Ultrasonik Proses Yoğunlaştırma ile Verimli Biyorafineriler

Ultrasonication, biyorafinerilerde çeşitli süreçlere uygulanan bir süreç yoğunlaştırma tekniğidir. Ultrasonik tedaviden önemli ölçüde yararlanan tipik işlemler, ekstraksiyon, yavaş heterojen reaksiyonların yanı sıra yoğun karıştırma, homojenizasyon ve dispersiyon içeren diğer uygulamalardır. Ultrasonication süreçleri ve reaksiyonları hızlandırır ve onları daha verimli hale getirir. Ultrasonik olarak tanıtılan işlemlerin sonuçları, daha yüksek verim / çıktılar ve daha yüksek dönüşüm oranlarıdır.

Biyo-Rafineriler Nedir?

Biyorafineri, biyokütle hammaddesinden yakıt, enerji ve kimyasallar gibi diğer faydalı ürünleri üretmek için biyokütle dönüştürme süreçlerini ve işleme ekipmanlarını entegre eden bir üretim tesisidir. Biyorafinerilerde işlenen tipik biyokütle, gıda, yem, kimyasallar, biyoenerji (biyoyakıtlar, güç ve/veya ısı) gibi çeşitli katma değerli, biyo-bazlı ürünlere dönüştürülen tarımsal atıklar ve yan ürünler gibi hammaddeleri içerir. Bir biyorafinerinin üretim süreçlerinin sürdürülebilir ve çevre dostu olması amaçlanmıştır. Geleneksel rafinerilere benzer şekilde, biyorafineriler, ilk ham maddeyi (biyokütle) daha fazla katma değerli ürünlere dönüştürülebilen çoklu ara ürünlere (karbonhidratlar, proteinler, trigliseritler) bölerek birden fazla kimyasal sağlayabilir. Biyorafinerilerin temel bir özelliği, tarımsal, kentsel ve endüstriyel atıklar gibi atıkların, işe yaramaz biyokütlenin değerli malzemelere dönüştürülmesi yoluyla değerlendirilmesi ve geri dönüştürülmesi/ileri dönüştürülmesidir.

Ultrasonik Yoğunlaştırılmış Biyorafineriler

Ultrasonication entegrasyonu ile, ekstraksiyon, sindirim, parçalanma, transesterifikasyon gibi birçok işlem diğerleri arasında önemli ölçüde daha verimli çalıştırılabilir. Bir biyorafineride ultrasonik işlem yoğunlaştırma, esas olarak verimi artırmayı, süreçleri daha zaman ve enerji verimli hale getirmeyi ve nihai ürünün saflığını ve kalitesini arttırmayı amaçlar. Ultrasonikasyon çeşitli biyorafineri süreçlerine katkıda bulunabilir.

Sonikasyon nasıl çalışır? – Ultrasonun Çalışma Prensibi

Yüksek performanslı ultrasonik işleme için, yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason bir ultrason jeneratörü tarafından üretilir ve bir ultrasonik prob (bir sıvıya sonotrot) yoluyla iletilir. Yüksek güçlü ultrason, 16-30kHz aralığında ultrason olarak kabul edilir. Ultrason probu, örneğin 20kHz'de genişler ve büzülür, böylece ortama saniyede sırasıyla 20.000 titreşim iletir. Ultrasonik dalgalar sıvının içinden geçtiğinde, alternatif yüksek basınç (sıkıştırma) / düşük basınç (seyrekleşme veya genişleme) döngüleri, birkaç basınç döngüsü boyunca büyüyen küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Sıvının ve kabarcıkların sıkıştırma aşaması sırasında, basınç pozitiftir, seyrekleşme aşaması ise bir vakum (negatif basınç) üretir. Sıkıştırma-genleşme döngüleri sırasında, sıvıdaki boşluklar daha fazla enerji ememeyecekleri bir boyuta ulaşana kadar büyürler. Bu noktada, şiddetli bir şekilde patlarlar. Bu boşlukların patlaması, akustik / ultrasonik kavitasyon fenomeni olarak bilinen çeşitli yüksek enerjili etkilere neden olur. Akustik kavitasyon, sıvıları, katı/sıvı sistemlerini ve gaz/sıvı sistemlerini etkileyen çok çeşitli yüksek enerjili etkilerle karakterize edilir. Enerji yoğun bölge veya kavitasyonel bölge, ultrasonik probun yakın çevresinde en enerji yoğun olan ve sonotrottan artan mesafe ile azalan sıcak nokta bölgesi olarak bilinir. Soldaki resim, suda 1kW'lık bir ultrasonik probda yoğun kavitasyonu göstermektedir. Ultrasonik kavitasyonun temel özellikleri, yerel olarak meydana gelen çok yüksek sıcaklıklar ve basınçlar ve ilgili diferansiyeller, türbülanslar ve sıvı akışını içerir. Ultrasonik sıcak noktalardaki ultrasonik boşlukların patlaması sırasında, 5000 Kelvin'e kadar sıcaklıklar, 200 atmosfere kadar basınçlar ve 1000 km / saate kadar sıvı jetleri ölçülebilir. Bu olağanüstü enerji yoğun koşullar, biyokütle ve kimyasal sistemleri çeşitli şekillerde yoğunlaştıran sonomekanik ve sonokimyasal etkilere katkıda bulunur.
Ültaronikasyonun biyokütle üzerindeki ana etkisi aşağıdaki etkilerden kaynaklanır:

