ヒールシャー超音波技術

超音波プロセスの強化による効率的なバイオリファイナリティー


超音波処理は、バイオリファイナリザのさまざまなプロセスに実装されているプロセス強化技術、です。超音波処理から大幅に利益を得る典型的なプロセスは、抽出、遅い不均一反応だけでなく、激しい混合、ホモジニアズションおよび分散を伴う他のアプリケーションです。超音波処理は、プロセスや反応を加速し、それらをより効率的にします。超音波プロモートプロセスの結果は、より高い収率/出力と高い変換率です。

バイオリファイナリーとは何ですか?

バイオリファイナリーは、バイオマス変換プロセスと処理装置を統合し、バイオマス原料から燃料、エネルギー、化学品などの有益な製品を生産する生産施設です。バイオリファイナリーで処理される典型的なバイオマスには、農業廃棄物や副産物などの原材料が含まれており、食品、飼料、化学物質、バイオエネルギー(バイオ燃料、電力および/または熱)など、さまざまな付加価値の高いバイオベースの製品にアップサイクルされています。バイオリファイナリーの生産プロセスは、持続可能で環境に優しいものです。従来の製油所と同様に、バイオリファイナリティーは、最初の原料(バイオマス)を複数の中間体(炭水化物、タンパク質、トリグリセリド)に分別することで複数の化学物質を提供し、付加価値製品にさらに変換することができます。バイオリファイナリーの主な特徴は、無駄なバイオマスを貴重な材料に変換することで、農業、都市、産業廃棄物などの廃棄物の製造・リサイクル・アップサイクリングです。

超音波強化バイオリファイナリー

超音波の統合によって、抽出、消化、崩壊、他の多くの間でエステル交換などの多くのプロセスは、大幅に効率的に実行することができます。バイオリファイナリーにおける超音波プロセスの強化は、主に収量を改善し、プロセスをより時間とエネルギー効率の高いものにし、最終製品の純度と品質を高めることを目的としています。超音波は、様々なバイオリファイナリープロセスに貢献することができます。

Ultrasonic extraction of green biomass

貴重な化合物を放出し、分離するために、緑色バイオマスの超音波抽出と均質化

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超音波処理の仕組み – 超音波の働き原理

強力な超音波キャビテーション高性能超音波処理のために、高強度、低周波超音波は、超音波発生器によって生成され、超音波プローブ(液体にソトロード)を介して送信されます。高出力超音波は、16-30kHzの範囲で超音波と考えられています。超音波プローブは、例えば、20kHzで膨張し、収縮し、それにより、それぞれ20,000の振動/秒を媒体に送信する。超音波が液体を通過するとき、高圧(圧縮)/低圧(希薄または膨張)サイクルを交互に、いくつかの圧力サイクルにわたって成長する微小な真空気泡または空洞を作成します。液体と気泡の圧縮フェーズでは、圧力は正であり、希薄化相は真空(負圧)を生成します。圧縮膨張サイクルの間、液体中の空洞は、より多くのエネルギーを吸収できない大きさに達するまで成長する。この時点で、彼らは激しく爆発します。これらの空洞の爆発は、音響/超音波キャビテーションの現象として知られている様々な非常にエネルギッシュな効果をもたらす。音響キャビテーションは、液体、固体/液体システム、ならびにガス/液体系に影響を与える、非常にエネルギッシュなマニホールド効果によって特徴付けられる。エネルギー密度ゾーンまたはキャビテーションゾーンは、超音波プローブの近傍で最もエネルギー密度が高く、ソトロードからの距離が増加するにつれて減少する、いわゆるホットスポットゾーンとして知られています。左の写真は、水中の1kW超音波プローブで強烈なキャビテーションを示しています。超音波キャビテーションの主な特性は、局所的に発生する非常に高温および圧力とそれぞれの差動、乱流、および液体の流れが含まれる。超音波ホットスポットの超音波空洞の爆発の間に、最大5000ケルビンの温度、最大200の大気の圧力と最大1000km /hの液体ジェットを測定することができます。これらの優れたエネルギーを強く及ぼす条件は、様々な方法でバイオマスや化学システムを強化するソノメカニカルおよびソノ化学的効果に寄与します。
バイオマスに対する潰瘍超音波処理の主な影響は、以下の影響から生じる:

