Effizient Bioraffinerien iwwer Ultraschallprozessintensivéierung
Ultrasonication ass eng Prozessintensivéierungstechnik, déi a verschidde Prozesser a Bioraffinerien ëmgesat gëtt. Typesch Prozesser, déi wesentlech vun der Ultraschallbehandlung profitéieren, sinn Extraktioun, lues heterogen Reaktiounen wéi och aner Uwendungen, déi intensiv Vermëschung, Homogeniatioun an Dispergéierung involvéieren. Ultrasonication beschleunegt Prozesser a Reaktiounen a mécht se méi effizient. Resultater vun ultraschall geförderte Prozesser si méi héich Ausbezuelen / Ausgänge a méi héich Konversiounsraten.
Wat sinn Bio-Refineries?
Eng Bioraffinerie ass eng Produktiounsanlag déi Biomass Konversiounsprozesser a Veraarbechtungsausrüstung integréiert fir Brennstoffer, Energie an aner nëtzlech Produkter wéi Chemikalien aus der Biomass Rohmaterial ze produzéieren. Typesch Biomass, déi a Bioraffinerien veraarbecht gëtt, enthalen Matière première wéi landwirtschaftlech Offall an Nebenprodukter, déi a verschidde Valeur-addéierten, biobaséiert Produkter up-cycled ginn, zB Liewensmëttel, Fudder, Chemikalien, Bioenergie (Biokraftstoffer, Kraaft an/oder Hëtzt) ). D'Produktiounsprozesser vun enger Bioraffinerie sollen nohalteg an ëmweltfrëndlech sinn. Ähnlech wéi konventionell Raffinerien, kënne Bioraffinerien verschidde Chemikalien ubidden andeems en initial Rohmaterial (Biomass) a multiple Zwëscheprodukter (Kuelenhydrater, Proteinen, Triglyceriden) fraktiounen, déi weider a Wäerterhéijungsprodukter ëmgewandelt kënne ginn. Eng Schlësselcharakteristik vu Bioraffinerien ass Valoriséierung a Verwäertung / Upcycling vun Offäll wéi landwirtschaftlech, urban an industriell Offall duerch d'Mëttel fir onnëtz Biomass a wäertvoll Materialien ëmzewandelen.
Ultraschall verstäerkt Bioraffinerien
Duerch d'Integratioun vun der Ultraschall kënne vill Prozesser wéi Extraktioun, Verdauung, Desintegratioun, Transesterifikatioun ënner villen anere wesentlech méi effizient lafen. Ultrasonic Prozessintensivéierung an enger Bioraffinerie zielt haaptsächlech d'Ausbezuelen ze verbesseren, d'Prozesser méi Zäit- an Energieeffizient ze maachen an d'Rengheet an d'Qualitéit vum Endprodukt ze verbesseren. Ultrasonication kann zu verschiddene Bioraffinerieprozesser bäidroen.
Ultrasonic Extraktioun an Homogeniséierung vu grénger Biomass fir wertvoll Verbindungen ze verëffentlechen an ze isoléieren
Wéi funktionnéiert Sonication? – Den Aarbechtsprinzip vum Ultraschall
Fir héich performant Ultraschallveraarbechtung gëtt héich-Intensitéit, Low-Frequenz Ultraschall vun engem Ultraschallgenerator generéiert an iwwer eng Ultraschallsonde iwwerdroen (Sonotrode an eng Flëssegkeet. Héichkraaft Ultraschall gëtt als Ultraschall am Beräich vun 16-30kHz ugesinn. Sonde erweidert a kontraktéiert z.B. bei 20kHz, wouduerch respektiv 20.000 Schwéngungen pro Sekonn an d'Mëttel iwwerdroen. oder Huelraim, déi iwwer e puer Drockzykle wuessen. bis se eng Gréisst erreechen, op där se net méi Energie absorbéiere kënnen. Akustesch Kavitatioun ass charakteriséiert duerch manifold héich energesche Effekter, déi Flëssegkeeten, fest / flësseg Systemer souwéi Gas / Flëssegkeetssystemer beaflossen. D'energiedichte Zone oder d'Kavitatiounszon ass bekannt als sougenannte Hot-Spot-Zone, déi am meeschte energiedicht an der noer Noperschaft vun der Ultraschallsonde ass a mat ëmmer méi Ofstand vun der Sonotrode ofhëlt. D'Bild lénks weist intensiv Kavitatioun bei enger 1kW Ultraschallsonde am Waasser. D'Haaptcharakteristike vun der Ultraschallkavitatioun enthalen lokal optrieden ganz héich Temperaturen an Drock a jeweileg Differenzen, Turbulenzen a Flëssegkeetsstroum. Bei der Implosioun vun Ultraschallhuelraim an Ultraschall-Hot-Spots kënnen Temperature vu bis zu 5000 Kelvin, Drock vu bis zu 200 Atmosphären a Flëssegjets mat bis zu 1000km/h gemooss ginn. Dës aussergewéinlech energieintensiv Bedéngungen droen zu sonomechanical a sonochemical Effekter bäi, déi d'Biomass a chemesch Systemer op verschidde Weeër verstäerken.
