कोल्ड मिक्स अस्फाल्ट – सोनिकेशन से बेहतर गुणवत्ता प्राप्त करें

कोल्ड मिक्स अस्फाल्ट इमल्शनों के लिए यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि प्रसंस्करण हेतु आवश्यक ऊर्जा आपूर्ति को न्यूनतम रखते हुए बूंदों के आकार के वितरण, श्यानता और स्थिरता को नियंत्रित किया जाए। Hielscher सोनिकेटर बूंदों को कुशलतापूर्वक तोड़ते हैं, प्रसंस्करण समय कम करते हैं और आपको कम पृष्ठसक्रिय पदार्थ तथा कम तापमान पर अधिक कड़े विनिर्देशों को पूरा करने में सक्षम बनाते हैं।
यह पृष्ठ उस क्रियाविधि, पैमाना बढ़ाने के तीन-चरणीय मार्ग और कठिन कार्य परिस्थितियों के अनुकूल उन इंजीनियरिंग विकल्पों का विवरण देता है, जिनसे Hielscher सोनिकेटर कोल्ड मिक्स अस्फाल्ट उत्पादन में विश्वसनीय रूप से काम करते हैं।

कोल्ड मिक्स अस्फाल्ट इमल्शनों के लिए सोनिकेटर का उपयोग क्यों करें

आर्थिक लाभ के प्रमुख कारक हैं – निवास समय में कमी, बूंदों के समान लक्षित आकार पर इमल्सीकारक की कम आवश्यकता, आकार वितरण का संकरा स्पैन और इसलिए बेहतर भंडारण स्थिरता, तथा कम प्रक्रिया तापमान पर संचालन की संभावना। रोटर-स्टेटर या कोलॉइड मिलों की तुलना में, अल्ट्रासाउंड उपकरण और स्टेटर के बीच अपरूपण के बजाय कैविटेशन माइक्रोजेटों के माध्यम से ऊर्जा पहुंचाता है, जिससे किसी निश्चित विशिष्ट ऊर्जा आपूर्ति पर बूंदें अधिक तेजी से टूटती हैं।

• सोनिकेशन के बाद फॉर्मूलेशन अपरिवर्तित रहने पर श्यानता में लगभग 20 से 30 प्रतिशत की मापी गई कमी, साथ ही इमल्शन की बूंदों का छोटा होना और उनके आकार में अधिक एकरूपता आना।
• किसी निश्चित लक्षित d90 और स्थिरता सीमा के लिए पृष्ठसक्रिय पदार्थ में 10 से 30 प्रतिशत की बचत, क्योंकि कैविटेशन क्षेत्र महीन बूंदें उत्पन्न कर सकता है।
• कम प्रसंस्करण समय और उपकरण के लिए कम जगह की आवश्यकता, क्योंकि सोनिकेशन इनलाइन सोनिकेशन के माध्यम से विनिर्देशों के अनुरूप श्यानता और बूंदों का आकार प्राप्त कर सकता है।
• मिश्रण का कम तापमान, जिससे ऊर्जा की खपत और श्रमिकों का धुएं के संपर्क में आना कम होता है, साथ ही यह सड़क बिछाने की सामग्रियों से जुड़े कार्बन उत्सर्जन को कम करने की EU और US की पहलों के अनुरूप है।

क्रियाविधि: कैविटेशन से बूंदों के आकार में कमी और परिक्षेपण

विशुद्ध यांत्रिक अपरूपण के विपरीत, ध्वनिक कैविटेशन सैकड़ों bar के स्थानीय दाब उतार-चढ़ाव और दसियों से सैकड़ों मीटर प्रति सेकंड के क्रम के वेग वाले माइक्रोजेट उत्पन्न करता है। कोल्ड मिक्स अस्फाल्ट इमल्शनों में इससे दो सहक्रियात्मक प्रभाव उत्पन्न होते हैं। पहला, बूंदों का आकार तेजी से घटकर अधिक संकरे वितरण में आ जाता है, जिससे ठोस पदार्थों की मात्रा स्थिर रहने पर भी श्यानता कम होती है। दूसरा, आणविक स्तर पर तीव्र सूक्ष्म-मिश्रण, जो नए अंतरापृष्ठ पर इमल्सीकारकों के अधिशोषण को तेज करता है और इमल्सीकारक की अत्यधिक मात्रा मिलाने की आवश्यकता के बिना इमल्शन को स्थिर करता है। कुल परिणाम एक ऐसा फॉर्मूलेशन है जिसे अधिक आसानी से पंप किया और बिछाया जा सकता है तथा जिसकी दीर्घकालिक स्थिरता बेहतर होती है।

रैखिक पैमाना वृद्धि: स्थिर विशिष्ट ऊर्जा, स्थिर आयाम, स्थिर दाब

अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण का पैमाना बढ़ाने का व्यावहारिक नियम सरल है। यदि आप विशिष्ट ऊर्जा आपूर्ति (kWh प्रति टन), सोनोट्रोड के अग्र पृष्ठ पर ध्वनिक आयाम और रिएक्टर के दाब को स्थिर रखते हैं, तो विभिन्न पैमानों पर इमल्शन की गुणवत्ता अपरिवर्तित रहेगी। यह कोई अनुमान-आधारित नियम नहीं है। कैविटेशन की तीव्रता और बुलबुलों की गतिकी का ध्वनिक क्षेत्र से संबंध इसी प्रकार होता है, और इसी कारण औद्योगिक सोनिकेशन की इंजीनियरिंग निश्चित परिणामों के लिए की जा सकती है। दूसरे शब्दों में, UP400St सोनिकेटर पर 40 प्रतिशत आयाम और 0.6 kWh/t पर आप जिस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं, उसे 4xUIP6000hdT प्रणाली पर समान दाब पर संचालित प्रवाह सेल के माध्यम से समान आयाम पर प्रति इकाई द्रव्यमान समान ऊर्जा पहुंचाकर दोहराया जाएगा।

विचार से उत्पादन तक का तीन-चरणीय मार्ग

1) UP400St के साथ प्रयोगशाला परीक्षण एक कॉम्पैक्ट UP400St सोनिकेटर (400 W) पर फॉर्मूलेशनों और अनुपातों की प्रारंभिक जांच से शुरू करें। आयाम, तापमान और विशिष्ट ऊर्जा दर्ज करने के लिए एक छोटे प्रवाह सेल के साथ बैच या पुनर्परिसंचरण मोड में संचालन करें। आम तौर पर एक दिन के भीतर आप उस विशिष्ट ऊर्जा सीमा की निचली और ऊपरी सीमाएं निर्धारित कर लेते हैं जो प्रावस्था व्युत्क्रमण या अत्यधिक तापन के बिना बूंदों के आकार का वांछित वितरण और श्यानता देती है।

2) UIP2000hdT के साथ प्रक्रिया अनुकूलन
निरंतर प्रसंस्करण का सत्यापन करने, दाब के प्रभावों को मापने और गुणवत्ता के सापेक्ष प्रसंस्करण क्षमता को अनुकूलित करने के लिए UIP2000hdT (2 kW) पर जाएं। यहां आप ड्यूटी साइकल, इनलाइन तापमान नियंत्रण और दाब (कैविटेशन को तीव्र करने के लिए सामान्यतः 2 से 5 bar) को निश्चित करते हैं। इसी चरण में आप वास्तविक संचालन जैसी प्रवाह दरों पर पृष्ठसक्रिय पदार्थ की बचत, लक्षित d90 या स्पैन और प्राप्त किए जा सकने वाले निवास समय को प्रमाणित करते हैं, साथ ही OPEX संतुलन के लिए ऊर्जा दर्ज करते हैं।

3) 4xUIP6000hdT के साथ उत्पादन पैमाने तक वृद्धि
पूर्ण पैमाने के सोनिकेटर संयोजन अक्सर प्रति घंटे कई टन की प्रसंस्करण क्षमता प्राप्त करने के लिए समानांतर संचालन का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, समानांतर रूप से संचालित चार UIP6000hdT (प्रत्येक 6 kW), 0.5 kWh/t विशिष्ट ऊर्जा पर लगभग 10 से 12 t/hr का प्रसंस्करण करते हैं। चूंकि उपकरण आयाम-नियंत्रित होते हैं और प्रवाह सेल रिएक्टरों तथा बूस्टर हॉर्न से सुसज्जित होते हैं, इसलिए ध्वनिक क्षेत्र को दोहराया जा सकता है। इसका अर्थ है कि आपके d50, स्पैन और Brookfield श्यानता के मान विश्लेषणात्मक बिखराव की सीमा के भीतर पायलट डेटा से मेल खाते हैं।

अल्ट्रासाउंड की रोटर-स्टेटर और कोलॉइड मिलों से तुलना

रोटर-स्टेटर और कोलॉइड मिलें मजबूत और परिचित हैं, लेकिन इनमें ऊर्जा तीव्रता, निवास समय और अधिक जगह की आवश्यकता के बीच समझौता करना पड़ता है। इनमें बूंदों का आकार भी प्रक्रिया की बहुत संकीर्ण संचालन सीमाओं से जुड़ा होता है और श्यानता में अचानक वृद्धि से बचने के लिए अधिक तापमान की आवश्यकता पड़ सकती है। अल्ट्रासाउंड बूंदों के टूटने को गतिशील पुर्जों के बीच अपरूपण से स्वतंत्र करता है और इसके बजाय कैविटेशन का उपयोग करता है, इसलिए आप समान या कम कुल विशिष्ट ऊर्जा पर कम समय में बूंदों का समान या बेहतर आकार प्राप्त करते हैं। रखरखाव भी अलग होता है। स्टेटर और रोटर के बीच अत्यंत सटीक सहनसीमाएं बनाए रखने की आवश्यकता नहीं होती। व्यवहार में, संचालक उपकरण को खोले बिना सफाई के अधिक तेज चक्रों और एक फॉर्मूलेशन से दूसरे पर अधिक आसानी से जाने की सूचना देते हैं।