초음파 공정 강화를 통한 효율적인 Biorefineries

초음파는 생물 정제소의 다양한 공정으로 구현되는 공정 강화 기술입니다. 초음파 처리의 이점을 크게 누릴 수 있는 일반적인 공정은 추출, 느린 이종 반응뿐만 아니라 강렬한 혼합, 균질화 및 분산을 포함하는 기타 응용 분야입니다. 초음파는 프로세스와 반응을 가속화하고 더 효율적으로 만듭니다. 초음파로 촉진된 공정의 결과는 더 높은 수율/출력과 더 높은 전환율입니다.

바이오 정제소란 무엇입니까?

바이오리파이너리(biorefinery)는 바이오매스 변환 공정과 처리 장비를 통합하여 연료, 에너지 및 바이오매스 원료에서 화학 물질과 같은 기타 유익한 제품을 생산하는 생산 시설입니다. 바이오리파이너리에서 처리되는 일반적인 바이오매스에는 농업 폐기물 및 부산물과 같은 원료가 포함되며, 이는 식품, 사료, 화학, 바이오 에너지(바이오 연료, 전력 및/또는 열)와 같은 다양한 부가가치 바이오 기반 제품으로 업사이클링됩니다. 바이오리파이너리의 생산 공정은 지속 가능하고 환경 친화적이어야 합니다. 기존 정유 공장과 마찬가지로 바이오 정유 공장은 초기 원료(바이오매스)를 부가가치 제품으로 전환할 수 있는 여러 중간체(탄수화물, 단백질, 트리글리세리드)로 분류하여 여러 화학 물질을 제공할 수 있습니다. 바이오리파이너리의 주요 특징은 쓸모없는 바이오매스를 가치 있는 물질로 전환하는 수단을 통해 농업, 도시 및 산업 폐기물과 같은 폐기물의 가치 평가 및 재활용/업사이클링입니다.

초음파 강화 Biorefineries

초음파의 통합에 의해, 추출, 소화, 붕괴, 다른 많은 것들 중에서도 에스테르 교환과 같은 많은 과정을 훨씬 더 효율적으로 실행할 수 있습니다. 바이오 리파이너리에서의 초음파 공정 강화는 주로 수율을 개선하고, 공정의 시간과 에너지 효율성을 높이고, 최종 제품의 순도와 품질을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 초음파는 다양한 생물 정제 공정에 기여할 수 있습니다.

초음파 처리는 어떻게 작동합니까? – 초음파의 작동 원리

고성능 초음파 처리를 위해 초음파 발생기에 의해 고강도, 저주파 초음파가 생성되어 초음파 프로브를 통해 전송됩니다 (sonotrode into liquid. 고출력 초음파는 16-30kHz 범위의 초음파로 간주됩니다. 초음파 프로브는 예를 들어 20kHz에서 팽창 및 수축하여 초당 각각 20,000 번의 진동을 매체로 전달합니다. 초음파가 액체를 통과 할 때 고압 (압축) / 저압 (희박 또는 팽창) 사이클이 번갈아 가며 여러 압력 사이클에 걸쳐 성장하는 미세한 진공 기포 또는 캐비티를 생성합니다. 액체와 기포의 압축 단계에서 압력은 양수이고 희박 단계는 진공(음압)을 생성합니다. 압축-팽창 주기 동안 액체의 캐비티는 더 많은 에너지를 흡수할 수 없는 크기에 도달할 때까지 성장합니다. 이 시점에서 그들은 격렬하게 붕괴합니다. 이러한 캐비티의 내파는 음향 / 초음파 캐비테이션 현상으로 알려진 다양한 고에너지 효과를 초래합니다. 음향 캐비테이션은 액체, 고체/액체 시스템 및 기체/액체 시스템에 영향을 미치는 다양한 고에너지 효과를 특징으로 합니다. 에너지 밀도가 높은 구역 또는 캐비테이션 구역은 소위 핫스팟 구역으로 알려져 있으며, 이는 초음파 프로브의 가까운 부근에서 가장 에너지 밀도가 높으며 sonotrode로부터의 거리가 증가함에 따라 감소합니다. 왼쪽 그림은 물 속의 1kW 초음파 프로브에서 강렬한 캐비테이션을 보여줍니다. 초음파 캐비테이션의 주요 특성에는 국부적으로 발생하는 매우 높은 온도와 압력, 각각의 차동, 난류 및 액체 흐름이 포함됩니다. 초음파 핫스팟에서 초음파 캐비티가 내파되는 동안 최대 5000 켈빈의 온도, 최대 200 기압의 압력 및 최대 1000km / h의 액체 제트를 측정 할 수 있습니다. 이러한 뛰어난 에너지 집약적 인 조건은 다양한 방식으로 바이오 매스 및 화학 시스템을 강화하는 초음파 역학 및 초음파 화학 효과에 기여합니다.
바이오매스에 대한 ultarsonication의 주요 영향은 다음과 같은 효과에서 비롯됩니다.

