Ultrasonication adalah teknik mengintensifkan proses, yang diimplementasikan ke dalam berbagai proses dalam biorefineries. Proses khas yang mendapat manfaat signifikan dari pengobatan ultrasonik adalah ekstraksi, reaksi heterogen lambat serta aplikasi lain yang melibatkan pencampuran intens, homogeniaztion dan dispersi. Ultrasonication mempercepat proses dan reaksi dan membuatnya lebih efisien. Hasil dari proses ultrasonically-dipromosikan adalah hasil / output yang lebih tinggi dan tingkat konversi yang lebih tinggi.

Apa itu Bio-Refineries?

Biorefinery adalah fasilitas produksi yang mengintegrasikan proses konversi biomassa dan peralatan pengolahan untuk menghasilkan bahan bakar, energi, dan produk bermanfaat lainnya seperti bahan kimia dari bahan baku biomassa. Biomassa khas yang diproses dalam biorefineries termasuk bahan baku seperti limbah pertanian dan produk per produk, yang bersepeda ke berbagai produk berbasis bio bernilai tambah, misalnya, makanan, pakan, bahan kimia, bioenergi (biofuel, daya dan / atau panas). Proses produksi biorefinery dimaksudkan untuk berkelanjutan dan ramah lingkungan. Mirip dengan kilang konvensional, biorefineries dapat menyediakan beberapa bahan kimia dengan memecah bahan baku awal (biomassa) menjadi beberapa perantara (karbohidrat, protein, trigliserida) yang dapat dikonversi lebih lanjut menjadi produk bernilai tambah. Karakteristik utama biorefineries adalah valorisasi dan daur ulang / upcycling limbah seperti limbah pertanian, perkotaan, dan industri dengan cara mengubah biomassa yang tidak berguna menjadi bahan yang berharga.

Ultrasonically diintensifkan Biorefineries

Dengan integrasi ultrasonikasi, banyak proses seperti ekstraksi, pencernaan, disintegrasi, transesterifikasi di antara banyak lainnya dapat dijalankan secara signifikan lebih efisien. Intensifikasi proses ultrasonik dalam biorefinery bertujuan terutama untuk meningkatkan hasil panen, untuk membuat proses lebih hemat waktu dan energi dan untuk meningkatkan kemurnian dan kualitas produk akhir. Ultrasonication dapat berkontribusi pada berbagai proses biorefinery.

Bagaimana Cara Kerja Sonikasi? – Prinsip Kerja USG

Untuk pemrosesan ultrasonik kinerja tinggi, intensitas tinggi, ultrasound frekuensi rendah dihasilkan oleh generator ultrasound dan ditransmisikan melalui probe ultrasonik (sonotrode ke dalam cairan. ULTRASOUND berdaya tinggi dianggap usg dalam kisaran 16-30kHz. Probe ultrasound meluas dan kontrak misalnya, pada 20kHz, sehingga mentransmisikan masing-masing 20.000 getaran per detik ke media. Ketika gelombang ultrasonik melakukan perjalanan melalui cairan, bergantian tekanan tinggi (kompresi) / siklus tekanan rendah (rarefaction atau ekspansi) menciptakan gelembung vakum menit atau rongga, yang tumbuh selama beberapa siklus tekanan. Selama fase kompresi cairan dan gelembung, tekanan positif, sementara fase rarefaction menghasilkan vakum (tekanan negatif.) Selama siklus ekspansi kompresi, rongga dalam cairan tumbuh sampai mencapai ukuran, di mana mereka tidak dapat menyerap lebih banyak energi. Pada titik ini, mereka meledak keras. Ledakan rongga tersebut menghasilkan berbagai efek yang sangat energik, yang dikenal sebagai fenomena kavitasi akustik / ultrasonik. Kavitasi akustik ditandai dengan efek manifold yang sangat energik, yang berdampak pada cairan, sistem padat / cair serta sistem gas / cair. Zona padat energi atau zona kavitasi dikenal sebagai apa yang disebut zona hot-spot, yang paling padat energi di sekitar probe ultrasonik dan menurun dengan meningkatnya jarak dari sonotrode. Gambar yang tersisa menunjukkan kavitasi intens pada probe ultrasonik 1kW dalam air. Karakteristik utama kavitasi ultrasonik termasuk suhu dan tekanan yang sangat tinggi secara lokal dan diferensial masing-masing, turbulensi, dan streaming cair. Selama ledakan rongga ultrasonik di titik panas ultrasonik, suhu hingga 5000 Kelvin, tekanan hingga 200 atmosfer dan jet cair dengan hingga 1000km / jam dapat diukur. Kondisi energi-intens yang luar biasa ini berkontribusi pada efek sonomekan dan sonochemical yang mengintensifkan biomassa dan sistem kimia dengan berbagai cara.
Dampak utama ultarsonication pada biomassa dihasilkan dari efek berikut:

• Geser tinggi: Gaya geser tinggi ultrasonik mengganggu cairan dan sistem padat cairan yang menyebabkan agitasi intens, homogenisasi dan perpindahan massa.
• Dampak: Jet cair dan streaming yang dihasilkan oleh kavitasi ultrasonik mempercepat padatan dalam cairan, yang mengarah kemudian ke tabrakan antarpartai. Ketika partikel bertabrakan pada kecepatan yang sangat tinggi, mereka mengikis, menghancurkan dan mendapatkan digiling dan tersebar halus, sering turun ke ukuran nano. Untuk materi biologis seperti jaringan tanaman dan bio-limbah, jet cair kecepatan tinggi dan siklus tekanan bergantian mengganggu dinding sel dan melepaskan bahan intraseluler. Ini menghasilkan ekstraksi senyawa bioaktif yang sangat efisien dan pencampuran biomassa yang homogen.
• Agitasi: Ultrasonication menyebabkan turbulensi intens, kekuatan geser dan mikro-gerakan dalam cairan atau bubur. Dengan demikian, sonikasi selalu mengintensifkan perpindahan massa dan mempercepat reaksi dan proses dengan demikian.

Prosesor Ultrasonik Kinerja Tinggi untuk Biorefineries

Hielscher Ultrasonic memproduksi dan mendistribusikan mixer ultrasonik geser tinggi untuk aplikasi berkinerja tinggi seperti homogenisasi, pencampuran, gangguan sel, disintegrasi, ekstraksi, dispersi, degasifikasi dan inisiasi reaksi kimia. Reaktor ultrasonik diterapkan dalam biorefineries di seluruh dunia untuk meningkatkan efisiensi, hasil dan tingkat konversi berbagai proses.
Peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk proses biorefinery tersedia untuk pemasangan bench-top, pilot, dan industri. Karena aplikasi ultrasonik seperti ekstraksi, disintegrasi, dilarutkan, peningkatan transfer massa, homogenisasi dan deaerasi sudah ditetapkan proses, transisi dari uji coba pertama, pengoptimalan untuk persyaratan proses spesifik Anda dan instalasi pemisahan ultrasonik sepenuhnya industri dan / atau sistem pencucian cepat dan sederhana.
Hielscher Ultrasonics memasok ultrasonikator kinerja tinggi pada ukuran dan kapasitas apa pun. Dengan UIP16000 (16kW), Hielscher memproduksi prosesor ultrasonik paling kuat di seluruh dunia. UIP16000 serta semua sistem ultrasonik industri lainnya dapat dengan mudah mengelompokkan ke kapasitas pemrosesan yang diperlukan. Semua ultrasonicators Hielscher dibangun untuk operasi 24/7 di bawah beban penuh dan di lingkungan yang menuntut.

Ultrasonic Probe dan Sono-Reaktor untuk Setiap Volume

Rangkaian produk Hielscher Ultrasonics mencakup spektrum penuh prosesor ultrasonik dari ultrasonicators lab kompak di atas bangku dan sistem percontohan untuk prosesor ultrasonik sepenuhnya industri dengan kapasitas untuk memproses muatan truk per jam. Rangkaian produk lengkap memungkinkan kami untuk menawarkan peralatan ultrasonik yang paling cocok untuk aplikasi Anda, kapasitas proses dan target produksi.

Amplitudo yang Dapat Dikendalikan secara Tepat untuk Hasil Optimal

Semua prosesor ultrasonik Hielscher dapat dikontrol dengan tepat dan dengan demikian kuda kerja yang dapat diandalkan di R&D dan produksi. Amplitudo adalah salah satu parameter proses penting yang mempengaruhi efisiensi dan efektivitas reaksi yang diinduksi secara sonochemically dan sonomechanically. Semua Hielscher Ultrasonics’ prosesor memungkinkan pengaturan amplitudo yang tepat. Sonotrodes dan booster horns adalah aksesori yang memungkinkan untuk memodifikasi amplitudo dalam kisaran yang lebih luas. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dan memberikan intensitas ultrasonik yang diperlukan untuk aplikasi yang menuntut. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus berjalan dalam operasi 24/7.
Pengaturan amplitudo yang tepat dan pemantauan permanen parameter proses ultrasonik melalui perangkat lunak pintar memberi Anda kemungkinan untuk memproses biomassa di bawah kondisi ultrasonik yang paling efektif. Sonikasi optimal untuk upcycling biomassa paling efisien!
Ketahanan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk operasi 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut. Ini menjadikan peralatan ultrasonik Hielscher alat kerja yang andal yang memenuhi persyaratan proses biorefining Anda.

Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman

Sebagai bisnis milik keluarga dan dikelola keluarga, Hielscher memprioritaskan standar kualitas tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua ultrasonicators dirancang, diproduksi dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketahanan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya kuda kerja dalam produksi Anda. Operasi 24/7 di bawah beban penuh dan di lingkungan yang menuntut adalah karakteristik alami dari probe dan reaktor ultrasonik kinerja tinggi Hielscher. Tim terampil kami siap membantu Anda dengan pengetahuan proses, pelatihan, dan dukungan.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: