladů a činí zpracování šetrným k životnímu prostředí.

Vzhledem k nedávnému a pokračujícímu růstu cen energie má spotřeba energie přímý a podstatný vliv na náklady na zpracování materiálů, jako jsou inkousty, povlaky a Bionafta.

Hielscher ultrazvuková zařízení spotřebovávají méně energie než tradiční mechanické systémy a dosahují vynikajících výsledků zpracování. Proto přechod z rotor-stator-mixérů a vysokotlakých homogenizátorů na ultrazvuku šetří významnou elektřinu. To se může v průběhu let promítnout do značných úspor nákladů.

Třecí teplo je nevyužitá energie

Konvenční systémy ztrácejí energii třecím teplem. Vysokotlaká čerpadla pro vysokotlaké homogenizátory, stejně jako nožové mixéry s vysokým smykovým střihem a míchané kuličkové mlýny vytvářejí při zpracování v kapalině vysokou turbulenci. Tyto turbulence způsobují tření mezi částicemi kapaliny a mezi kapalinou a míchacími částmi zařízení. Tření přeměňuje vstupní energii na třecí ohřev. Tato část vstupní energie se ztrácí, protože nevytváří žádný dispergační, homogenizační nebo mlecí efekt.

Podobně jako při srovnání mezi běžnou žárovkou a zářivkou, konvenční přeměňuje velkou část energie na teplo. Proto vyžaduje více energie, aby poskytlo stejnou úroveň světla.

V případě konvenčních směšovacích systémů vytváří třecí ohřev dodatečnou energii potřebnou pro chlazení kapaliny během zpracování.

Hielscher ultrazvuková zařízení mají velmi vysokou energetickou účinnost při přeměně elektřiny na kavitace v kapalině.

v kapalině. Celková energetická účinnost průmyslových ultrazvukových zařízení je cca. 80-90% od napájecí zástrčky do kapaliny

(Kliknutím na obrázek výše zvětšíte graf).

Ještě důležitější je, že kavitační síly vyvíjejí na částice velké napětí. To je důvod, proč je obvykle zapotřebí méně energie k získání dobré disperze, emulze nebo nižší velikosti částic. Hielscher ultrazvuku vytváří třecí ohřev, i když v mnohem nižším poměru než standardní mechanické míchání. Tento nižší poměr se promítá do další účinnosti tím, že vyžaduje méně energie k zajištění stejné úrovně dispergace nebo homogenizace, a zase snižuje energii potřebnou k chlazení zpracovávané kapaliny.

Příklad: Zpracování bionafty

Zejména při zpracování alternativních a udržitelných paliv, jako je bionafta, je nesmírně důležitá spotřeba energie a její úspory. Elektřina použitá k výrobě “zelený” palivo má přímý dopad na celkovou energii paliva a emise CO₂ rovnováha.

Graf vpravo (klikněte pro větší zobrazení) ukazuje srovnání mezi ultrazvukovou kavitací, mícháním s vysokým smykem a hydrodynamickou kavitací. Použití ultrazvukových zařízení Hielscher pro Zpracování bionafty vyžaduje přibl. 1,4kWh/m³. K dosažení podobného výsledku pomocí hydrodynamické magnetické impulsní kavitace je zapotřebí cca. 32,0 kWh/m³. Míchání s vysokým smykem vyžaduje cca. 4,4kWh/m³. To znamená, že hydrodynamická impulsní kavitace vyžaduje cca. 23krát více energie a míchání s vysokým smykem cca. 3krát více energie než ultrazvuková zařízení Hielscher, aby byla zajištěna stejná propustnost.

To vede k výrazně vyšším ročním nákladům na elektřinu. Jedná se o hlavní faktor nákladů na vlastnictví, který je třeba vyhodnotit při investici do zpracovatelské technologie.

Snadná změna

Ultrazvuková zařízení Hielscher lze snadno testovat na účinnost jejich procesu v menším měřítku. Typicky UIP1000hd (1kW) se používá pro vývoj procesu pro průtoky od 0,5 l do 1000 l za hodinu. V tomto měřítku lze optimalizovat účinnost zpracování změnou amplitudy, tlaku a průtoku. Díky tomu získáte konkrétní spotřebu energie pro váš proces. Hielscher ultrazvuková zařízení umožňují lineární škálování, takže specifická potřeba energie zůstává konstantní v jakémkoli měřítku. Díky tomu znáte výkon zařízení potřebný pro jakoukoli zpracovatelskou kapacitu a také roční spotřebu elektrické energie.