Tõhusad biorafineerimistehased ultraheli protsessi intensiivistamise kaudu

Ultraheli on protsessi intensiivistamise tehnika, mida rakendatakse mitmesugustes protsessides biorafineerimistehastes. Tüüpilised protsessid, mis saavad ultraheliravist märkimisväärset kasu, on ekstraheerimine, aeglased heterogeensed reaktsioonid, samuti muud rakendused, mis hõlmavad intensiivset segamist, homogeniaztion ja dispergeerimine. Ultraheli kiirendab protsesse ja reaktsioone ning muudab need tõhusamaks. Ultraheli reklaamitud protsesside tulemused on suuremad saagised / väljundid ja kõrgemad konversioonimäärad.

Mis on biorafineerimistehased?

Biorafineerimistehas on tootmisrajatis, mis integreerib biomassi muundamise protsessid ja töötlemisseadmed, et toota biomassi toorainest kütuseid, energiat ja muid kasulikke tooteid, näiteks kemikaale. Tüüpiline biorafineerimistehastes töödeldav biomass hõlmab selliseid tooraineid nagu põllumajandusjäätmed ja kõrvalsaadused, mis töödeldakse ümber mitmesugusteks lisandväärtusega biopõhisteks toodeteks, nt toit, sööt, kemikaalid, bioenergia (biokütused, energia ja/või soojus). Biorafineerimistehase tootmisprotsessid peaksid olema jätkusuutlikud ja keskkonnasõbralikud. Sarnaselt tavapärastele rafineerimistehastele võivad biorafineerimistehased pakkuda mitut kemikaali, fraktsioneerides esialgse tooraine (biomassi) mitmeks vaheaineks (süsivesikud, valgud, triglütseriidid), mida saab täiendavalt muuta lisandväärtusega toodeteks. Biorafineerimistehaste põhiomadus on selliste jäätmete nagu põllumajandus-, linna- ja tööstusjäätmete väärindamine ja ringlussevõtt/väärindamine, muutes kasutu biomassi väärtuslikeks materjalideks.

Ultraheli intensiivistunud biorafineerimistehased

Ultraheli integreerimisega saab paljusid protsesse, nagu ekstraheerimine, seedimine, lagunemine, ümberesterdamine paljude teiste hulgas, käivitada oluliselt tõhusamalt. Ultraheli protsessi intensiivistamine biorafineerimistehases on peamiselt suunatud saagikuse parandamisele, protsesside aja- ja energiatõhusamaks muutmisele ning lõpptoote puhtuse ja kvaliteedi parandamisele. Ultraheli võib kaasa aidata erinevatele biorafineerimisprotsessidele.

Kuidas ultrahelitöötlus toimib? – Ultraheli tööpõhimõte

Suure jõudlusega ultraheli töötlemiseks genereerib suure intensiivsusega, madala sagedusega ultraheli ultraheli generaator ja edastatakse ultraheli sondi kaudu (sonotrode vedelikuks. Suure võimsusega ultraheli peetakse ultraheliks vahemikus 16-30kHz. Ultraheli sond laieneb ja tõmbub kokku nt 20 kHz juures, edastades seeläbi söötmesse vastavalt 20 000 vibratsiooni sekundis. Kui ultraheli lained liiguvad läbi vedeliku, tekitavad vahelduvad kõrgsurve (kokkusurumine) / madala rõhu (haruldane või laienemine) tsüklid minutilised vaakummullid või õõnsused, mis kasvavad mitme rõhutsükli jooksul. Vedeliku ja mullide kokkusurumisfaasis on rõhk positiivne, samas kui haruldane faas tekitab vaakumi (negatiivne rõhk.) Kompressiooni-paisumistsüklite ajal kasvavad vedeliku õõnsused, kuni nad saavutavad suuruse, mille juures nad ei suuda rohkem energiat absorbeerida. Sel hetkel implodeeruvad nad vägivaldselt. Nende õõnsuste implosioon põhjustab mitmesuguseid väga energilisi efekte, mida tuntakse akustilise / ultraheli kavitatsiooni nähtusena. Akustilist kavitatsiooni iseloomustavad mitmesugused väga energilised mõjud, mis mõjutavad nii vedelikke, tahkeid / vedelaid süsteeme kui ka gaasi- / vedelikusüsteeme. Energiatihe tsoon või kavitatsioonitsoon on tuntud kui nn hot-spot tsoon, mis on ultraheli sondi vahetus läheduses kõige energiatihedam ja väheneb sonotrode kauguse suurenemisega. Vasakul pildil on intensiivne kavitatsioon 1kW ultraheli sondi juures vees. Ultraheli kavitatsiooni põhiomadused hõlmavad lokaalselt esinevaid väga kõrgeid temperatuure ja rõhkusid ning vastavaid erinevusi, turbulentsi ja vedeliku voogesitust. Ultraheli õõnsuste implosiooni ajal ultraheli kuumades kohtades saab mõõta temperatuuri kuni 5000 kelvinit, rõhku kuni 200 atmosfääri ja vedelikujoad kuni 1000km / h. Need silmapaistvad energiamahukad tingimused aitavad kaasa sonomehaanilistele ja sonokeemilistele mõjudele, mis intensiivistavad biomassi ja keemilisi süsteeme mitmel viisil.
Ultarsonicationi peamine mõju biomassile tuleneb järgmistest mõjudest:

• Kõrge nihkega: Ultraheli kõrge nihkejõud häirivad vedelikke ja vedelik-tahkeid süsteeme, põhjustades intensiivset segamist, homogeniseerimist ja massiülekannet.
• Mõju: Ultraheli kavitatsiooni tekitatud vedelad joad ja voogesitus kiirendavad vedelike tahkeid aineid, mis viib seejärel interparticluar kokkupõrkeni. Kui osakesed põrkuvad väga suurel kiirusel, siis nad erodeeruvad, purunevad ja jahvatatakse ning hajuvad peeneks, sageli nanosuuruseks. Bioloogilise aine, näiteks taimekoe ja biojäätmete puhul häirivad suure kiirusega vedelikujoad ja vahelduvad rõhutsüklid rakuseinu ja vabastavad rakusisese materjali. Selle tulemuseks on bioaktiivsete ühendite väga tõhus ekstraheerimine ja biomassi homogeenne segamine.
• Agitatsioon: Ultraheli põhjustab intensiivseid turbulentsi, nihkejõude ja mikroliikumist vedelikus või lägas. Seega intensiivistab ultrahelitöötlus alati massiülekannet ja kiirendab seeläbi reaktsioone ja protsesse.

Suure jõudlusega ultraheli protsessorid biorafineerimistehaste jaoks

Hielscher Ultrasonic toodab ja levitab suure nihkega ultraheli segisteid suure jõudlusega rakenduste jaoks, nagu homogeniseerimine, segamine, rakkude katkestamine, lagunemine, ekstraheerimine, dispersioon, degaseerimine ja keemiliste reaktsioonide algatamine. Ultraheli reaktoreid rakendatakse biorafineerimistehastes kogu maailmas, et suurendada erinevate protsesside tõhusust, saagikust ja konversioonimäära.
Suure jõudlusega ultraheli seadmed biorafineerimisprotsesside jaoks on kergesti kättesaadavad pink-top, piloot- ja tööstuspaigalduseks. Kuna ultraheli rakendused, nagu ekstraheerimine, lagunemine, lahustamine, massiülekande parandamine, homogeniseerimine ja õhutamine, on juba loodud protsessid, on üleminek esimestest katsetest, optimeerimine teie konkreetsetele protsessinõuetele ja täielikult tööstusliku ultraheli eraldamise ja / või leostumise süsteemi paigaldamine kiire ja lihtne.
Hielscher Ultrasonics varustab suure jõudlusega ultrasonikaatoreid igas suuruses ja võimsuses. UIP16000 (16kW) abil toodab Hielscher kõige võimsamat ultraheli protsessorit kogu maailmas. Nii UIP16000 kui ka kõik muud tööstuslikud ultraheli süsteemid võivad olla kergesti klastrid vajaliku töötlemisvõimsusega. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid on ehitatud 24/7 tööks täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades.

Ultraheli sondid ja Sono-reaktorid mis tahes mahu jaoks

Hielscher Ultrasonics tootevalik hõlmab kogu ultraheli protsessorite spektrit kompaktsetest labori ultrasonikaatoritest üle pink-top ja pilootsüsteemide kuni täielikult tööstuslike ultraheli protsessoriteni, mis suudavad töödelda veoautode koormust tunnis. Täielik tootevalik võimaldab meil pakkuda teile kõige sobivamaid ultraheli seadmeid teie rakenduse, protsessi võimsuse ja tootmiseesmärkide jaoks.

Täpselt kontrollitavad amplituudid optimaalsete tulemuste saavutamiseks

Kõik Hielscheri ultraheli protsessorid on täpselt kontrollitavad ja seega usaldusväärsed tööhobused R-is&D ja tootmine. Amplituud on üks olulisi protsessi parameetreid, mis mõjutavad sonokeemiliselt ja sonomehaaniliselt indutseeritud reaktsioonide tõhusust ja tõhusust. Kõik Hielscheri ultraheli’ Protsessorid võimaldavad amplituudi täpset seadistamist. Sonotroodid ja võimendussarved on tarvikud, mis võimaldavad amplituudi muuta veelgi laiemas vahemikus. Hielscheri tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid ja pakkuda vajalikku ultraheli intensiivsust nõudlike rakenduste jaoks. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis.
Täpsed amplituudi seaded ja ultraheli protsessi parameetrite püsiv jälgimine nutika tarkvara kaudu annavad teile võimaluse töödelda biomassi kõige tõhusamates ultraheli tingimustes. Optimaalne ultrahelitöötlus kõige tõhusama biomassi upcyclingu jaoks!
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades. See muudab Hielscheri ultraheli seadmed usaldusväärseks töövahendiks, mis vastab teie biorafineerimisprotsessi nõuetele.

Kõrgeim kvaliteet – Disainitud ja toodetud Saksamaal

Pereettevõttena ja pereettevõttena seab Hielscher oma ultraheli protsessorite jaoks esikohale kõrgeimad kvaliteedistandardid. Kõik ultrasonikaatorid on projekteeritud, valmistatud ja põhjalikult testitud meie peakontoris Teltowis Berliini lähedal, Saksamaal. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus ja usaldusväärsus muudavad selle teie tootmises tööhobuseks. 24/7 töö täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades on Hielscheri suure jõudlusega ultraheli sondide ja reaktorite loomulik omadus. Meie kvalifitseeritud meeskond on valmis teid aitama protsessiteadmiste, koolituse ja toega.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest: