Sonikasi Menghemat Energi dan Biaya
Beralih dari homogenizer konvensional, pencampur hidrodinamik, dan penggiling berpengaduk ke pemrosesan dengan kavitasi ultrasonik menghemat biaya sekaligus menjadikan pemrosesan ramah lingkungan.
Dengan kenaikan harga energi belakangan ini yang terus berlanjut, konsumsi energi berdampak langsung dan signifikan pada biaya pemrosesan bahan, seperti tinta, pelapis dan biodiesel.
Perangkat ultrasonik Hielscher menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan sistem mekanis tradisional dan menghasilkan pemrosesan yang lebih unggul. Oleh karena itu, beralih dari pencampur rotor-stator dan homogenizer bertekanan tinggi ke sonikasi menghemat listrik secara signifikan. Hal ini dapat menghasilkan penghematan biaya yang besar selama bertahun-tahun.
Panas akibat Gesekan adalah Energi yang Tidak Dimanfaatkan
Sistem konvensional kehilangan energi dalam bentuk panas akibat gesekan. Pompa bertekanan tinggi untuk homogenizer bertekanan tinggi, serta pencampur berbilah dengan gaya geser tinggi dan penggiling manik berpengaduk, menimbulkan turbulensi tinggi dalam cairan selama pemrosesan. Turbulensi ini menyebabkan gesekan antara partikel-partikel cairan serta antara cairan dan bagian peralatan yang mengaduk. Gesekan mengubah energi masukan menjadi pemanasan akibat gesekan. Bagian energi masukan ini hilang karena tidak menghasilkan efek pendispersian, homogenisasi, atau penggilingan.
Hal ini serupa dengan perbandingan antara bola lampu konvensional dan lampu fluoresen: lampu konvensional mengubah sebagian besar energi menjadi panas. Oleh karena itu, lampu tersebut memerlukan lebih banyak energi untuk menghasilkan tingkat pencahayaan yang sama.
Pada sistem pencampuran konvensional, pemanasan akibat gesekan membuat energi tambahan diperlukan untuk mendinginkan cairan selama pemrosesan.
Perangkat ultrasonik Hielscher memiliki efisiensi energi yang sangat tinggi dalam mengubah listrik menjadi kavitasi di dalam cairan.
di dalam cairan. Efisiensi energi keseluruhan perangkat ultrasonik industri adalah sekitar 80–90% dari steker listrik hingga ke dalam cairan
(klik gambar di atas untuk memperbesar grafik).
Yang lebih penting, gaya kavitasi memberikan tegangan yang besar pada partikel. Itulah sebabnya biasanya lebih sedikit energi diperlukan untuk memperoleh dispersi atau emulsi yang baik, atau ukuran partikel yang lebih kecil. Sonikasi Hielscher memang menimbulkan pemanasan akibat gesekan, meskipun dengan proporsi yang jauh lebih rendah dibandingkan pencampuran mekanis standar. Proporsi yang lebih rendah ini menghasilkan peningkatan efisiensi karena lebih sedikit energi diperlukan untuk mencapai tingkat pendispersian atau homogenisasi yang sama, yang pada gilirannya mengurangi energi yang diperlukan untuk mendinginkan cairan yang diproses.
Contoh: Pemrosesan Biodiesel
Khususnya dalam pemrosesan bahan bakar alternatif dan berkelanjutan, seperti biodiesel, konsumsi energi dan penghematannya sangat penting. Listrik yang digunakan untuk memproduksi bahan bakar “hijau” berdampak langsung pada neraca keseluruhan energi dan CO2 bahan bakar tersebut.
Grafik di sebelah kanan (klik untuk tampilan yang lebih besar) menunjukkan perbandingan antara kavitasi ultrasonik, pencampuran dengan gaya geser tinggi, dan kavitasi hidrodinamik. Penggunaan perangkat ultrasonik Hielscher untuk pemrosesan biodiesel memerlukan sekitar 1,4kWh/m³. Untuk mencapai hasil serupa menggunakan kavitasi impuls magnetik hidrodinamik, diperlukan sekitar 32,0kWh/m³. Pencampuran dengan gaya geser tinggi memerlukan sekitar 4,4kWh/m³. Ini berarti kavitasi impuls hidrodinamik memerlukan sekitar 23 kali lebih banyak energi dan pencampuran dengan gaya geser tinggi sekitar 3 kali lebih banyak energi dibandingkan perangkat ultrasonik Hielscher untuk menghasilkan kapasitas pemrosesan yang sama.
Hal ini menyebabkan biaya listrik tahunan yang jauh lebih tinggi. Ini merupakan faktor utama dalam biaya kepemilikan yang harus dievaluasi saat berinvestasi dalam teknologi pemrosesan.
Baca lebih lanjut tentang penghematan energi dalam pemrosesan biodiesel ultrasonik!
Peralihan yang Mudah
Efisiensi proses perangkat ultrasonik Hielscher dapat diuji dengan mudah pada skala yang lebih kecil. Biasanya, UIP1000hd (1kW) digunakan untuk pengembangan proses pada laju alir dari 0,5L hingga 1000L per jam. Pada skala ini, efisiensi pemrosesan dapat dioptimalkan dengan memvariasikan amplitudo, tekanan, dan laju alir. Hasilnya, Anda akan memperoleh kebutuhan energi spesifik untuk proses Anda. Perangkat ultrasonik Hielscher memungkinkan peningkatan skala secara linear, sehingga kebutuhan energi spesifik tetap konstan pada skala apa pun. Dengan demikian, Anda mengetahui daya peralatan yang diperlukan untuk kapasitas pemrosesan berapa pun serta konsumsi listrik tahunan.