Technologie des ultrasons Hielscher

Des bioraffineries efficaces grâce à l'intensification des processus ultrasoniques


L'ultrason est une technique d'intensification des processus, qui est mise en œuvre dans divers processus dans les bioraffineries. Les procédés typiques qui bénéficient considérablement du traitement par ultrasons sont l'extraction, les réactions hétérogènes lentes ainsi que d'autres applications qui impliquent un mélange, une homogénéisation et une dispersion intenses. Les ultrasons accélèrent les processus et les réactions et les rendent plus efficaces. Les résultats des procédés promus par les ultrasons sont des rendements et des rendements plus élevés ainsi que des taux de conversion plus élevés.

Que sont les bio-raffineries ?

Une bioraffinerie est une installation de production qui intègre des processus de conversion de la biomasse et des équipements de traitement pour produire des carburants, de l'énergie et d'autres produits bénéfiques tels que des produits chimiques à partir de la matière première de la biomasse. La biomasse traitée dans les bioraffineries comprend généralement des matières premières telles que des déchets et des sous-produits agricoles, qui sont ensuite recyclés en divers produits biologiques à valeur ajoutée, par exemple des denrées alimentaires, des aliments pour animaux, des produits chimiques, de la bioénergie (biocarburants, énergie et/ou chaleur). Les processus de production d'une bioraffinerie sont conçus pour être durables et respectueux de l'environnement. Comme les raffineries conventionnelles, les bioraffineries peuvent fournir de multiples produits chimiques en fractionnant une matière première initiale (biomasse) en de multiples intermédiaires (hydrates de carbone, protéines, triglycérides) qui peuvent être ensuite transformés en produits à valeur ajoutée. Une caractéristique clé des bioraffineries est la valorisation et le recyclage/upcyclage des déchets tels que les déchets agricoles, urbains et industriels par le biais de la conversion de la biomasse inutile en matériaux de valeur.

Bioraffineries intensifiées par ultrasons

Grâce à l'intégration de l'ultrason, de nombreux processus tels que l'extraction, la digestion, la désintégration, la transestérification, entre autres, peuvent être exécutés de manière beaucoup plus efficace. L'intensification des processus ultrasonores dans une bioraffinerie vise principalement à améliorer les rendements, à rendre les processus plus efficaces en termes de temps et d'énergie et à renforcer la pureté et la qualité du produit final. Les ultrasons peuvent contribuer à divers processus de bioraffinage.

Ultrasonic extraction of green biomass

Extraction et homogénéisation par ultrasons de la biomasse verte afin de libérer et d'isoler des composés précieux

Demande d'information





Comment fonctionne la sonication ? – Le principe de fonctionnement des ultrasons

cavitation ultrasonique puissantPour un traitement ultrasonique performant, des ultrasons de haute intensité et de basse fréquence sont générés par un générateur d'ultrasons et transmis par une sonde ultrasonique (sonotrode dans un liquide. Les ultrasons de haute puissance sont considérés comme des ultrasons dans la gamme de 16 à 30 kHz. La sonde à ultrasons se dilate et se contracte par exemple à 20 kHz, transmettant ainsi respectivement 20 000 vibrations par seconde dans le milieu. Lorsque les ondes ultrasonores traversent le liquide, des cycles alternés de haute pression (compression) et de basse pression (raréfaction ou expansion) créent de minuscules bulles ou cavités de vide, qui se développent sur plusieurs cycles de pression. Pendant la phase de compression du liquide et des bulles, la pression est positive, tandis que la phase de raréfaction produit un vide (pression négative.) Pendant les cycles de compression-expansion, les cavités du liquide se développent jusqu'à atteindre une taille à laquelle elles ne peuvent plus absorber d'énergie. À ce stade, elles implosent violemment. L'implosion de ces cavités entraîne divers effets hautement énergétiques, connus sous le nom de phénomène de cavitation acoustique / ultrasonique. La cavitation acoustique est caractérisée par de nombreux effets hautement énergétiques, qui ont un impact sur les liquides, les systèmes solides/liquides ainsi que les systèmes gaz/liquides. La zone de densité d'énergie ou zone de cavitation est connue sous le nom de zone de point chaud, qui est la plus dense en énergie à proximité de la sonde ultrasonique et qui diminue avec la distance de la sonotrode. L'image de gauche montre une cavitation intense au niveau d'une sonde ultrasonique de 1 kW dans l'eau. Les principales caractéristiques de la cavitation ultrasonore comprennent des températures et des pressions très élevées qui se produisent localement et les différentiels, turbulences et courants liquides respectifs. Lors de l'implosion des cavités ultrasonores dans les points chauds ultrasonores, des températures allant jusqu'à 5000 Kelvin, des pressions allant jusqu'à 200 atmosphères et des jets de liquide allant jusqu'à 1000km/h peuvent être mesurés. Ces conditions exceptionnelles d'intensité énergétique contribuent aux effets sonomécaniques et sonochimiques qui intensifient la biomasse et les systèmes chimiques de diverses manières.
L'impact principal de l'ultarsonification sur la biomasse résulte des effets suivants :

