超音波処理でエネルギーとコストを削減
従来のホモジナイザー、流体力学的ミキサー、撹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、コストを削減できるとともに、環境に配慮した処理が可能になります。
近年の継続的なエネルギー価格の上昇により、エネルギー消費量は、 インク, コーティング剤 および バイオディーゼルなどの材料の処理コストに直接かつ大きな影響を及ぼします。
Hielscher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、より優れた処理結果を実現します。そのため、ローター・ステーター式ミキサーや高圧ホモジナイザーから超音波処理に切り替えると、電力を大幅に節約できます。これにより、長年にわたって大幅なコスト削減につながる可能性があります。
摩擦熱は有効に使われていないエネルギー
従来のシステムでは、エネルギーが摩擦熱として失われます。高圧ホモジナイザー用の高圧ポンプ、高せん断ブレードミキサー、撹拌ビーズミルは、処理中の液体に強い乱流を生じさせます。この乱流によって、液体粒子同士の間、および液体と装置の撹拌部品との間に摩擦が生じます。摩擦は投入エネルギーを摩擦による発熱に変換します。この投入エネルギーの一部は、分散、均質化、粉砕のいずれの効果も生まないため、失われます。
これは、従来の電球と蛍光灯の比較によく似ています。従来の電球は、エネルギーの多くを熱に変換します。そのため、同じ明るさを得るのに、より多くのエネルギーが必要になります。
従来の混合システムでは、摩擦による発熱のため、処理中の液体を冷却するための追加のエネルギーが必要になります。
Hielscherの超音波装置は、電力を液体内の キャビテーション に変換する際のエネルギー効率が非常に高い装置です。
液体内で。産業用超音波装置の電源プラグから液体までの総合エネルギー効率は約80–90%です
さらに重要なのは、キャビテーションの力が粒子に大きな応力を加えることです。そのため、通常、良好な分散液やエマルション、またはより小さな粒径を得るために必要なエネルギーが少なくなります。Hielscherの超音波処理でも摩擦による発熱は生じますが、その割合は標準的な機械式混合よりもはるかに低くなります。この割合が低いため、同じ程度の分散や均質化に必要なエネルギーが少なくなり、効率がさらに向上します。また、その結果、処理した液体の冷却に必要なエネルギーも少なくなります。
例：バイオディーゼルの処理
特にバイオディーゼルなどの代替燃料や持続可能な燃料の処理では、エネルギー消費量と省エネルギーが極めて重要です。「グリーン」燃料の製造に使用する電力は、その燃料の総合的なエネルギー収支とCO2 収支に直接影響します。
右のグラフ（クリックすると拡大表示されます）は、超音波キャビテーション、高せん断混合、流体力学的キャビテーションを比較したものです。Hielscherの超音波装置を使用した バイオディーゼルの処理 には約 1.4kWh/m³のエネルギーが必要です。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得るには、約 32.0kWh/m³のエネルギーが必要です。高せん断混合には約 4.4kWh/m³のエネルギーが必要です。これは、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ではHielscherの超音波装置の約23倍、高せん断混合では約3倍のエネルギーが必要になることを意味します。
このため、年間の電力コストが大幅に高くなります。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、所有コストの主要な要因です。
超音波によるバイオディーゼル処理の省エネルギーについて、詳しくはこちらをご覧ください！
簡単に切り替え可能
Hielscherの超音波装置は、小規模で処理効率を簡単に試験できます。通常、 UIP1000hd (1kW) は、毎時0.5L–1000Lの流量でのプロセス開発に使用されます。この規模では、振幅、圧力、流量を変えることで処理効率を最適化できます。その結果、対象プロセスの比エネルギー所要量を把握できます。Hielscherの超音波装置は線形のスケールアップが可能なため、どの規模でも比エネルギー所要量は一定に保たれます。これにより、任意の処理能力に必要な装置の電力と、年間の電力消費量を把握できます。