Ultrasonication säästää energiaa ja kustannuksia

Siirtyminen tavanomaisista homogenisaattoreista, hydrodynaamisista sekoittimista ja sekoitetuista myllyistä ultraäänikavitaatiokäsittelyyn lisää sekä kustannussäästöjä että tekee käsittelystä ympäristöystävällisen.

Energian hintojen viimeaikaisen ja jatkuvan nousun vuoksi energiankulutuksella on suora ja merkittävä vaikutus esimerkiksi seuraavien materiaalien käsittelykustannuksiin: Musteet, Pinnoitteet ja Biodiesel.

Hielscherin ultraäänilaitteet käyttävät vähemmän energiaa kuin perinteiset mekaaniset järjestelmät ja saavuttavat erinomaiset käsittelytulokset. Siksi vaihtaminen roottori-staattori-sekoittimista ja korkeapainehomogenisaattoreista ultrasonicationiin säästää merkittävästi sähköä. Tämä voi johtaa huomattaviin kustannussäästöihin vuosien varrella.

Kitkalämpö on käyttämätöntä energiaa

Perinteiset järjestelmät menettävät energiaa kitkalämmölle. Korkeapaineiset pumput korkeapainehomogenisaattoreille sekä korkean leikkausterän sekoittimet ja sekoitetut helmimyllyt aiheuttavat suurta turbulenssia nesteessä sen käsittelyn aikana. Tämä turbulenssi aiheuttaa kitkaa nestemäisten hiukkasten välillä sekä nesteen ja laitteen sekoittavien osien välillä. Kitka muuntaa syöttöenergian kitkalämmitykseksi. Tämä osa syöttöenergiasta menetetään, koska se ei tuota dispergointi-, homogenointi- tai jyrsintävaikutusta.

Aivan kuten tavanomaisen hehkulampun ja loistelampun vertailu, perinteinen muuntaa suuren osan energiasta lämmöksi. Siksi saman valotason tarjoaminen vaatii enemmän energiaa.

Tavanomaisissa sekoitusjärjestelmissä kitkalämmitys tekee lisäenergiaa nesteen jäähdyttämiseen käsittelyn aikana.

Hielscherin ultraäänilaitteilla on erittäin korkea energiatehokkuus sähkön muuntamisessa kavitaatio nesteen sisällä.

nesteen sisällä. Teollisuuden ultraäänilaitteiden yleinen energiatehokkuus on n. 80-90% virtapistokkeesta nesteeseen

(Napsauta yllä olevaa kuvaa suurentaaksesi kaaviota).

Vielä tärkeämpää on, että kavitaatiovoimat rasittavat hiukkasia paljon. Siksi tyypillisesti vähemmän energiaa tarvitaan hyvän dispersion, emulsion tai pienemmän hiukkaskoon saamiseksi. Hielscher Ultrasonication luo kitkalämmityksen, vaikkakin paljon pienemmällä suhteella kuin tavallinen mekaaninen sekoitus. Tämä pienempi suhde tarkoittaa lisätehokkuutta vaatimalla vähemmän energiaa saman dispergointi- tai homogenointitason aikaansaamiseksi, mikä puolestaan vähentää käsitellyn nesteen jäähdytykseen tarvittavaa energiaa.

Esimerkki: Biodieselin käsittely

Erityisesti vaihtoehtoisten ja kestävien polttoaineiden, kuten biodieselin, jalostuksessa energiankulutus ja niiden säästäminen on erittäin tärkeää. Valmisteen valmistukseen käytetty sähkö “vihreä” polttoaineella on suora vaikutus polttoaineiden kokonaisenergiaan ja hiilidioksidiin₂ vaaka.

Oikealla oleva kaavio (Klikkaa nähdäksesi sen suurempana) osoittaa vertailun ultraäänikavitaation, korkean leikkauksen sekoittumisen ja hydrodynaamisen kavitaation välillä. Hielscherin ultraäänilaitteiden käyttö Biodieselin jalostus vaatii noin. 1,4kWh/m³. Samanlaisen tuloksen saavuttamiseksi hydrodynaamisella magneettisella impulssikavitaatiolla tarvitaan noin. 32,0kWh/m³. High-Shear-sekoitus vaatii noin. 4,4kWh/m³. Tämä tarkoittaa, että hydrodynaaminen impulssikavitaatio vaatii noin 23 kertaa enemmän energiaa ja suurta leikkaussekoitusta noin 3 kertaa enemmän energiaa kuin Hielscherin ultraäänilaitteet saman läpäisykyvyn aikaansaamiseksi.

Tämä johtaa huomattavasti korkeampiin vuotuisiin sähkökustannuksiin. Tämä on merkittävä omistuskustannustekijä, joka on arvioitava investoitaessa prosessitekniikkaan.

Helppo muutos

Hielscherin ultraäänilaitteita voidaan helposti testata niiden prosessitehokkuuden suhteen pienemmässä mittakaavassa. Tyypillisesti UIP1000hd (1kW) käytetään prosessin kehittämiseen virtausnopeuksille 0,5 l - 1000 l tunnissa. Tässä mittakaavassa käsittelytehokkuus voidaan optimoida muuttamalla amplitudia, painetta ja virtausnopeutta. Tämän seurauksena saat prosessillesi erityisen energiantarpeen. Hielscherin ultraäänilaitteet mahdollistavat lineaarisen skaalauksen ylöspäin, joten ominaisenergiantarve pysyy vakiona missä tahansa mittakaavassa. Näin tiedät minkä tahansa prosessointikapasiteetin vaatiman laitetehon sekä vuosittaisen sähkönkulutuksen.