Ultrasone behandeling bespaart energie en kosten
De overstap van conventionele homogenisatoren, hydrodynamische mengers en roerwerkmolens naar verwerking met ultrasone cavitatie levert kostenbesparingen op en maakt de verwerking milieuvriendelijk.
Door de recente en aanhoudende stijging van de energieprijzen heeft het energieverbruik een direct en aanzienlijk effect op de verwerkingskosten van materialen, zoals inkten, coatings en biodiesel.
Ultrasone apparaten van Hielscher verbruiken minder energie dan traditionele mechanische systemen en bereiken superieure verwerkingsresultaten. Daarom bespaart de overstap van rotor-statormengers en hogedrukhomogenisatoren naar ultrasone behandeling aanzienlijk op elektriciteit. Dit kan in de loop der jaren aanzienlijke kostenbesparingen opleveren.
Wrijvingswarmte is onbenutte energie
Conventionele systemen verliezen energie door wrijvingswarmte. Hogedrukpompen voor hogedrukhomogenisatoren, evenals bladmengers met hoge afschuiving en parelmolens met roerwerk, veroorzaken sterke turbulentie in de vloeistof tijdens de verwerking. Deze turbulentie veroorzaakt wrijving tussen de vloeistofdeeltjes en tussen de vloeistof en de bewegende roeronderdelen van de apparatuur. De wrijving zet de toegevoerde energie om in wrijvingswarmte. Dit deel van de toegevoerde energie gaat verloren, omdat het geen dispergerend, homogeniserend of vermalend effect heeft.
Dit is vergelijkbaar met het verschil tussen een conventionele gloeilamp en een fluorescentielamp: de conventionele gloeilamp zet een groot deel van de energie om in warmte. Daardoor heeft deze meer energie nodig om dezelfde hoeveelheid licht te leveren.
Bij conventionele mengsystemen maakt de wrijvingswarmte extra energie nodig om de vloeistof tijdens de verwerking te koelen.
Ultrasone apparaten van Hielscher hebben een zeer hoge energie-efficiëntie bij het omzetten van elektriciteit in cavitatie in de vloeistof.
in de vloeistof. De totale energie-efficiëntie van de industriële ultrasone apparaten bedraagt circa 80–90% van het stopcontact tot in de vloeistof
(klik op de bovenstaande afbeelding om de grafiek te vergroten).
Nog belangrijker is dat de cavitatiekrachten de deeltjes sterk belasten. Daarom is doorgaans minder energie nodig om een goede dispersie, emulsie of kleinere deeltjesgrootte te verkrijgen. Ultrasone behandeling met Hielscher veroorzaakt wel wrijvingswarmte, maar in een veel lagere verhouding dan standaard mechanisch mengen. Deze lagere verhouding levert extra efficiëntie op, doordat minder energie nodig is om hetzelfde niveau van dispergeren of homogeniseren te bereiken, en vermindert op haar beurt de energie die nodig is voor het koelen van de verwerkte vloeistof.
Voorbeeld: verwerking van biodiesel
Vooral bij de verwerking van alternatieve en duurzame brandstoffen, zoals biodiesel, zijn energieverbruik en energiebesparing uiterst belangrijk. De elektriciteit die wordt gebruikt voor de productie van de “groene” brandstof heeft een directe invloed op de totale energie- en CO2 -balans.
De grafiek rechts (klik voor een grotere weergave) toont een vergelijking tussen ultrasone cavitatie, mengen met hoge afschuiving en hydrodynamische cavitatie. Het gebruik van ultrasone apparaten van Hielscher voor de verwerking van biodiesel vereist circa 1,4kWh/m³. Om met hydrodynamische magnetische impulscavitatie een vergelijkbaar resultaat te bereiken, is circa 32,0kWh/m³ nodig. Mengen met hoge afschuiving vereist circa 4,4kWh/m³. Dit betekent dat hydrodynamische impulscavitatie circa 23 keer zoveel energie en mengen met hoge afschuiving circa 3 keer zoveel energie vereist als ultrasone apparaten van Hielscher om dezelfde verwerkingscapaciteit te bieden.
Dit leidt tot aanzienlijk hogere jaarlijkse elektriciteitskosten. Dit is een belangrijke factor in de totale eigendomskosten die moet worden beoordeeld bij een investering in een verwerkingstechnologie.
Lees meer over de energiebesparingen bij de ultrasone verwerking van biodiesel!
Eenvoudig overstappen
Ultrasone apparaten van Hielscher kunnen eenvoudig op kleinere schaal worden getest op hun procesefficiëntie. Doorgaans wordt de UIP1000hd (1kW) gebruikt voor procesontwikkeling bij debieten van 0,5L tot 1000L per uur. Op deze schaal kan de verwerkingsefficiëntie worden geoptimaliseerd door de amplitude, druk en het debiet te variëren. Zo verkrijgt u de specifieke energiebehoefte voor uw proces. Ultrasone apparaten van Hielscher maken lineaire opschaling mogelijk, zodat de specifieke energiebehoefte op elke schaal constant blijft. Daardoor weet u welk apparatuurvermogen nodig is voor elke verwerkingscapaciteit, evenals het jaarlijkse elektriciteitsverbruik.