Ultrazvuk šetrí energiu a náklady
Prechod z konvenčných homogenizátorov, hydrodynamických miešadiel a miešaných mlynov na ultrazvukové kavitačné spracovanie šetrí náklady a robí spracovanie šetrným k životnému prostrediu.
Vzhľadom na nedávny a pokračujúci rast cien energií má spotreba energie priamy a podstatný vplyv na náklady na spracovanie materiálov, ako sú Atramenty, Nátery a Bionafta.
Ultrazvukové zariadenia Hielscher spotrebujú menej energie ako tradičné mechanické systémy a dosahujú vynikajúce výsledky spracovania. Preto prechod z rotor-stator-mixér a vysokotlakových homogenizátorov na ultrazvuk šetrí značnú elektrickú energiu. To sa môže v priebehu rokov premietnuť do značných úspor nákladov.
Trecie teplo je nevyužitá energia
Konvenčné systémy strácajú energiu na trecie teplo. Vysokotlakové čerpadlá pre vysokotlakové homogenizátory, ako aj vysokostrihové lopatkové miešadlá a miešané guľôčkové mlyny vytvárajú vysokú turbulenciu v kvapaline pri jej spracovaní. Tieto turbulencie spôsobujú trenie medzi časticami kvapaliny a medzi kvapalinou a miešajúcimi časťami zariadenia. Trenie premieňa vstupnú energiu na trecie zahrievanie. Táto časť vstupnej energie sa stráca, pretože nevytvára žiadny dispergačný, homogenizačný ani mletý efekt.
Podobne ako porovnanie medzi konvenčnou žiarovkou a žiarivkou, konvenčná premieňa veľkú časť energie na teplo. Preto vyžaduje viac energie na zabezpečenie rovnakej úrovne svetla.
V prípade konvenčných zmiešavacích systémov vytvára trecí ohrev dodatočnú energiu potrebnú na chladenie kvapaliny počas spracovania.
Ultrazvukové prístroje Hielscher majú veľmi vysokú energetickú účinnosť pri premene elektrickej energie na Kavitácie v kvapaline.
v kvapaline. Celková energetická účinnosť priemyselných ultrazvukových zariadení je cca. 80-90% od zástrčky do kvapaliny
(Kliknutím na obrázok vyššie graf zväčšíte).
Dôležitejšie je, že kavitačné sily kladú na častice veľký stres. Preto je zvyčajne potrebné menej energie na získanie dobrej disperzie, emulzie alebo menšej veľkosti častíc. Hielscherova ultrasonikácia vytvára trecie zahrievanie, aj keď v oveľa nižšom pomere ako štandardné mechanické miešanie. Tento nižší pomer sa premieta do dodatočnej účinnosti tým, že vyžaduje menej energie na zabezpečenie rovnakej úrovne dispergácie alebo homogenizácie a následne znižuje energiu potrebnú na chladenie spracovanej kvapaliny.
Príklad: Spracovanie bionafty
Najmä pri spracovaní alternatívnych a udržateľných palív, ako je bionafta, je mimoriadne dôležitá spotreba energie a ich šetrenie. Elektrická energia použitá na výrobu “zelený” palivo má priamy vplyv na palivá celkovú energiu a CO2 bilancia.
Tabuľka vpravo (kliknutím zväčšíte zobrazenie) ukazuje porovnanie medzi ultrazvukovou kavitáciou, miešaním s vysokým šmykom a hydrodynamickou kavitaciou. Používanie ultrazvukových prístrojov Hielscher na Spracovanie bionafty vyžaduje cca. 1,4 kWh/m³. Na dosiahnutie podobného výsledku pomocou hydrodynamickej magnetickej impulznej kavitácie je potrebný cca. 32,0 kWh/m³. Mixovanie s vysokým strihom vyžaduje cca. 4,4 kWh/m³. To znamená, že hydrodynamická impulzná kavitácia vyžaduje cca. 23-krát viac energie a miešanie pri vysokom šmyku cca. 3-krát viac energie ako ultrazvukové zariadenia Hielscher, aby sa zabezpečila rovnaká priepustnosť.
To vedie k výrazne vyšším ročným nákladom na elektrinu. Ide o hlavný faktor nákladov na vlastníctvo, ktorý je potrebné vyhodnotiť pri investovaní do technológie spracovania.
Jednoduchá zmena
Ultrazvukové prístroje Hielscher je možné ľahko otestovať na efektivitu procesov v menšom meradle. Typicky UIP1000hd (1 kW) sa používa na vývoj procesu pre prietoky od 0,5 l do 1000 l za hodinu. V tomto rozsahu je možné optimalizovať účinnosť spracovania zmenou amplitúdy, tlaku a prietoku. Vďaka tomu získate špecifickú energetickú požiadavku pre váš proces. Ultrazvukové zariadenia Hielscher umožňujú lineárne zväčšenie, takže špecifická energetická potreba zostáva konštantná v akomkoľvek rozsahu. Podľa toho poznáte výkon zariadenia potrebný pre akúkoľvek spracovateľskú kapacitu, ako aj ročnú spotrebu elektrickej energie.