  • C'est un travail d'orfèvre : Les forces ultrasonores à fort cisaillement perturbent les liquides et les systèmes liquide-solide en provoquant une agitation intense, une homogénéisation et un transfert de masse.
  • Impact : Les jets de liquide et les flux générés par la cavitation ultrasonique accélèrent les solides dans les liquides, ce qui entraîne ensuite une collision interparticulaire. Lorsque les particules entrent en collision à très grande vitesse, elles s'érodent, se brisent et sont broyées et dispersées finement, souvent jusqu'à la taille d'un nanomètre. Pour les matières biologiques telles que les tissus végétaux et les déchets biologiques, les jets liquides à grande vitesse et les cycles de pression alternés perturbent les parois cellulaires et libèrent la matière intracellulaire. Il en résulte une extraction très efficace des composés bioactifs et un mélange homogène de la biomasse.
  • L'agitation : Les ultrasons provoquent d'intenses turbulences, des forces de cisaillement et des micro-mouvements dans le liquide ou la boue. Ainsi, la sonication intensifie toujours le transfert de masse et accélère ainsi les réactions et les processus.

sonificateur UIP4000hdT pour l'extraction et le traitement de flux de grands volumes

Les ultrasons à haute performance sont une technique d'intensification des processus appliquée à de multiples industries. Les ultrasons sont utilisés pour traiter des liquides et des boues afin de mélanger et d'homogénéiser, de favoriser le transfert de masse, d'extraire des composés et/ou de déclencher des réactions chimiques.

Les applications courantes des ultrasons dans les bioraffineries sont les suivantes

  • Production Bioéthanol
  • extraction de composés précieux de la biomasse (par exemple, protéines, pectines, amidons, etc.)
  • la synthèse de biodiesel à partir d'huiles végétales et de graisses animales usées
  • Biodiésel à partir d'huile d'algues
  • traitement de la lignocellulose
  • modification de l'amidon
Ultrasoniseur haute performance UIP4000hdT pour applications industrielles

UIP4000hdT – Système à ultrasons d'une puissance de 4 kW pour la sonication continue en ligne des boues

Demande d'information





Processeurs ultrasoniques haute performance pour les bioraffineries

Cellule de mesure UIP4000hdT pour la sonication en ligne à l'échelle industrielleHielscher Ultrasonic fabrique et distribue des mélangeurs à ultrasons à haut cisaillement pour des applications de haute performance telles que l'homogénéisation, le mélange, la désintégration cellulaire, la désagrégation, l'extraction, la dispersion, le dégazage et le déclenchement de réactions chimiques. Les réacteurs à ultrasons sont mis en œuvre dans les bioraffineries du monde entier afin d'augmenter l'efficacité, les rendements et le taux de conversion de divers procédés.
Des équipements ultrasoniques à haute performance pour les procédés de bioraffinage sont facilement disponibles pour les installations de banc, pilotes et industrielles. Étant donné que les applications ultrasonores telles que l'extraction, la désintégration, la dissolution, l'amélioration du transfert de masse, l'homogénéisation et la désaération sont des processus déjà établis, la transition entre les premiers essais, l'optimisation de vos besoins spécifiques et l'installation d'un système de séparation et/ou de lixiviation ultrasonore entièrement industriel est rapide et simple.
Hielscher Ultrasonics fournit des ultrasonateurs à haute performance de toutes tailles et capacités. Avec le UIP16000 (16kW), Hielscher fabrique le processeur à ultrasons le plus puissant au monde. L'UIP16000 ainsi que tous les autres systèmes industriels à ultrasons peuvent être facilement regroupés pour obtenir la capacité de traitement requise. Tous les ultrasonateurs Hielscher sont construits pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et dans des environnements exigeants.

Sondes ultrasoniques et sono-réacteurs pour tous les volumes

La gamme de produits Hielscher Ultrasons couvre tout l'éventail des processeurs ultrasoniques, depuis les ultrasonores compacts de laboratoire jusqu'aux processeurs ultrasoniques industriels capables de traiter des charges de camion à l'heure, en passant par les systèmes de table et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l'équipement ultrasonore le mieux adapté à votre application, à votre capacité de traitement et à vos objectifs de production.

Des amplitudes précisément contrôlables pour des résultats optimaux

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Tous les processeurs à ultrasons de Hielscher sont contrôlables avec précision et donc des chevaux de travail fiables en R&D et production. L'amplitude est l'un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l'efficacité et l'efficience des réactions induites par la sonochimie et la sonomécanique. Tous les ultrasons Hielscher’ Les processeurs permettent de régler précisément l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs ultrasoniques industriels de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et délivrer l'intensité ultrasonore requise pour des applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être utilisées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Des réglages d'amplitude précis et le contrôle permanent des paramètres du processus ultrasonore grâce à un logiciel intelligent vous permettent de traiter la biomasse dans les conditions ultrasonores les plus efficaces. Une sonication optimale pour un upcyclage de la biomasse le plus efficace possible !
La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles. Cela fait de l'équipement à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui répond aux exigences de votre processus de bioraffinage.

La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu'entreprise familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les appareils à ultrasons sont conçus, fabriqués et testés de manière approfondie dans notre siège social de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font un cheval de bataille dans votre production. Le fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des sondes et des réacteurs ultrasoniques hautes performances de Hielscher. Notre équipe qualifiée est prête à vous aider en vous apportant ses connaissances sur les procédés, sa formation et son soutien.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

Contactez nous! / Demandez nous!

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos besoins !









Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques à haute performance pour des applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.