Sonikacja pozwala oszczędzać energię i obniżać koszty
Przejście z konwencjonalnych homogenizatorów, mieszalników hydrodynamicznych i młynów z mieszadłem na przetwarzanie z wykorzystaniem kawitacji ultradźwiękowej zapewnia oszczędności kosztów i sprawia, że proces staje się przyjazny dla środowiska.
Ze względu na niedawny i utrzymujący się wzrost cen energii jej zużycie ma bezpośredni i znaczący wpływ na koszty przetwarzania materiałów, takich jak farby drukarskie, powłoki i biodiesel.
Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher zużywają mniej energii niż tradycyjne systemy mechaniczne i zapewniają lepsze wyniki przetwarzania. Dlatego zastąpienie mieszalników rotor–stator i homogenizatorów wysokociśnieniowych sonikacją pozwala znacznie ograniczyć zużycie energii elektrycznej. Może to przełożyć się na znaczne oszczędności kosztów na przestrzeni lat.
Ciepło tarcia to niewykorzystana energia
Konwencjonalne systemy tracą energię w postaci ciepła tarcia. Pompy wysokociśnieniowe do homogenizatorów wysokociśnieniowych, a także mieszalniki łopatkowe o wysokiej intensywności ścinania i młyny kulkowe z mieszadłem wywołują silne turbulencje w przetwarzanej cieczy. Turbulencje te powodują tarcie między cząstkami cieczy oraz między cieczą a mieszającymi elementami urządzenia. Tarcie przekształca dostarczoną energię w ciepło tarcia. Ta część dostarczonej energii jest tracona, ponieważ nie wywołuje żadnego efektu dyspergowania, homogenizacji ani mielenia.
Podobnie jest przy porównaniu tradycyjnej żarówki ze świetlówką: tradycyjna żarówka przekształca znaczną część energii w ciepło. Dlatego potrzebuje więcej energii, aby zapewnić taki sam poziom oświetlenia.
W przypadku konwencjonalnych systemów mieszania nagrzewanie wskutek tarcia sprawia, że do chłodzenia cieczy podczas przetwarzania potrzebna jest dodatkowa energia.
Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher charakteryzują się bardzo wysoką sprawnością energetyczną przy przekształcaniu energii elektrycznej w kawitację w cieczy.
w cieczy. Całkowita sprawność energetyczna przemysłowych urządzeń ultradźwiękowych wynosi ok. 80-90%, od gniazdka elektrycznego do cieczy
(kliknij powyższy obraz, aby powiększyć wykres).
Co ważniejsze, siły kawitacyjne wywierają duże naprężenia na cząstki. Dlatego uzyskanie dobrej dyspersji, emulsji lub mniejszego rozmiaru cząstek wymaga zazwyczaj mniej energii. Sonikacja za pomocą urządzeń Hielscher powoduje nagrzewanie wskutek tarcia, jednak w znacznie mniejszym stopniu niż standardowe mieszanie mechaniczne. Ten mniejszy udział przekłada się na dodatkowy wzrost sprawności, ponieważ do uzyskania takiego samego stopnia dyspergowania lub homogenizacji potrzeba mniej energii, co z kolei zmniejsza zapotrzebowanie na energię do chłodzenia przetwarzanej cieczy.
Przykład: przetwarzanie biodiesla
Zużycie energii i jej oszczędzanie są niezwykle ważne, szczególnie przy przetwarzaniu paliw alternatywnych i zrównoważonych, takich jak biodiesel. Energia elektryczna zużywana do produkcji „zielonego” paliwa ma bezpośredni wpływ na całkowity bilans energetyczny i bilans CO2 tego paliwa.
Wykres po prawej stronie (kliknij, aby powiększyć) przedstawia porównanie kawitacji ultradźwiękowej, mieszania przy wysokiej intensywności ścinania i kawitacji hydrodynamicznej. Wykorzystanie urządzeń ultradźwiękowych Hielscher do przetwarzania biodiesla wymaga ok. 1,4kWh/m³. Uzyskanie podobnego wyniku przy użyciu hydrodynamicznej kawitacji wywoływanej impulsami magnetycznymi wymaga ok. 32,0kWh/m³. Mieszanie przy wysokiej intensywności ścinania wymaga ok. 4,4kWh/m³. Oznacza to, że hydrodynamiczna kawitacja impulsowa wymaga ok. 23 razy więcej energii, a mieszanie przy wysokiej intensywności ścinania ok. 3 razy więcej energii niż urządzenia ultradźwiękowe Hielscher, aby zapewnić taką samą wydajność przetwarzania.
Prowadzi to do znacznie wyższych rocznych kosztów energii elektrycznej. Jest to istotny czynnik wpływający na koszty posiadania, który należy ocenić przy inwestowaniu w technologię przetwarzania.
Dowiedz się więcej o oszczędności energii podczas ultradźwiękowego przetwarzania biodiesla!
Łatwe przejście na nową technologię
Sprawność procesową urządzeń ultradźwiękowych Hielscher można łatwo przetestować w mniejszej skali. Zazwyczaj urządzenie UIP1000hd (1kW) jest wykorzystywane do opracowywania procesu przy natężeniach przepływu od 0,5L do 1000L na godzinę. W tej skali sprawność przetwarzania można zoptymalizować, zmieniając amplitudę, ciśnienie i natężenie przepływu. W rezultacie uzyskasz jednostkowe zapotrzebowanie na energię dla swojego procesu. Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher umożliwiają liniowe zwiększanie skali, dzięki czemu jednostkowe zapotrzebowanie na energię pozostaje stałe w każdej skali. Pozwala to określić moc urządzeń potrzebną do uzyskania dowolnej wydajności przetwarzania oraz roczne zużycie energii elektrycznej.