  • ハイシェア: 超音波高剪断力は、激しい攪拌、均質化および大量移送を引き起こす液体および液体固体系を破壊する。
  • 影響: 超音波キャビテーションによって生成される液体ジェットおよび流れは液体中の固体を加速し、その後、部分間衝突につながる。粒子が非常に高速で衝突すると、浸食され、粉砕され、細かく粉砕され、しばしばナノサイズまで分散されます。植物組織やバイオ廃棄物などの生物物質の場合、高速液体ジェットと交互の圧力サイクルが細胞壁を破壊し、細胞内物質を放出します。これにより、生物活性化合物の抽出とバイオマスの均一混合が非常に効率的に行われます。
  • 攪拌: 超音波処理は、液体またはスラリーの激しい乱流、せん断力および微小運動を引き起こす。それによって、超音波処理は常に物質移動を強化し、それによって反応およびプロセスを加速する。

超音波プロセッサ UIP4000hdT 大量のストリームの抽出と処理

高性能超音波は、複数の産業に適用されるプロセス強化技術です。超音波処理は、混合し、均質化するために液体やスラリーを処理するために使用され、物質移動を促進し、化合物を抽出し、化学反応を開始します。

バイオリファイナリーにおける超音波処理の一般的なアプリケーションは次のとおりです。

  • バイオエタノール生産
  • バイオマスから貴重な化合物(例えばタンパク質、ペクチン、デンプンなど)の抽出
  • 使用済み植物油および動物性脂肪からのバイオディーゼル合成
  • 藻類油からバイオディーゼル
  • リグノセルロース処理
  • デンプンの修正
産業適用のための高性能超音波装置UIP4000hdT

UIP4000hdT – スラリーの連続インライン超音波処理のための4kWパワー超音波システム

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バイオリファイナリー用の高性能超音波プロセッサ

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセルヒールシャー超音波は、このようなホモジナイゼーション、混合、細胞破壊、崩壊、抽出、分散、脱気、化学反応の開始などの高性能アプリケーションのための高剪断超音波ミキサーを製造し、配布しています。超音波反応器は、効率、収率、様々なプロセスの変換率を向上させるために、世界中のバイオリファイナリーに実装されています。
バイオリファイナリープロセス用の高性能超音波装置は、ベンチトップ、パイロット、産業設置用に容易に入手可能です。抽出、崩壊、溶解、大量移動の改善、均質化および脱気などの超音波アプリケーションは、既に確立されたプロセスであるため、最初の試験からの移行、特定のプロセス要件への最適化と完全に工業的な超音波分離および/または浸出システムのインストールは迅速かつ簡単です。
ヒールシャー超音波は、任意のサイズと容量で高性能超音波装置を供給します。UIP16000(16kW)を使用して、ヒールシャーは、世界中で最も強力な超音波プロセッサを製造しています。UIP16000だけでなく、他のすべての産業用超音波システムは、必要な処理能力に容易にクラスタすることができます。すべてのヒールシャー超音波処理器は、全負荷下で24時間365日動作し、厳しい環境で構築されています。

あらゆる容積のための超音波プローブとソノ反応器

ヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたのアプリケーション、プロセス容量と生産目標に最適な超音波機器を提供することができます。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.すべてのヒールシャー超音波プロセッサは、正確に制御可能であり、それによってRで信頼性の高い作業馬&Dと生産。振幅は、ソノ化学的およびソノメカニカルに誘発された反応の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
精密振幅設定とスマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの恒久的な監視は、最も効果的な超音波条件下でバイオマスを処理する可能性を与えます。最も効率的なバイオマスアップサイクリングのための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波機器は、あなたのバイオリファイニングプロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作と厳しい環境では、ヒールシャーの高性能超音波プローブと反応器の自然な特性です。熟練チームは、プロセスの知識、トレーニング、サポートを支援する準備ができています。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

文献 / 参考文献