การใช้คลื่นอัลตราโซนิกช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่าย

การเปลี่ยนจากเครื่องโฮโมจีไนเซอร์ เครื่องผสมแบบไฮโดรไดนามิก และเครื่องบดแบบกวนที่ใช้กันทั่วไป มาเป็นการแปรรูปด้วยคาวิเทชันจากคลื่นอัลตราโซนิก ช่วยทั้งประหยัดค่าใช้จ่ายและทำให้กระบวนการแปรรูปเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากราคาพลังงานที่เพิ่มขึ้นในช่วงที่ผ่านมาและยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การใช้พลังงานจึงส่งผลโดยตรงและอย่างมากต่อต้นทุนการแปรรูปวัสดุ เช่น หมึก, สารเคลือบ และ ไบโอดีเซล.

อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ใช้พลังงานน้อยกว่าระบบเชิงกลแบบดั้งเดิมและให้ผลการแปรรูปที่เหนือกว่า ดังนั้น การเปลี่ยนจากเครื่องผสมแบบโรเตอร์–สเตเตอร์และเครื่องโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงมาใช้คลื่นอัลตราโซนิกจึงช่วยประหยัดไฟฟ้าได้อย่างมาก ซึ่งอาจช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นจำนวนมากตลอดหลายปี

ความร้อนจากแรงเสียดทานคือพลังงานที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์

ระบบแบบดั้งเดิมสูญเสียพลังงานไปเป็นความร้อนจากแรงเสียดทาน ปั๊มแรงดันสูงสำหรับเครื่องโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง รวมถึงเครื่องผสมแบบใบมีดที่ให้แรงเฉือนสูงและเครื่องบดแบบเม็ดบีดที่มีการกวน ทำให้เกิดการไหลปั่นป่วนอย่างรุนแรงในของเหลวระหว่างการแปรรูป การไหลปั่นป่วนนี้ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคของของเหลว และระหว่างของเหลวกับชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่กวนของอุปกรณ์ แรงเสียดทานเปลี่ยนพลังงานที่ป้อนเข้าไปให้เป็นความร้อนจากแรงเสียดทาน พลังงานส่วนนี้สูญเสียไป เนื่องจากไม่ได้ก่อให้เกิดผลในการกระจายตัว การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน หรือการบดแต่อย่างใด

เช่นเดียวกับการเปรียบเทียบระหว่างหลอดไฟแบบดั้งเดิมกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดไฟแบบดั้งเดิมเปลี่ยนพลังงานส่วนใหญ่ให้เป็นความร้อน จึงต้องใช้พลังงานมากกว่าเพื่อให้ความสว่างในระดับเดียวกัน

ในกรณีของระบบผสมแบบดั้งเดิม ความร้อนจากแรงเสียดทานทำให้ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมเพื่อระบายความร้อนของของเหลวระหว่างการแปรรูป

อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงมากในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็น คาวิเทชัน ภายในของเหลว

ภายในของเหลว ประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์อัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรม ตั้งแต่ปลั๊กไฟจนถึงของเหลว อยู่ที่ประมาณ 80–90%

(คลิกภาพด้านบนเพื่อขยายแผนภูมิ).

สิ่งที่สำคัญยิ่งกว่าคือ แรงจากคาวิเทชันทำให้อนุภาคได้รับความเค้นสูง ด้วยเหตุนี้ โดยทั่วไปจึงใช้พลังงานน้อยกว่าเพื่อให้ได้การกระจายตัวที่ดี อิมัลชัน หรือขนาดอนุภาคที่เล็กลง การใช้คลื่นอัลตราโซนิกของ Hielscher ทำให้เกิดความร้อนจากแรงเสียดทานจริง แต่ในสัดส่วนที่ต่ำกว่าการผสมเชิงกลมาตรฐานมาก สัดส่วนที่ต่ำกว่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ โดยใช้พลังงานน้อยลงเพื่อให้ได้ระดับการกระจายตัวหรือการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่เท่ากัน และยังช่วยลดพลังงานที่ต้องใช้ในการระบายความร้อนของของเหลวที่ผ่านการแปรรูปด้วย

ตัวอย่าง: การแปรรูปไบโอดีเซล

โดยเฉพาะในการแปรรูปเชื้อเพลิงทางเลือกและเชื้อเพลิงที่ยั่งยืน เช่น ไบโอดีเซล การใช้พลังงานและการอนุรักษ์พลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่ง ไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิง “สีเขียว” มีผลโดยตรงต่อสมดุลพลังงานโดยรวมและสมดุล CO₂ ของเชื้อเพลิง

แผนภูมิด้านขวา (คลิกเพื่อดูภาพขนาดใหญ่) แสดงการเปรียบเทียบระหว่างคาวิเทชันจากคลื่นอัลตราโซนิก การผสมด้วยแรงเฉือนสูง และคาวิเทชันแบบไฮโดรไดนามิก การใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สำหรับ การแปรรูปไบโอดีเซล ต้องใช้พลังงานประมาณ 1.4kWh/m³. การใช้คาวิเทชันแบบไฮโดรไดนามิกจากอิมพัลส์แม่เหล็กเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกัน ต้องใช้พลังงานประมาณ 32.0kWh/m³. การผสมด้วยแรงเฉือนสูงต้องใช้พลังงานประมาณ 4.4kWh/m³. ซึ่งหมายความว่า คาวิเทชันแบบไฮโดรไดนามิกจากอิมพัลส์ต้องใช้พลังงานประมาณ 23 เท่า และการผสมด้วยแรงเฉือนสูงต้องใช้พลังงานประมาณ 3 เท่า เมื่อเทียบกับอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher เพื่อให้ได้ปริมาณการแปรรูปต่อหน่วยเวลาเท่ากัน

สิ่งนี้ทำให้ค่าไฟฟ้ารายปีสูงขึ้นอย่างมาก ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญด้านต้นทุนการเป็นเจ้าของที่ต้องประเมินเมื่อลงทุนในเทคโนโลยีการแปรรูป
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประหยัดพลังงานในการแปรรูปไบโอดีเซลด้วยคลื่นอัลตราโซนิก!

เปลี่ยนมาใช้ได้อย่างง่ายดาย

อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถทดสอบประสิทธิภาพของกระบวนการในขนาดเล็กได้อย่างง่ายดาย โดยทั่วไป UIP1000hd (1kW) ใช้ในการพัฒนากระบวนการสำหรับอัตราการไหลตั้งแต่ 0.5L ถึง 1000L ต่อชั่วโมง ในระดับขนาดนี้ สามารถปรับประสิทธิภาพการแปรรูปให้เหมาะสมที่สุดได้โดยเปลี่ยนแอมพลิจูด ความดัน และอัตราการไหล ผลที่ได้คือ คุณจะทราบความต้องการพลังงานจำเพาะสำหรับกระบวนการของคุณ อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher รองรับการขยายขนาดแบบเชิงเส้น ทำให้ความต้องการพลังงานจำเพาะคงที่ในทุกระดับขนาด ด้วยวิธีนี้ คุณจึงทราบกำลังของอุปกรณ์ที่ต้องใช้สำหรับกำลังการแปรรูปใด ๆ ตลอดจนปริมาณการใช้ไฟฟ้ารายปี