Effektiva Bioraffinaderier via Ultraljud Process Intensifiering

Ultraljud är en process intensifiera teknik, som genomförs i olika processer i bioraffinaderier. Typiska processer som gynnas avsevärt av ultraljudsbehandling är extraktion, långsamma heterogena reaktioner samt andra applikationer som innebär intensiv blandning, homogeniaztion och spridning. Ultraljud påskyndar processer och reaktioner och gör dem mer effektiva. Resultat av ultraljud-främjas processer är högre avkastning / output och högre omvandlingsfrekvens.

Vad är Bio-raffinaderier?

Ett bioraffinaderi är en produktionsanläggning som integrerar ombyggnadsprocesser för biomassa och bearbetningsutrustning för att producera bränslen, energi och andra nyttiga produkter som kemikalier från biomassaråvaran. Typisk biomassa som bearbetas i bioraffinaderier omfattar råvaror som jordbruksavfall och biprodukter, som är upp-cyklerade i olika förädlingsvärde, biobaserade produkter, t.ex. Produktionsprocesserna för ett bioraffinaderi är tänkta att vara hållbara och miljöanpassade. I likhet med konventionella raffinaderier kan bioraffinaderier tillhandahålla flera kemikalier genom att fraktionera en initial råvara (biomassa) till flera intermediärer (kolhydrater, proteiner, triglycerider) som kan omvandlas ytterligare till mervärdesprodukter. En central egenskap hos bioraffinaderier är valorisering och återvinning /upcycling av avfall som jordbruks-, stadsavfall, och industriavfall med hjälp av att omvandla värdelös biomassa till värdefulla material.

Ultraljud intensifierade Biorefineries

Genom integration av ultraljud, många processer såsom utvinning, matsmältning, sönderfall, transesterifiering bland många andra kan köras betydligt effektivare. Ultraljud process intensifiering i ett bioraffinaderi syftar främst till att förbättra avkastningen, att göra processer mer tids- och energieffektiva och att förbättra renhet och kvalitet av slutprodukten. Ultraljud kan bidra till olika bioraffinaderi processer.

Hur fungerar Sonication? – Den arbetande principen för ultraljud

För högpresterande ultraljud bearbetning, högintensiva, lågfrekventa ultraljud genereras av en ultraljud generator och överförs via en ultraljudssond (sonotrode i en vätska. Högeffektsultraljud anses vara ultraljud i intervallet 16-30kHz. Ultraljudssonden expanderar och kontrakt e.g., på 20kHz, överför därmed 20.000 vibrationer per sekund in i mediet. När ultraljudsvågorna färdas genom vätskan, växlande högtryck (kompression) / lågtrycks (rarefaction eller expansion) cykler skapa minut vakuum bubblor eller håligheter, som växer under flera tryck cykler. Under kompressionsfasen av vätskan och bubblorna är trycket positivt, medan rarefaction-fasen ger ett vakuum (undertryck.) Under kompression-expansionscyklerna växer håligheterna i vätskan tills de når en storlek, vid vilken de inte kan absorbera mer energi. Vid denna punkt, imploderar de våldsamt. Implosionen av dessa håligheter resulterar i olika mycket energiska effekter, som är kända som fenomenet akustisk / ultraljud kavitation. Akustisk kavitation kännetecknas av grenrör mycket energisk effekter, som påverkar vätskor, fasta / flytande system samt gas / flytande system. Den energitäta zonen eller cavitational zonen är känd som så kallade hot-spot zon, som är mest energitäta i närheten av ultraljud sonden och minskar med ökande avstånd från sonotrode. Bilden vänster visar intensiv kavitation på en 1kW ultraljud sond i vatten. De viktigaste egenskaperna hos ultraljud kavitation inkluderar lokalt förekommande mycket höga temperaturer och tryck och respektive differentialer, turbulenser, och flytande streaming. Under implosion av ultraljud håligheter i ultraljud hot-spots, temperaturer på upp till 5000 Kelvin, tryck på upp till 200 atmosfärer och flytande jetplan med upp till 1000km / h kan mätas. Dessa enastående energiintensiva förhållanden bidrar till sonomekaniska och sonochemical effekter som intensifierar biomassa och kemiska system på olika sätt.
Ultarsonications huvudsakliga inverkan på biomassan är resultatet av följande effekter:

• Högskjuvning: Ultraljud högskjuvning krafter störa vätskor och vätskefasta system orsakar intensiv agitation, homogenisering och massöverföring.
• Effekt: Flytande jetplan och streaming som genereras av ultraljud kavitation accelerera fasta ämnen i vätskor, vilket leder därefter till interparticluar kollision. När partiklar kolliderar i mycket höga hastigheter eroderar de, splittras och fräss och sprids fint, ofta ner till nano-storlek. För biologisk materia som växtvävnad och bioavfall stör de höga hastighetsflytande jetstrålarna och de växlande tryckcyklerna cellväggarna och släpper det intracellulära materialet. Detta resulterar i mycket effektiv utvinning av bioaktiva föreningar och homogen blandning av biomassa.
• Agitation: Ultraljud orsakar intensiva turbulenser, skjuvkrafter och mikro-rörelse i vätskan eller flytgödsel. Därmed intensifierar ultraljudsbehandling alltid massöverföring och accelererar därigenom reaktioner och processer.

Högpresterande ultraljud är en process intensifiera teknik som tillämpas på flera branscher. Ultraljud används för att bearbeta vätskor och uppslamningar för att blanda och homogenisera, främja massöverföring, extrahera föreningar och/eller för att initiera kemiska reaktioner.

Vanliga tillämpningar av ultraljud i bioraffinaderier är:

• Produktion av bio etanol
• utvinning av värdefulla föreningar från biomassa (t.ex. proteiner, pektiner, stärkelse etc.)
• biodieselsyntes från förbrukade vegetabiliska oljor och animaliska fetter
• Bio diesel från alger Oil
• lignocellulosa behandling
• modifiering av stärkelse

Högpresterande ultraljud processorer för Biorefineries

Hielscher Ultrasonic tillverkar och distribuerar högskjuvning ultraljud blandare för högpresterande tillämpning såsom homogenisering, blandning, cell störningar, sönderfall, utvinning, spridning, avgasning och inledandet av kemiska reaktioner. Ultraljudsreaktorer genomförs i bioraffinaderier över hela världen för att öka effektiviteten, avkastningen och omvandlingsfrekvensen av olika processer.
Högpresterande ultraljudsutrustning för bioraffinaderiprocesser är lätt tillgänglig för bänk-top, pilot och industriell installation. Eftersom ultraljud applikationer såsom utvinning, sönderfall, upplösning, förbättring av massöverföring, homogenisering och avarering är redan etablerade processer, övergången från första försök, optimering till din specifika processkrav och installation av en helt-industriell ultraljud separation och / eller urlakning system är snabb och enkel.
Hielscher Ultrasonics levererar högpresterande ultrasonicators i valfri storlek och kapacitet. Med UIP16000 (16kW) tillverkar Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsprocessorn i hela världen. Den UIP16000 samt alla andra industriella ultraljud system kan lätt kluster till erforderlig bearbetningskapacitet. Alla Hielscher ultrasonicators är byggda för 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer.

Ultraljud Sonder och Sono-Reaktorer för valfri volym

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutrustningen för din applikation, processkapacitet och produktionsmål.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultraljud processorer är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i R&D och produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten hos sonochemically och sonomekaniskt inducerade reaktioner. Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att bearbeta biomassa under de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för mest effektiva biomassa upcycling!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina krav på biorefiningsprocess.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultrasonicators är designade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet hielschers ultraljud utrustning gör det ett arbete häst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande ultraljud sonder och reaktorer. Vårt skickliga team är redo att hjälpa dig med processkunskap, utbildning och support.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: