La sonicación ahorra energía y reduce costes
Sustituir los homogeneizadores convencionales, los mezcladores hidrodinámicos y los molinos con agitación por el procesamiento mediante cavitación ultrasónica permite ahorrar costes y hace que el procesamiento sea respetuoso con el medio ambiente.
Debido al reciente y continuo aumento de los precios de la energía, el consumo energético tiene un efecto directo y considerable sobre los costes de procesamiento de materiales como tintas, recubrimientos y biodiésel.
Los equipos ultrasónicos de Hielscher consumen menos energía que los sistemas mecánicos tradicionales y logran resultados de procesamiento superiores. Por tanto, sustituir los mezcladores de rotor-estator y los homogeneizadores de alta presión por la sonicación permite ahorrar una cantidad considerable de electricidad. Esto puede traducirse en importantes ahorros de costes a lo largo de los años.
El calor por fricción es energía desaprovechada
Los sistemas convencionales pierden energía en forma de calor por fricción. Las bombas de alta presión de los homogeneizadores de alta presión, así como los mezcladores de palas de alto cizallamiento y los molinos de perlas con agitación, generan una gran turbulencia en el líquido durante su procesamiento. Estas turbulencias provocan fricción entre las partículas del líquido y entre el líquido y los elementos agitadores del equipo. La fricción convierte la energía suministrada en calentamiento por fricción. Esta parte de la energía suministrada se pierde, ya que no produce ningún efecto de dispersión, homogeneización o molienda.
Ocurre algo similar al comparar una bombilla convencional con una fluorescente: la convencional convierte gran parte de la energía en calor. Por tanto, necesita más energía para proporcionar el mismo nivel de iluminación.
En los sistemas de mezcla convencionales, el calentamiento por fricción hace necesario consumir energía adicional para refrigerar el líquido durante el procesamiento.
Los equipos ultrasónicos de Hielscher tienen una eficiencia energética muy alta al convertir la electricidad en cavitación en el líquido.
En el líquido. La eficiencia energética global de los equipos ultrasónicos industriales es de aproximadamente el 80-90% desde la toma de corriente hasta el líquido
(haga clic en la imagen de arriba para ampliar el gráfico).
Lo más importante es que las fuerzas de cavitación someten las partículas a grandes esfuerzos. Por eso, normalmente se necesita menos energía para obtener una buena dispersión, una emulsión o un menor tamaño de partícula. La sonicación de Hielscher sí genera calentamiento por fricción, aunque en una proporción mucho menor que la mezcla mecánica convencional. Esta menor proporción se traduce en una mayor eficiencia, ya que se necesita menos energía para proporcionar el mismo grado de dispersión u homogeneización y, a su vez, se reduce la energía necesaria para refrigerar el líquido procesado.
Ejemplo: procesamiento de biodiésel
Especialmente en el procesamiento de combustibles alternativos y sostenibles, como el biodiésel, el consumo y el ahorro de energía son sumamente importantes. La electricidad utilizada para fabricar el combustible «verde» tiene un impacto directo en el balance global de energía y CO2 del combustible.
El gráfico de la derecha (haga clic para ampliar) muestra una comparación entre la cavitación ultrasónica, la mezcla de alto cizallamiento y la cavitación hidrodinámica. El uso de equipos ultrasónicos de Hielscher para el procesamiento de biodiésel requiere aproximadamente 1,4 kWh/m³. Para lograr un resultado similar mediante cavitación hidrodinámica por impulsos magnéticos, se requieren aproximadamente 32,0 kWh/m³. La mezcla de alto cizallamiento requiere aproximadamente 4,4 kWh/m³. Esto significa que la cavitación hidrodinámica por impulsos requiere aproximadamente 23 veces más energía y la mezcla de alto cizallamiento aproximadamente 3 veces más energía que los equipos ultrasónicos de Hielscher para proporcionar la misma capacidad de procesamiento.
Esto se traduce en costes anuales de electricidad considerablemente mayores. Se trata de un factor importante del coste de propiedad que debe evaluarse al invertir en una tecnología de procesamiento.
¡Más información sobre el ahorro energético en el procesamiento ultrasónico de biodiésel!
Cambiar es fácil
La eficiencia de procesamiento de los equipos ultrasónicos de Hielscher puede comprobarse fácilmente a pequeña escala. Normalmente, el UIP1000hd (1 kW) se utiliza para desarrollar procesos con caudales de 0,5 L a 1000 L por hora. A esta escala, la eficiencia del procesamiento puede optimizarse variando la amplitud, la presión y el caudal. Como resultado, obtendrá el consumo energético específico de su proceso. Los equipos ultrasónicos de Hielscher permiten un escalado lineal, de modo que el consumo energético específico se mantiene constante a cualquier escala. Así, conocerá la potencia del equipo necesaria para cualquier capacidad de procesamiento, así como el consumo anual de electricidad.