Ultraljudsbehandling sparar energi och kostnader
Att byta från konventionella homogenisatorer, hydrodynamiska blandare och omrörda kvarnar till bearbetning med ultraljudskavitation ger både kostnadsbesparingar och gör bearbetningen miljövänlig.
På grund av den senaste tidens och den fortsatta ökningen av energipriserna har energiförbrukningen en direkt och betydande inverkan på bearbetningskostnaderna för material som tryckfärger, beläggningar och biodiesel.
Hielschers ultraljudsapparater förbrukar mindre energi än traditionella mekaniska system och ger överlägsna bearbetningsresultat. Att byta från rotor–stator-blandare och högtryckshomogenisatorer till ultraljudsbehandling sparar därför betydande mängder el. Detta kan ge avsevärda kostnadsbesparingar under årens lopp.
Friktionsvärme är outnyttjad energi
Konventionella system förlorar energi i form av friktionsvärme. Högtryckspumpar för högtryckshomogenisatorer samt bladblandare med höga skjuvkrafter och omrörda pärlkvarnar skapar kraftig turbulens i vätskan under bearbetningen. Denna turbulens orsakar friktion mellan vätskepartiklarna och mellan vätskan och utrustningens omrörande delar. Friktionen omvandlar tillförd energi till friktionsvärme. Denna del av den tillförda energin går förlorad eftersom den inte ger någon dispergerande, homogeniserande eller malande effekt.
Ungefär som vid en jämförelse mellan en konventionell glödlampa och en lysrörslampa omvandlar den konventionella lampan en stor del av energin till värme. Därför kräver den mer energi för att ge samma ljusnivå.
I konventionella blandningssystem gör friktionsvärmen att ytterligare energi behövs för att kyla vätskan under bearbetningen.
Hielschers ultraljudsapparater har mycket hög energieffektivitet vid omvandling av el till kavitation i vätskan.
i vätskan. De industriella ultraljudsapparaternas totala energieffektivitet är cirka 80–90% från eluttaget till vätskan
(klicka på bilden ovan för att förstora diagrammet).
Ännu viktigare är att kavitationskrafterna utsätter partiklarna för stora påfrestningar. Därför krävs vanligtvis mindre energi för att åstadkomma en bra dispersion, en emulsion eller en mindre partikelstorlek. Ultraljudsbehandling med Hielscher ger visserligen upphov till friktionsvärme, men i betydligt lägre grad än vanlig mekanisk blandning. Denna lägre andel ger ytterligare effektivitetsvinster genom att mindre energi krävs för att uppnå samma grad av dispergering eller homogenisering, vilket i sin tur minskar den energi som krävs för att kyla den bearbetade vätskan.
Exempel: Bearbetning av biodiesel
Särskilt vid bearbetning av alternativa och hållbara bränslen, som biodiesel, är energiförbrukning och energibesparing ytterst viktiga. Den el som används för att tillverka det ”gröna” bränslet har en direkt inverkan på bränslets totala energi- och CO2 -balans.
Diagrammet till höger (klicka för en större bild) visar en jämförelse mellan ultraljudskavitation, blandning med höga skjuvkrafter och hydrodynamisk kavitation. Användning av Hielschers ultraljudsapparater för bearbetning av biodiesel kräver cirka 1,4kWh/m³. För att uppnå ett liknande resultat med hydrodynamisk magnetisk impulskavitation krävs cirka 32,0kWh/m³. Blandning med höga skjuvkrafter kräver cirka 4,4kWh/m³. Detta innebär att hydrodynamisk impulskavitation kräver cirka 23 gånger mer energi och blandning med höga skjuvkrafter cirka 3 gånger mer energi än Hielschers ultraljudsapparater för att uppnå samma genomströmning.
Detta leder till betydligt högre årliga elkostnader. Detta är en viktig faktor i den totala ägandekostnaden som måste utvärderas vid investering i en bearbetningsteknik.
Läs mer om energibesparingarna vid ultraljudsbehandling av biodiesel!
Enkelt att byta
Hielschers ultraljudsapparater kan enkelt testas med avseende på processeffektivitet i mindre skala. Vanligtvis används UIP1000hd (1kW) för processutveckling vid flödeshastigheter från 0,5L till 1000L per timme. I denna skala kan bearbetningseffektiviteten optimeras genom att variera amplitud, tryck och flödeshastighet. Därigenom får du fram det specifika energibehovet för din process. Hielschers ultraljudsapparater möjliggör linjär uppskalning, så att det specifika energibehovet förblir konstant oavsett skala. På så sätt vet du vilken utrustningseffekt som behövs för en viss bearbetningskapacitet samt den årliga elförbrukningen.