Den Haapt Impakt vun Ultraschall op Biomass resultéiert vun de folgenden Effekter:
- Héich Schéier: Ultrasonic High-Shear Kräften stéieren Flëssegkeeten a flësseg-fest Systemer déi intensiv Agitatioun, Homogeniséierung a Massentransfer verursaachen.
- Impakt: Flësseg Jets a Streaming generéiert duerch Ultraschall Kavitatioun beschleunegen Feststoffer a Flëssegkeeten, wat duerno zu interpartikulärer Kollisioun féiert. Wann Partikele mat ganz héijer Geschwindegkeet kollidéieren, erodéieren se, zerbriechen a ginn gemoolt a fein verdeelt, dacks bis op Nano-Gréisst. Fir biologesch Matière wéi Planzgewebe a Bio-Offall, stéieren d'Héichgeschwindegkeet Flëssegstrahlen an ofwiesselnd Drockzyklen d'Zellmaueren a befreien d'intrazellulär Material. Dëst resultéiert an héich effizient Extraktioun vu bioaktive Verbindungen an der homogener Vermëschung vu Biomass.
- Agitatioun: Ultrasonication verursaacht intensiv Turbulenzen, Schéierkraaft a Mikrobewegung an der Flëssegkeet oder Schlamm. Doduerch verstäerkt d'Sonicatioun ëmmer Massentransfer a beschleunegt doduerch Reaktiounen a Prozesser.
High-Performance Ultrasonics ass eng Prozessintensivéierungstechnik, déi op verschidde Industrien applizéiert gëtt. Ultrasonication gëtt benotzt fir Flëssegkeeten a Schläim ze veraarbecht fir ze mëschen an homogeniséieren, Massentransfer förderen, Verbindungen extrahéieren an / oder chemesch Reaktiounen initiéieren.
Allgemeng Uwendungen vun Ultraschall an Bioraffinerien sinn:
- Bioethanol Produktioun
- Extraktioun vu wäertvolle Verbindungen aus Biomass (zB Proteinen, Pektine, Stärke etc.)
- Biodiesel Synthese vu verbrauchte Geméisueleg an Déierefetter
- Biodiesel aus Algen Ueleg
- lignocellulose Behandlung
- Stärke Modifikatioun
UIP4000hdT – 4kW Kraaft Ultraschallsystem fir déi kontinuéierlech Inline-Sonicatioun vu Schlëmmeren
High-Performance Ultrasonic Prozessoren fir Bioraffinerien
Hielscher Ultrasonic fabrizéiert a verdeelt High-Shear Ultraschallmixer fir High-Performance-Applikatioun wéi Homogeniséierung, Vermëschung, Zellzerbriechung, Desintegratioun, Extraktioun, Dispersioun, Entgasung an d'Initiatioun vu chemesche Reaktiounen. Ultraschallreaktoren ginn a Bioraffinerien weltwäit implementéiert fir d'Effizienz, d'Ausbezuelen an d'Konversiounsquote vu verschiddene Prozesser ze erhéijen.
