Ultraäänikäsittely säästää energiaa ja kustannuksia
Siirtyminen perinteisistä homogenisaattoreista, hydrodynaamisista sekoittimista ja sekoitinmyllyistä ultraäänikavitaatioon perustuvaan käsittelyyn tuo kustannussäästöjä ja tekee käsittelystä ympäristöystävällistä.
Energian hintojen viimeaikaisen ja jatkuvan nousun vuoksi energiankulutus vaikuttaa suoraan ja merkittävästi materiaalien käsittelykustannuksiin. Tällaisia materiaaleja ovat esimerkiksi painovärit, pinnoitteet ja biodiesel.
Hielscherin ultraäänilaitteet kuluttavat vähemmän energiaa kuin perinteiset mekaaniset järjestelmät ja tuottavat parempia käsittelytuloksia. Siksi siirtyminen roottori-staattorisekoittimista ja korkeapainehomogenisaattoreista ultraäänikäsittelyyn säästää merkittävästi sähköä. Tämä voi tuoda huomattavia kustannussäästöjä vuosien mittaan.
Kitkalämpö on hyödyntämätöntä energiaa
Perinteisissä järjestelmissä energiaa häviää kitkalämpönä. Korkeapainehomogenisaattorien korkeapainepumput sekä voimakkaasti leikkaavat teräsekoittimet ja sekoittimella varustetut helmimyllyt synnyttävät nesteeseen voimakasta turbulenssia käsittelyn aikana. Tämä turbulenssi aiheuttaa kitkaa nestehiukkasten välillä sekä nesteen ja laitteiston sekoittavien osien välillä. Kitka muuttaa syötetyn energian kitkalämmöksi. Tämä osa syötetystä energiasta menee hukkaan, koska se ei tuota dispergointi-, homogenisointi- tai jauhatusvaikutusta.
Tilanne muistuttaa perinteisen hehkulampun ja loistelampun vertailua: hehkulamppu muuttaa suuren osan energiasta lämmöksi. Siksi se tarvitsee enemmän energiaa saman valaistustason tuottamiseen.
Perinteisissä sekoitusjärjestelmissä kitkalämpeneminen lisää nesteen jäähdyttämiseen tarvittavaa energiaa käsittelyn aikana.
Hielscherin ultraäänilaitteet muuntavat sähköä erittäin energiatehokkaasti kavitaatioksi nesteessä.
nesteessä. Teollisten ultraäänilaitteiden kokonaisenergiatehokkuus pistorasiasta nesteeseen on noin 80–90 %
(suurenna kaavio napsauttamalla yllä olevaa kuvaa).
Vielä tärkeämpää on, että kavitaatiovoimat kohdistavat hiukkasiin voimakasta rasitusta. Siksi hyvän dispersion, emulsion tai pienemmän hiukkaskoon saavuttamiseen tarvitaan yleensä vähemmän energiaa. Hielscherin ultraäänikäsittely tuottaa kitkalämpöä, mutta sen osuus on huomattavasti pienempi kuin tavanomaisessa mekaanisessa sekoituksessa. Tämä pienempi osuus parantaa tehokkuutta entisestään, sillä saman dispergointi- tai homogenisointitason saavuttamiseen tarvitaan vähemmän energiaa, mikä puolestaan vähentää käsitellyn nesteen jäähdyttämiseen tarvittavaa energiaa.
Esimerkki: biodieselin käsittely
Erityisesti vaihtoehtoisten ja kestävien polttoaineiden, kuten biodieselin, käsittelyssä energiankulutus ja energian säästäminen ovat erittäin tärkeitä. ”Vihreän” polttoaineen valmistukseen käytetty sähkö vaikuttaa suoraan polttoaineen kokonaisenergia- ja CO2 -taseeseen.
Oikealla oleva kaavio (suurenna kuva napsauttamalla) vertailee ultraäänikavitaatiota, voimakkaasti leikkaavaa sekoitusta ja hydrodynaamista kavitaatiota. Hielscherin ultraäänilaitteiden käyttö biodieselin käsittelyssä vaatii noin 1,4 kWh/m³. Vastaavan tuloksen saavuttaminen hydrodynaamisella magneettisella impulssikavitaatiolla vaatii noin 32,0 kWh/m³. Voimakkaasti leikkaava sekoitus vaatii noin 4,4 kWh/m³. Tämä tarkoittaa, että saman käsittelykapasiteetin saavuttamiseen hydrodynaaminen impulssikavitaatio vaatii noin 23 kertaa niin paljon energiaa ja voimakkaasti leikkaava sekoitus noin 3 kertaa niin paljon energiaa kuin Hielscherin ultraäänilaitteet.
Tämä johtaa huomattavasti suurempiin vuotuisiin sähkökustannuksiin. Kyseessä on merkittävä omistamisen kokonaiskustannuksiin vaikuttava tekijä, joka on arvioitava käsittelytekniikkaan investoitaessa.
Lue lisää energiansäästöstä biodieselin ultraäänikäsittelyssä!
Siirtyminen on helppoa
Hielscherin ultraäänilaitteiden prosessitehokkuutta on helppo testata pienemmässä mittakaavassa. Tavallisesti UIP1000hd (1kW) -laitetta käytetään prosessikehitykseen tilavuusvirroilla 0,5 L:sta 1000 L:aan tunnissa. Tässä mittakaavassa käsittelytehokkuutta voidaan optimoida muuttamalla amplitudia, painetta ja tilavuusvirtaa. Näin saat selville prosessisi ominaisenergiantarpeen. Hielscherin ultraäänilaitteet mahdollistavat mittakaavan lineaarisen suurentamisen, jolloin ominaisenergiantarve pysyy vakiona kaikissa mittakaavoissa. Näin tiedät laitteiston tarvittavan tehon millä tahansa käsittelykapasiteetilla sekä vuotuisen sähkönkulutuksen.