Hladno mešavina asfalta – Proizvodi bolji kvalitet koristeći Sonikation

Cold mik asfaltne emulzije kritično zavise od kontrole distribucije veličine kapljica, viskoznosti i stabilnosti, a minimizira unos energije potreban za obradu. Hielscher sonicatori razbijaju kapljice efikasno, skraćuju vreme obrade, i omogućavaju vam da pogodi strože specifikacije sa manje surfaktant i na nižim temperaturama. Ova stranica detaljno opisuje mehanizam, put skaliranja u tri koraka i teške inženjerske izbore koji čine Hielscher sonicatori pouzdano rade u proizvodnji asfalta hladne mešavine.

Zašto koristiti sonikatore za hladnu mešavinu asfaltnih emulzija

Primarne ekonomske poluge su kompresija vremena boravka, niža potražnja emulgatora na istoj ciljnoj veličini kapljica, uži raspon i samim tim bolja stabilnost skladištenja, kao i mogućnost da radi na nižoj temperaturi procesa. U poređenju sa rotora-statora ili koloidnih mlinova, ultrazvuk isporučuje energiju kroz kavitacijske mikromlazove, a ne smicanje između alata i statora, što se pretvara u brži raspad kapljica na datom specifičnom unosu energije.

• Izmerena smanjenja viskoznosti oko 20 do 30 procenata u nepromenjenoj formulaciji nakon ultrazvučne obrade, u kombinaciji sa prelaskom na manje, više monodisperzne emulzije kapljice.
• Surfaktant uštede od 10 do 30 odsto za datu ciljnu d90 i prozor stabilnosti, jer polje kavitacije može generisati fine kapljice.
• Kraće vreme obrade i manji otisci opreme, jer ultrazvučnost može da postigne viskoznost specifikaciju i veličinu kapljica inline ultrazvukom.
• Niže temperature mešanja, što smanjuje potrošnju energije i izloženost radnika isparenjima, dok je usklađeno sa inicijativama EU i SAD za dekarbonizaciju materijala za popločavanje.

Mehanizam: Smanjenje veličine kapljica i disperzija na pogon kavitacije

Za razliku od čisto mehaničkog smicanja, akustična kavitacija stvara lokalne promene pritiska od stotina bara i mikromlazova sa brzinama u redosledu od desetina do stotina metara u sekundi. U hladnoj mešavini asfaltnih emulzija, ovo proizvodi dva sinergistička efekta. Prvo, brzo smanjenje veličine kapljica do uže distribucije, snižavanje viskoznosti pri konstantnom sadržaju čvrstih materija. Drugo, intenzivno mikro-mešanje na molekularnoj skali koja ubrzava adsorpciju emulgatora na novom interfejsu, stabilizujući emulziju bez potrebe za predoziranjem emulgatora. Neto rezultat je formulacija koja pumpa i postavlja lakše, sa poboljšanom dugoročnom stabilnošću.

Linearna skala: Konstantna specifična energija, konstantna amplituda, konstantan pritisak

Praktično pravilo za skaliranje ultrazvuka je jednostavno. Ako zadržite specifični unos energije (kVh po toni), akustičnu amplitudu na licu sonotrode i konstantu pritiska reaktora, kvalitet emulzije će biti nepromenljiv u svim skalama. Ovo nije heuristika. To je kako intenzitet kavitacije i dinamika mehurića koreliraju sa akustičnim poljem, i zašto industrijska sonikacija može biti projektovana deterministički. Drugim rečima, protokol koji koristite na UP400St sonikatoru na 40 procenata amplitude i 0,6 kVh / t će se reprodukovati na 4kUIP6000hdT sistemu isporukom iste energije po masi pri istoj amplitudi kroz protočnu ćeliju koja radi pod istim pritiskom.

Put u tri koraka od ideje do proizvodnje

1) Laboratorijsko testiranje sa UP400St Počnite skriningom formulacija i odnosa na kompaktnom UP400St sonikatoru (400 V). Radite u serijskom ili recirkulacionom režimu sa malom ćelijom protoka za snimanje amplitude, temperature i specifične energije. U roku od jednog dana obično zagradite specifični energetski prozor koji daje željenu distribuciju veličine kapljica i viskozitet bez fazne inverzije ili prekomernog zagrevanja.

2) Optimizacija procesa sa UIP2000hdT
Pređite na UIP2000hdT (2 kV) da biste potvrdili kontinuiranu obradu, izmerili efekte pritiska i optimizirali protok u odnosu na kvalitet. Ovde zaključate u radnom ciklusu, inline kontrolu temperature, i pritisak (obično 2 do 5 bara za intenziviranje kavitacije). Ovo je mesto gde dokazujete uštedu surfaktanata, ciljni d90 ili raspon, i ostvarivo vreme boravka pri realnim brzinama protoka, dok evidentiranje energije za OPEK bilans.

3) Skaliranje do proizvodnje sa 4kUIP6000hdT
Podešavanja zvučnika u punom obimu često koriste paralelizaciju da pogodi nekoliko tona na sat. Na primer, četiri UIP6000hdT (6 kV svaki) paralelno na 0,5 kVh / t specifičnog energetskog procesa oko 10 do 12 t / h. Budući da su uređaji kontrolisani amplitudom i opremljeni reaktorima protočnih ćelija i booster rogovima, akustično polje je ponovljivo. To znači da vaš d50, raspon i Brookfield viskoznost odgovaraju pilot podacima unutar analitičkog rasipanja.

Upoređivanje ultrazvuka sa rotora-statora i koloidnih mlinova

Rotor-stator i koloidni mlinovi su robusni i poznati, ali oni trguju intenzitet energije za vreme boravka i velike otiske. Oni takođe vezuju veličinu kapljica za veoma uske prozore procesa i mogu zahtevati povišene temperature kako bi se izbegli šiljci viskoznosti. Ultrazvuk razdvaja lom kapljica od smicanja između pokretnih delova i umesto toga koristi kavitaciju, tako da dostignete iste ili bolje veličine kapljica u kraćim vremenima pri sličnoj ili nižoj ukupnoj specifičnoj energiji. Održavanje je takođe drugačije. Ne postoje čvrste tolerancije za držanje između statora i rotora. Praktično, operateri prijavljuju brže cikluse čišćenja na mestu i lakše prebacivanje između formulacija.