High-Performance Ultraschallausrüstung fir Bioraffinerieprozesser ass liicht verfügbar fir Bench-Top, Pilot an Industrieinstallatioun. Zënter Ultraschallapplikatioune wéi Extraktioun, Desintegratioun, Opléisung, Verbesserung vum Massentransfer, Homogeniséierung an Entlaaschtung si scho etabléiert Prozesser, den Iwwergank vun den éischte Verspriechen, Optimiséierung op Är spezifesch Prozessfuerderungen an Installatioun vun engem vollindustriellen Ultraschall-Trennung an / oder Leachsystem ass séier an einfach.
Hielscher Ultrasonics liwwert High-Performance Ultrasonicatoren op all Gréisst a Kapazitéit. Mam UIP16000 (16kW) fabrizéiert Hielscher de mächtegste Ultraschallprozessor weltwäit. D'UIP16000 wéi och all aner industriell Ultraschallsystemer kënnen einfach Cluster op déi erfuerderlech Veraarbechtungskapazitéit sinn. All Hielscher Ultraschaller si fir 24/7 Operatioun ënner voller Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld gebaut.
Ultraschallproben a Sono-Reaktoren fir all Volumen
Hielscher Ultrasonics Produktpalette befaasst de ganze Spektrum vun Ultraschallprozessoren vu kompakten Labo-Ultraschaller iwwer Bench-Top- a Pilotsystemer bis voll industriell Ultraschallprozessoren mat der Kapazitéit fir Camionloads pro Stonn ze veraarbecht. Déi ganz Produktpalette erlaabt eis Iech déi gëeegent Ultraschallausrüstung fir Är Applikatioun, Prozesskapazitéit a Produktiounsziler ze bidden.
Genau kontrolléierbar Amplituden fir optimal Resultater
All Hielscher Ultrasonic Prozessoren si präzis kontrolléierbar an domat zouverlässeg Aarbechtspäerd am R&D an Produktioun. D'Amplitude ass ee vun de entscheedende Prozessparameter déi d'Effizienz an d'Effizienz vu sonochemesch a sonomechanesch induzéierte Reaktiounen beaflossen. All Hielscher Ultrasonics’ Prozessoren erlaben déi präzis Astellung vun der Amplitude. Sonotroden a Boosterhorn sinn Accessoiren déi et erlaben d'Amplitude an enger nach méi breet Palette z'änneren. Hielscher's industrielle Ultraschallprozessoren kënnen ganz héich Amplituden liwweren an déi erfuerderlech Ultraschallintensitéit fir erfuerderlech Uwendungen liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen.
Genau Amplitude-Astellungen an déi permanent Iwwerwaachung vun den Ultraschallprozessparameter iwwer intelligent Software ginn Iech d'Méiglechkeet Biomass ënner den effektivsten Ultraschallbedéngungen ze veraarbecht. Optimal Sonikatioun fir effizientsten Biomass Upcycling!
D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld. Dëst mécht Hielscher's Ultraschallausrüstung zu engem zouverléissege Aarbechtsinstrument dat Äre Bioraffinéierungsprozess Ufuerderunge erfëllt.
Héchste Qualitéit – Entworf a fabrizéiert an Däitschland
Als Familljebesëtz a Familljebetrib, Hielscher prioritär héchst Qualitéitsnormen fir seng Ultraschallprozessoren. All Ultraschaller ginn entworf, fabrizéiert a grëndlech getest an eisem Sëtz zu Teltow bei Berlin, Däitschland. Robustheet an Zouverlässegkeet vun der Hielscher Ultraschallausrüstung maachen et zu engem Aarbechtspäerd an Ärer Produktioun. 24/7 Operatioun ënner voller Laascht an an usprochsvollen Ëmfeld ass eng natierlech Charakteristik vun den Hielscher High-Performance Ultraschallsonden a Reaktoren. Eist kompetent Team ass prett Iech mat Prozesswëssen, Training an Ënnerstëtzung ze hëllefen.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren fir d'Vermëschung vun Uwendungen, Dispersioun, Emulsifikatioun an Extraktioun op Labo, Pilot an Industrieskala.
Literatur / Referenzen
- García, A., González Alriols, M., Wukovits, W. et al. (2014): Assessment of biorefinery process intensification by ultrasound technology. Clean Techn Environ Policy 16, 1403–1410 (2014).
- Velmuruga, Rajendran; Muthukumar, Karuppan (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology Vol. 102, Issue 14; 2011. 7119-7123.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.