Ultralydbehandling sparer energi og omkostninger

Skift fra konventionelle homogenisatorer, hydrodynamiske blandere og omrørte møller til ultralydskavitationsbehandling tilføjer både omkostningsbesparelser og gør behandlingen miljøvenlig.

På grund af den seneste og fortsatte stigning i energipriserne har energiforbruget en direkte og væsentlig indvirkning på forarbejdningsomkostningerne for materialer, f.eks. Blæk, Belægninger og Biodiesel.

Hielscher ultralydsenheder bruger mindre energi end traditionelle mekaniske systemer og opnår overlegne behandlingsresultater. Derfor sparer skift fra rotor-stator-blandere og højtrykshomogenisatorer til ultralydbehandling betydelig elektricitet. Dette kan udmønte sig i betydelige omkostningsbesparelser gennem årene.

Friktionsvarme er ubrugt energi

Konventionelle systemer mister energi til friktionsvarme. Højtrykspumper til højtrykshomogenisatorer samt højforskydningsklingeblandere og omrørte perlemøller skaber høj turbulens i væsken, når den behandles. Disse turbulenser forårsager friktion mellem de flydende partikler og mellem væsken og de omrørende dele af udstyret. Friktionen omdanner indgangsenergi til friktionsopvarmning. Denne del af den tilførte energi går tabt, da den ikke genererer nogen dispergerings-, homogeniserings- eller fræseeffekt.

Ligesom sammenligningen mellem en konventionel pære og en lysstofrør omdanner den konventionelle meget af energien til varme. Derfor kræver det mere energi at give det samme lysniveau.

I tilfælde af konventionelle blandesystemer gør friktionsopvarmningen yderligere energi nødvendig for at afkøle væsken under forarbejdningen.

Hielscher ultralydsapparater har en meget høj energieffektivitet til at omdanne elektricitet til Kavitation i væsken.

i væsken. Den samlede energieffektivitet af de industrielle ultralydsenheder er ca. 80-90% fra strømstikket til væsken

(Klik på billedet ovenfor for at forstørre diagrammet).

Endnu vigtigere er det, at kavitationskræfterne lægger meget stress på partiklerne. Derfor kræves der typisk mindre energi for at opnå en god dispersion, emulsion eller en lavere partikelstørrelse. Hielscher Ultralydbehandling skaber friktionsopvarmning, dog i et meget lavere forhold end standard mekanisk blanding. Dette lavere forhold udmønter sig i yderligere effektivitet ved at kræve mindre energi for at give det samme niveau af dispergering eller homogenisering og reducerer igen den energi, der kræves til afkøling af den forarbejdede væske.

Eksempel: Forarbejdning af biodiesel

Navnlig i forbindelse med forarbejdning af alternative og bæredygtige brændstoffer såsom biodiesel er energiforbruget og bevarelsen af sådanne ekstremt vigtigt. Den elektricitet, der anvendes til fremstilling af “grøn” brændstof har en direkte indvirkning på brændstoffernes samlede energi- og CO₂ saldo.

Diagrammet til højre (Klik for større visning) viser en sammenligning mellem ultralydskavitation, blanding med høj forskydning og hydrodynamisk kavitation. Brug af Hielscher ultralydsenheder til Forarbejdning af biodiesel Kræver ca. 1,4 kWh/m³. For at opnå et lignende resultat ved hjælp af hydrodynamisk magnetisk impulskavitation, kræver ca. 32,0 kWh/m³. High-Shear blanding kræver ca. 4,4 kWh/m³. Det betyder, at hydrodynamisk impulskavitation kræver ca. 23 gange mere energi og høj forskydningsblanding ca. 3 gange mere energi end Hielscher ultralydsenheder for at give den samme gennemstrømning.

Dette fører til betydeligt højere årlige elomkostninger. Dette er en stor faktor for ejeromkostninger, der skal vurderes, når der investeres i en forarbejdningsteknologi.

Forandring på den nemme måde

Hielscher ultralydsenheder kan let testes for deres proceseffektivitet i mindre skala. Typisk er UIP1000hd (1kW) bruges til procesudvikling for flowhastigheder fra 0,5L til 1000L i timen. I denne skala kan behandlingseffektiviteten optimeres ved at variere amplitude, tryk og flowhastighed. Som et resultat får du det specifikke energibehov til din proces. Hielscher ultralydsenheder giver mulighed for en lineær opskalering, så det specifikke energibehov forbliver konstant i enhver skala. På denne måde kender du den udstyrseffekt, der er nødvendig for en hvilken som helst behandlingskapacitet samt det årlige elforbrug.