A ultrassonicação poupa energia e reduz custos
A mudança de homogeneizadores convencionais, misturadores hidrodinâmicos e moinhos com agitação para o processamento por cavitação ultrassónica permite reduzir custos e torna o processamento ecológico.
Devido ao aumento recente e contínuo dos preços da energia, o consumo de energia tem um efeito direto e substancial nos custos de processamento de materiais, como tintas, revestimentos e biodiesel.
Os dispositivos ultrassónicos Hielscher consomem menos energia do que os sistemas mecânicos tradicionais e alcançam resultados de processamento superiores. Por isso, a mudança de misturadores rotor-estator e homogeneizadores de alta pressão para a ultrassonicação permite poupar uma quantidade significativa de eletricidade. Isto pode traduzir-se numa redução substancial dos custos ao longo dos anos.
O calor de atrito é energia não utilizada
Os sistemas convencionais perdem energia sob a forma de calor de atrito. As bombas de alta pressão para homogeneizadores de alta pressão, bem como os misturadores de lâminas de elevado cisalhamento e os moinhos de esferas com agitação, geram uma elevada turbulência no líquido durante o processamento. Esta turbulência provoca atrito entre as partículas do líquido e entre o líquido e as peças do equipamento responsáveis pela agitação. O atrito converte a energia fornecida em aquecimento por atrito. Esta parte da energia fornecida perde-se, pois não produz qualquer efeito de dispersão, homogeneização ou moagem.
Tal como na comparação entre uma lâmpada convencional e uma lâmpada fluorescente, a lâmpada convencional converte grande parte da energia em calor. Por isso, necessita de mais energia para proporcionar o mesmo nível de iluminação.
No caso dos sistemas de mistura convencionais, o aquecimento por atrito torna necessária energia adicional para arrefecer o líquido durante o processamento.
Os dispositivos ultrassónicos Hielscher apresentam uma eficiência energética muito elevada na conversão de eletricidade em cavitação no líquido.
no líquido. A eficiência energética global dos dispositivos ultrassónicos industriais é de aprox. 80–90%, da tomada elétrica até ao líquido
(clique na imagem acima para ampliar o gráfico).
Mais importante ainda, as forças de cavitação exercem uma tensão considerável sobre as partículas. É por isso que, normalmente, é necessária menos energia para obter uma boa dispersão, uma emulsão ou um tamanho de partícula menor. A ultrassonicação Hielscher produz efetivamente aquecimento por atrito, embora numa proporção muito inferior à da mistura mecânica convencional. Esta proporção inferior traduz-se em ganhos adicionais de eficiência, ao exigir menos energia para proporcionar o mesmo nível de dispersão ou homogeneização e, por sua vez, reduz a energia necessária para arrefecer o líquido processado.
Exemplo: processamento de biodiesel
Particularmente no processamento de combustíveis alternativos e sustentáveis, como o biodiesel, o consumo de energia e a sua poupança são extremamente importantes. A eletricidade utilizada no fabrico do combustível «verde» tem um impacto direto no balanço global de energia e de CO2 do combustível.
O gráfico à direita (clique para ampliar) apresenta uma comparação entre a cavitação ultrassónica, a mistura de elevado cisalhamento e a cavitação hidrodinâmica. A utilização de dispositivos ultrassónicos Hielscher para o processamento de biodiesel requer aprox. 1,4kWh/m³. Para obter um resultado semelhante utilizando cavitação hidrodinâmica por impulsos magnéticos, são necessários aprox. 32,0kWh/m³. A mistura de elevado cisalhamento requer aprox. 4,4kWh/m³. Isto significa que a cavitação hidrodinâmica por impulsos requer aprox. 23 vezes mais energia e a mistura de elevado cisalhamento aprox. 3 vezes mais energia do que os dispositivos ultrassónicos Hielscher para proporcionar a mesma capacidade de processamento.
Isto conduz a custos anuais de eletricidade significativamente mais elevados. Este é um fator importante do custo de propriedade que deve ser avaliado ao investir numa tecnologia de processamento.
Leia mais sobre a poupança de energia no processamento ultrassónico de biodiesel!
Uma mudança fácil
A eficiência de processamento dos dispositivos ultrassónicos Hielscher pode ser facilmente testada a uma escala menor. Normalmente, o UIP1000hd (1kW) é utilizado no desenvolvimento de processos para caudais de 0,5L a 1000L por hora. A esta escala, a eficiência do processamento pode ser otimizada variando a amplitude, a pressão e o caudal. Como resultado, obterá a necessidade específica de energia do seu processo. Os dispositivos ultrassónicos Hielscher permitem um aumento linear de escala, pelo que a necessidade específica de energia permanece constante a qualquer escala. Assim, fica a conhecer a potência do equipamento necessária para qualquer capacidade de processamento, bem como o consumo anual de eletricidade.