Aukstā asfalta maisījums – Izgatavojiet labāku kvalitāti, izmantojot sonikāciju

Aukstā asfalta maisījuma emulsijas ir ļoti atkarīgas no pilienu izmēru sadalījuma, viskozitātes un stabilitātes kontroles, vienlaikus līdz minimumam samazinot enerģijas patēriņu, kas nepieciešams apstrādei. Hielscher sonikatori efektīvi sadala pilienus, saīsina apstrādes laiku un ļauj sasniegt stingrākas specifikācijas ar mazāku virsmaktīvo vielu daudzumu un zemākā temperatūrā. Šajā lapā sniegta sīkāka informācija par mehānismu, trīs posmu palielināšanas ceļu un lieljaudas inženiertehnisko izvēli, kas nodrošina Hielscher sonikatoru uzticamu darbību aukstā asfalta maisījuma ražošanā.

Kāpēc izmantot sonikatorus aukstā asfalta maisījuma emulsijām?

Galvenās ekonomiskās sviras ir uzturēšanās laika samazināšana, mazāks emulgatora pieprasījums pie tāda paša mērķa pilienu izmēra, šaurāks diapazons un līdz ar to labāka uzglabāšanas stabilitāte, kā arī iespēja darboties pie zemākas procesa temperatūras. Salīdzinot ar rotora-statora vai koloīdu dzirnavām, ultraskaņa piegādā enerģiju, izmantojot kavitācijas mikrotriecienu, nevis nobīdes starp instrumentu un statoru, kas nozīmē ātrāku pilienu sadalīšanos ar noteiktu enerģijas patēriņu.

• Pēc sonikācijas izmērītais viskozitātes samazinājums ir aptuveni 20-30 % nemainīga sastāva gadījumā, un tas ir apvienots ar pāreju uz mazākiem, monodispersākiem emulsijas pilieniem.
• Virsmaktīvo vielu ietaupījums 10 līdz 30 procentiem noteiktam mērķa d90 un stabilitātes diapazonam, jo kavitācijas lauks var radīt sīkus pilienus.
• Īsāks apstrādes laiks un mazākas iekārtu platības, jo ar sonikāciju var sasniegt noteikto viskozitāti un pilienu izmēru, izmantojot inline sonikāciju.
• Zemāka maisīšanas temperatūra, kas samazina enerģijas patēriņu un darba ņēmēju pakļaušanu dūmu iedarbībai, vienlaikus saskaņojot to ar ES un ASV iniciatīvām par seguma materiālu dekarbonizāciju.

Mehānisms: Kavitācijas izraisīta pilienu izmēra samazināšana un dispersija

Atšķirībā no tīri mehāniskās nobīdes akustiskā kavitācija rada lokālas spiediena svārstības simtiem bāru apmērā un mikrodīgļus ar ātrumu no desmitiem līdz simtiem metru sekundē. Aukstā asfalta maisījuma emulsijās tas rada divus sinerģiskus efektus. Pirmkārt, strauja pilienu izmēra samazināšanās līdz šaurākam sadalījumam, samazinot viskozitāti pie nemainīga cietvielu satura. Otrkārt, intensīva mikromaisīšana molekulārā mērogā, kas paātrina emulgatoru adsorbciju jaunajā saskarnē, stabilizējot emulsiju bez nepieciešamības pārlieku dozēt emulgatoru. Rezultātā tiek iegūts sastāvs, kas vieglāk sūknējas un nogulsnējas, ar uzlabotu ilgtermiņa stabilitāti.

Lineāra mēroga palielināšana: Konstanta īpatnējā enerģija, konstanta amplitūda, konstants spiediens.

Praktiskais ultraskaņas mērogošanas noteikums ir vienkāršs. Ja saglabāsiet nemainīgu enerģijas patēriņu (kWh uz tonnu), akustisko amplitūdu pie sonotroda virsmas un reaktora spiedienu, emulsijas kvalitāte būs nemainīga dažādos mērogos. Tā nav eiuristika. Tas ir veids, kā kavitācijas intensitāte un burbuļu dinamika korelē ar akustisko lauku un kāpēc rūpniecisko sonikāciju var projektēt deterministiski. Citiem vārdiem sakot, protokols, ko jūs izmantojat UP400St sonikatorā ar 40 % amplitūdu un 0,6 kWh/t, tiks atveidots 4xUIP6000hdT sistēmā, piegādājot tādu pašu enerģiju uz masu ar tādu pašu amplitūdu caur plūsmas šūnu, kas darbojas pie tāda paša spiediena.

Trīs soļu ceļš no idejas līdz ražošanai

1) Laboratorijas testēšana ar UP400St Sāciet ar formulu un attiecību pārbaudi ar kompakto UP400St sonikatoru (400 W). Strādājiet sērijveida vai recirkulācijas režīmā ar nelielu plūsmas kameru, lai fiksētu amplitūdu, temperatūru un īpatnējo enerģiju. Vienas dienas laikā parasti tiek noteikts specifiskās enerģijas logs, kas nodrošina vēlamo pilienu izmēru sadalījumu un viskozitāti bez fāžu inversijas vai pārmērīgas karsēšanas.

2) Procesa optimizācija ar UIP2000hdT
Pārejiet uz UIP2000hdT (2 kW), lai validētu nepārtrauktu apstrādi, izmērītu spiediena ietekmi un optimizētu caurlaides spēju attiecībā pret kvalitāti. Šeit jūs fiksējat darba ciklu, iebūvētu temperatūras kontroli un spiedienu (parasti 2 līdz 5 bāri, lai pastiprinātu kavitāciju). Šeit jūs varat pierādīt virsmaktīvās vielas ietaupījumu, mērķa d90 vai diapazonu un sasniedzamo uzturēšanās laiku pie reāliem plūsmas ātrumiem, vienlaikus reģistrējot enerģiju OPEX bilances vajadzībām.

3) Palielināšana līdz ražošanai ar 4xUIP6000hdT
Pilna mēroga sonikatoru iekārtās bieži tiek izmantota paralēlizācija, lai sasniegtu vairākas tonnas stundā. Piemēram, četri UIP6000hdT (6 kW katrs) paralēli ar 0,5 kWh/t īpatnējās enerģijas apstrādā aptuveni 10-12 t/h. Tā kā ierīces ir ar amplitūdas kontroli un aprīkotas ar plūsmas šūnas reaktoriem un pastiprinātāja ragu, akustiskais lauks ir reproducējams. Tas nozīmē, ka jūsu d50, diapazons un Brukfīlda viskozitāte atbilst izmēģinājuma datiem analītiskās izkliedes robežās.

Salīdzinot ultraskaņu ar rotora-statora un koloīdu dzirnavām

Rotora-statora un koloīdu dzirnavas ir izturīgas un pazīstamas, taču tās maina energoietilpību pret uzturēšanās laiku un lielu platību. Tās arī saista pilienu lielumu ar ļoti šauru procesa logu, un, lai izvairītos no viskozitātes lēcieniem, var būt nepieciešama paaugstināta temperatūra. Ultraskaņa atvieno pilienu sadalīšanos no nobīdes starp kustīgajām daļām un tā vietā izmanto kavitāciju, tādējādi jūs sasniedzat tādu pašu vai labāku pilienu izmēru īsākā laikā ar līdzīgu vai mazāku kopējo īpatnējo enerģiju. Arī apkope ir atšķirīga. Starp statoru un rotoru nav stingru pielaižu. Praktiski operatori ziņo par ātrāku tīrīšanas ciklu un vieglāku formulu maiņu.