Tehokkaat biojalostamot ultraääniprosessin tehostamisen avulla

Ultrasonication on prosessia tehostava tekniikka, joka toteutetaan biojalostamoiden eri prosesseihin. Tyypillisiä prosesseja, jotka hyötyvät merkittävästi ultraäänikäsittelystä, ovat uuttaminen, hitaat heterogeeniset reaktiot sekä muut sovellukset, joihin liittyy voimakas sekoittaminen, homogeniatsio ja dispergointi. Ultrasonication nopeuttaa prosesseja ja reaktioita ja tekee niistä tehokkaampia. Ultraäänellä edistettyjen prosessien tulokset ovat korkeammat tuotot / tuotokset ja korkeammat muuntokurssit.

Mitä ovat biojalostamot?

Biojalostamo on tuotantolaitos, joka integroi biomassan muuntoprosessit ja käsittelylaitteet polttoaineiden, energian ja muiden hyödyllisten tuotteiden, kuten kemikaalien, tuottamiseksi biomassaraaka-aineesta. Tyypillistä biojalostamoissa jalostettavaa biomassaa ovat raaka-aineet, kuten maatalouden jätteet ja sivutuotteet, jotka jalostetaan erilaisiksi lisäarvoa tuottaviksi biopohjaisiksi tuotteiksi, kuten elintarvikkeiksi, rehuiksi, kemikaaleiksi, bioenergiaksi (biopolttoaineet, sähkö ja/tai lämpö). Biojalostamon tuotantoprosessit on tarkoitettu kestäviksi ja ympäristöystävällisiksi. Kuten perinteiset jalostamot, biojalostamot voivat tuottaa useita kemikaaleja fraktioimalla alkuperäisen raaka-aineen (biomassan) useiksi välituotteiksi (hiilihydraatit, proteiinit, triglyseridit), jotka voidaan edelleen muuntaa lisäarvotuotteiksi. Biojalostamojen keskeinen ominaisuus on jätteiden, kuten maatalous-, kaupunki- ja teollisuusjätteiden, hyödyntäminen ja kierrätys / kierrätys muuttamalla hyödytön biomassa arvokkaiksi materiaaleiksi.

Ultraäänellä tehostetut biojalostamot

Ultrasonicationin integroinnilla monia prosesseja, kuten uuttaminen, ruoansulatus, hajoaminen, transesteröinti monien muiden joukossa, voidaan suorittaa huomattavasti tehokkaammin. Ultraääniprosessin tehostamisella biojalostamossa pyritään pääasiassa parantamaan saantoa, tekemään prosesseista aika- ja energiatehokkaampia sekä parantamaan lopputuotteen puhtautta ja laatua. Ultrasonication voi edistää erilaisia biojalostamoprosesseja.

Miten sonikaatio toimii? – Ultraäänen toimintaperiaate

Korkean suorituskyvyn ultraäänikäsittelyä varten ultraäänigeneraattori tuottaa korkean intensiteetin, matalataajuisen ultraäänen ja lähetetään ultraäänianturin kautta (sonotrode nesteeksi. Suuritehoista ultraääntä pidetään ultraäänenä alueella 16-30 kHz. Ultraäänianturi laajenee ja supistuu esimerkiksi 20 kHz: n taajuudella, jolloin väliaineeseen lähetetään vastaavasti 20 000 värähtelyä sekunnissa. Kun ultraääniaallot kulkevat nesteen läpi, vuorottelevat korkeapaineiset (puristus) / matalapaineiset (harvinaiset tai laajenevat) syklit luovat pieniä tyhjiökuplia tai onteloita, jotka kasvavat useiden painesyklien aikana. Nesteen ja kuplien puristusvaiheen aikana paine on positiivinen, kun taas harvinaisuusvaihe tuottaa tyhjiön (alipaine). Puristus-laajennusjaksojen aikana nesteen ontelot kasvavat, kunnes ne saavuttavat koon, jossa ne eivät pysty absorboimaan enemmän energiaa. Tässä vaiheessa ne luhistuvat väkivaltaisesti. Näiden onteloiden luhistuminen johtaa erilaisiin erittäin energisiin vaikutuksiin, joita kutsutaan akustisen / ultraäänikavitaation ilmiöksi. Akustiselle kavitaatiolle on ominaista moninaiset erittäin energiset vaikutukset, jotka vaikuttavat nesteisiin, kiinteisiin / nestemäisiin järjestelmiin sekä kaasu- / nestejärjestelmiin. Energiatiheä vyöhyke tai kavitaatiovyöhyke tunnetaan niin kutsuttuna kuumapistevyöhykkeenä, joka on energiatihein ultraäänianturin läheisyydessä ja laskee etäisyyden kasvaessa sonotrodista. Vasemmalla olevassa kuvassa näkyy voimakas kavitaatio 1 kW: n ultraäänianturilla vedessä. Ultraäänikavitaation pääpiirteitä ovat paikallisesti esiintyvät erittäin korkeat lämpötilat ja paineet sekä vastaavat erot, turbulenssit ja nesteen suoratoisto. Ultraäänionteloiden romahtamisen aikana ultraäänipisteissä voidaan mitata jopa 5000 Kelvinin lämpötiloja, jopa 200 ilmakehän paineita ja nestemäisiä suihkuja, joiden nopeus on jopa 1000 km / h. Nämä erinomaiset energiaintensiiviset olosuhteet edistävät sonomekaanisia ja sonokemiallisia vaikutuksia, jotka tehostavat biomassaa ja kemiallisia järjestelmiä eri tavoin.
Ultarsonicationin pääasiallinen vaikutus biomassaan johtuu seuraavista vaikutuksista:

• Korkea leikkaus: Ultraääni korkeat leikkausvoimat häiritsevät nesteitä ja nestemäisiä kiinteitä järjestelmiä aiheuttaen voimakasta levottomuutta, homogenointia ja massansiirtoa.
• Vaikutus: Ultraäänikavitaation tuottamat nestemäiset suihkut ja suoratoisto nopeuttavat nesteissä olevia kiinteitä aineita, mikä johtaa myöhemmin puolueiden väliseen törmäykseen. Kun hiukkaset törmäävät hyvin suurilla nopeuksilla, ne kuluvat, hajoavat ja jyrsitään ja hajaantuvat hienoksi, usein nanokokoisiksi. Biologiselle aineelle, kuten kasvikudokselle ja biojätteelle, nopeat nestesuihkut ja vuorottelevat painesyklit häiritsevät soluseinämiä ja vapauttavat solunsisäisen materiaalin. Tämä johtaa bioaktiivisten yhdisteiden erittäin tehokkaaseen uuttamiseen ja biomassan homogeeniseen sekoittumiseen.
• Levottomuus: Ultrasonication aiheuttaa voimakkaita turbulensseja, leikkausvoimia ja mikroliikettä nesteessä tai lietteessä. Siten sonikaatio tehostaa aina massansiirtoa ja nopeuttaa siten reaktioita ja prosesseja.

Korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorit biojalostamoille

Hielscher Ultrasonic valmistaa ja jakelee korkean leikkauksen ultraäänisekoittimia korkean suorituskyvyn sovelluksiin, kuten homogenisointiin, sekoittamiseen, solujen häiriöihin, hajoamiseen, uuttamiseen, dispersioon, kaasunpoistoon ja kemiallisten reaktioiden aloittamiseen. Ultraäänireaktorit toteutetaan biojalostamoissa maailmanlaajuisesti eri prosessien tehokkuuden, saannon ja muuntokurssin lisäämiseksi.
Biojalostamoprosessien korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet ovat helposti saatavilla penkki-, pilotti- ja teollisuusasennuksiin. Koska ultraäänisovellukset, kuten uuttaminen, hajoaminen, liuottaminen, massansiirron parantaminen, homogenisointi ja ilmanpoisto, ovat jo vakiintuneita prosesseja, siirtyminen ensimmäisistä kokeista, optimointi erityisiin prosessivaatimuksiin ja täysin teollisen ultraäänierotus- ja / tai uuttojärjestelmän asentaminen on nopeaa ja yksinkertaista.
Hielscher Ultrasonics toimittaa korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita missä tahansa koossa ja kapasiteetissa. UIP16000: lla (16kW) Hielscher valmistaa maailman tehokkaimman ultraääniprosessorin. UIP16000 samoin kuin kaikki muut teolliset ultraäänijärjestelmät voidaan helposti klusteroida vaadittuun käsittelykapasiteettiin. Kaikki Hielscher-ultraäänilaitteet on rakennettu 24/7 käyttöön täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä.

Ultraäänianturit ja Sono-reaktorit mihin tahansa tilavuuteen

Hielscher Ultrasonics -tuotevalikoima kattaa täyden valikoiman ultraääniprosessoreita kompakteista laboratorioultraäänilaitteista penkki- ja pilottijärjestelmiin täysin teollisiin ultraääniprosessoreihin, joilla on kyky käsitellä kuorma-autokuormia tunnissa. Koko tuotevalikoiman avulla voimme tarjota sinulle sopivimmat ultraäänilaitteet sovellukseesi, prosessikapasiteettiisi ja tuotantotavoitteisiisi.

Tarkasti säädettävät amplitudit optimaalisiin tuloksiin

Kaikki Hielscherin ultraääniprosessorit ovat tarkasti hallittavissa ja siten luotettavia työhevosia R: ssä&D ja tuotanto. Amplitudi on yksi ratkaisevista prosessiparametreista, jotka vaikuttavat sonokemiallisesti ja sonomekaanisesti indusoitujen reaktioiden tehokkuuteen ja vaikuttavuuteen. Kaikki Hielscherin ultraääni’ Prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan asettamisen. Sonotrodit ja tehostesarvet ovat lisävarusteita, joiden avulla amplitudia voidaan muuttaa entistä laajemmalla alueella. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudit ja toimittaa vaaditun ultraääni-intensiteetin vaativiin sovelluksiin. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7 toiminnassa.
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessiparametrien pysyvä seuranta älykkään ohjelmiston avulla antavat sinulle mahdollisuuden käsitellä biomassaa tehokkaimmissa ultraääniolosuhteissa. Optimaalinen sonikaatio tehokkaimpaan biomassan kierrätykseen!
Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Tämä tekee Hielscherin ultraäänilaitteista luotettavan työvälineen, joka täyttää biojalostusprosessin vaatimukset.

Korkealaatuisia – Suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Perheyrityksenä ja perheyrityksenä Hielscher asettaa etusijalle ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti pääkonttorissamme Teltowissa lähellä Berliiniä, Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät siitä työhevosen tuotannossasi. 24/7 toiminta täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraäänianturien ja reaktoreiden luonnollinen ominaisuus. Ammattitaitoinen tiimimme on valmis auttamaan sinua prosessitietämyksellä, koulutuksella ja tuella.

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: