超音波処理でエネルギーとコストを節約
従来のホモジナイザー、流体力学的ミキサー、攪拌ミルから超音波キャビテーション処理に切り替えることで、コスト削減と環境に優しい処理が可能になる。
最近の、そして継続的なエネルギー価格の高騰により、エネルギー消費は以下のような素材の加工コストに直接的かつ多大な影響を及ぼしている。 インク, コーティング そして バイオディーゼル.
Hielscher社の超音波装置は、従来の機械式システムよりも少ないエネルギーで、優れた処理結果を実現します。そのため、ローター・ステーター・ミキサーや高圧ホモジナイザーから超音波処理に変更することで、大幅な節電が可能になります。これは、長年にわたる大幅なコスト削減につながります。
摩擦熱は未利用エネルギー
従来のシステムでは、摩擦熱によってエネルギーが失われていた。高圧ホモジナイザー用の高圧ポンプ、高剪断ブレードミキサーや攪拌ビーズミルは、処理中の液体に高い乱流を発生させます。この乱流は、液体粒子間および液体と装置の攪拌部分との間に摩擦を引き起こす。この摩擦は、入力エネルギーを摩擦熱に変換する。分散、均質化、粉砕の効果が得られないため、入力エネルギーのこの部分は失われます。
従来の電球と蛍光灯の比較によく似ているが、従来の電球はエネルギーの多くを熱に変換する。そのため、同じレベルの光を供給するためには、より多くのエネルギーを必要とする。
従来の混合システムの場合、摩擦加熱により、処理中に液体を冷却するための追加エネルギーが必要になる。
Hielscherの超音波デバイスは、電気を以下のものに変換するエネルギー効率が非常に高い。 キャビテーション 液体内
液体内工業用超音波装置の総合的なエネルギー効率は、電源プラグから液体中まで約80～90％です。
さらに重要なことは、キャビテーション力が粒子に大きなストレスを与えることである。そのため、良好な分散、エマルション、低粒子径を得るために必要なエネルギーは一般的に少なくなります。Hielscher 超音波混合は、標準的な機械的混合よりもはるかに低い比率ではありますが、摩擦熱を発生させます。この低い比率は、同じレベルの分散や均質化に必要なエネルギーが少なくて済み、処理液の冷却に必要なエネルギーが少なくて済むため、さらなる効率化につながります。
例バイオディーゼル加工
特に、バイオディーゼルのような代替燃料や持続可能な燃料の製造においては、エネルギー消費とその節約は極めて重要である。バイオディーゼルの製造に使用される電力は “グリーン” 燃料は、燃料全体のエネルギーとCO2 バランスだ。
右のチャート(クリックで拡大)は、超音波キャビテーション、高剪断混合および流体力学的キャビテーションの比較を示している。のためにHielscher超音波装置を使用した。 バイオディーゼルの加工 が必要です。 1.4kWh/m³.流体力学的磁気インパルスキャビテーションを使用して同様の結果を達成するには、約。 32.0kWh/m³.高剪断ミキシングに必要な時間は約 4.4kWh/m³.このことは、同じ処理能力を得るために、流体力学的インパルスキャビテーションはHielscher超音波装置よりも約23倍、高せん断混合は約3倍のエネルギーを必要とすることを意味する。
これは、年間電気代の大幅な上昇につながる。これは、処理技術に投資する際に評価しなければならない、所有コストの大きな要因である。
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チェンジ・メイド・イージー
Hielscher 社の超音波装置は、小規模なプロセス効率テストが容易です。通常 UIP1000hd (1kW) は、毎時0.5Lから1000Lまでの流量のプロセス開発に使用される。このスケールでは、振幅、圧力、流量を変化させることにより、処理効率を最適化することができます。その結果、プロセスに必要な特定のエネルギーを得ることができます。Hielscherの超音波装置は、リニアなスケールアップが可能なため、どのようなスケールでも比エネルギー要件は一定です。これにより、任意の処理能力に必要な装置パワーと年間電力消費量を知ることができます。