• 고전단력: 초음파의 고전단력은 액체와 액체-고체 시스템을 파괴하여 강렬한 교반, 균질화 및 물질 전달을 유발합니다.
• 영향: 초음파 캐비테이션에 의해 생성된 액체 제트와 스트리밍은 액체의 고체를 가속하여 이후에 입자 간 충돌을 일으킵니다. 입자가 매우 빠른 속도로 충돌하면 침식되고 부서지며 종종 나노 크기까지 미세하게 밀링 및 분산됩니다. 식물 조직 및 바이오 폐기물과 같은 생물학적 물질의 경우 고속 액체 제트와 교류 압력 사이클이 세포벽을 파괴하고 세포 내 물질을 방출합니다. 그 결과 생체 활성 화합물을 매우 효율적으로 추출하고 바이오매스를 균일하게 혼합할 수 있습니다.
• 동요: 초음파는 액체 또는 슬러리에서 강렬한 난기류, 전단력 및 미세 움직임을 유발합니다. 따라서 초음파 처리는 항상 질량 전달을 강화하고 그로 인해 반응 및 과정을 가속화합니다.

Biorefineries를 위한 고성능 초음파 프로세서

Hielscher 초음파는 균질화, 혼합, 세포 파괴, 붕괴, 추출, 분산, 탈기 및 화학 반응 시작과 같은 고성능 응용 분야를위한 고 전단 초음파 믹서를 제조 및 유통합니다. 초음파 반응기는 다양한 공정의 효율성, 수율 및 전환율을 높이기 위해 전 세계 생물 정제소에 구현되고 있습니다.
바이오리파이너리 공정을 위한 고성능 초음파 장비는 벤치탑, 파일럿 및 산업 설치에 쉽게 사용할 수 있습니다. 추출, 붕괴, 용해, 물질 전달 개선, 균질화 및 탈기와 같은 초음파 응용 분야는 이미 확립된 공정이기 때문에 첫 번째 시험에서 특정 공정 요구 사항에 대한 최적화 및 완전 산업용 초음파 분리 및/또는 침출 시스템 설치로 빠르고 간단하게 전환할 수 있습니다.
Hielscher 초음파는 모든 크기와 용량의 고성능 초음파를 공급합니다. UIP16000 (16kW)을 통해 Hielscher는 전 세계에서 가장 강력한 초음파 프로세서를 제조합니다. UIP16000 및 기타 모든 산업용 초음파 시스템은 필요한 처리 용량에 쉽게 클러스터링 될 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파는 최대 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동하도록 제작되었습니다.

모든 부피에 대한 초음파 프로브 및 Sono-Reactors

Hielscher 초음파 제품 범위는 벤치 탑 및 파일럿 시스템을 통한 소형 실험실 초음파기에서 시간당 트럭 적재량을 처리 할 수있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 초음파 프로세서의 전체 스펙트럼을 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 귀하의 응용 분야, 공정 용량 및 생산 목표에 가장 적합한 초음파 장비를 제공 할 수 있습니다.

최적의 결과를 위해 정밀하게 제어 가능한 진폭

모든 Hielscher 초음파 프로세서는 정밀하게 제어 가능하므로 R에서 신뢰할 수있는 작업 말입니다.&D 및 생산. 진폭은 초음파화학적(sonochemically) 및 초음역학적(sonomechanically) 유도 반응의 효율성과 효과에 영향을 미치는 중요한 공정 파라미터 중 하나입니다. 모든 Hielscher 초음파’ 프로세서를 사용하면 진폭을 정확하게 설정할 수 있습니다. Sonotrodes 및 부스터 혼은 훨씬 더 넓은 범위에서 진폭을 수정할 수 있는 액세서리입니다. Hielscher의 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공하고 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다.
정확한 진폭 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 매개변수의 지속적인 모니터링은 가장 효과적인 초음파 조건에서 바이오매스를 처리할 수 있는 가능성을 제공합니다. 가장 효율적인 바이오 매스 업 사이클링을위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher의 초음파 장비의 견고 함은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 가능하게합니다. 따라서 Hielscher의 초음파 장비는 생물 정제 공정 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수있는 작업 도구입니다.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족 운영 기업인 Hielscher는 초음파 프로세서에 대한 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파기는 독일 베를린 근처의 Teltow에있는 본사에서 설계, 제조 및 철저한 테스트를 거쳤습니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고 함과 신뢰성은 생산에서 일꾼이됩니다. 최대 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동은 Hielscher의 고성능 초음파 프로브 및 반응기의 자연스러운 특성입니다. 당사의 숙련된 팀은 공정 지식, 교육 및 지원을 제공할 준비가 되어 있습니다.

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.