• Yüksek kesme: Ultrasonik yüksek kesme kuvvetleri, sıvıları ve sıvı-katı sistemleri bozarak yoğun çalkalama, homojenizasyon ve kütle transferine neden olur.
• Etki: Ultrasonik kavitasyon tarafından üretilen sıvı jetleri ve akış, sıvılardaki katıları hızlandırır ve bu da daha sonra partiler arası çarpışmaya yol açar. Parçacıklar çok yüksek hızlarda çarpıştığında, aşınırlar, parçalanırlar ve genellikle nano boyuta kadar ince bir şekilde öğütülür ve dağılırlar. Bitki dokusu ve biyo-atık gibi biyolojik maddeler için, yüksek hızlı sıvı jetleri ve alternatif basınç döngüleri hücre duvarlarını bozar ve hücre içi materyali serbest bırakır. Bu, biyoaktif bileşiklerin yüksek verimli bir şekilde ekstraksiyonu ve biyokütlenin homojen bir şekilde karıştırılması ile sonuçlanır.
• Ajitasyon: Ultrasonikasyon, sıvı veya bulamaçta yoğun türbülanslara, kesme kuvvetlerine ve mikro harekete neden olur. Böylece, sonikasyon her zaman kütle transferini yoğunlaştırır ve böylece reaksiyonları ve süreçleri hızlandırır.

Biyorafineriler için Yüksek Performanslı Ultrasonik İşlemciler

Hielscher Ultrasonic, homojenizasyon, karıştırma, hücre bozulması, parçalanma, ekstraksiyon, dispersiyon, gaz giderme ve kimyasal reaksiyonların başlatılması gibi yüksek performanslı uygulamalar için yüksek kesme ultrasonik karıştırıcılar üretir ve dağıtır. Ultrasonik reaktörler, çeşitli işlemlerin verimliliğini, verimini ve dönüşüm oranını artırmak için dünya çapındaki biyorafinerilerde uygulanmaktadır.
Biyorafineri işlemleri için yüksek performanslı ultrasonik ekipman, tezgah üstü, pilot ve endüstriyel kurulum için hazırdır. Ekstraksiyon, parçalama, çözme, kütle transferinin iyileştirilmesi, homojenizasyon ve hava alma gibi ultrasonik uygulamalar zaten kurulmuş süreçler olduğundan, ilk denemelerden geçiş, özel proses gereksinimlerinize optimizasyon ve tamamen endüstriyel bir ultrasonik ayırma ve / veya liç sisteminin kurulumu hızlı ve basittir.
Hielscher Ultrasonics, her boyutta ve kapasitede yüksek performanslı ultrasonicators tedarik eder. UIP16000 (16kW) ile Hielscher, dünya çapında en güçlü ultrasonik işlemciyi üretmektedir. UIP16000 ve diğer tüm endüstriyel ultrasonik sistemler, gerekli işleme kapasitesine kolayca kümelenebilir. Tüm Hielscher ultrasonicators tam yük altında ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma için üretilmiştir.

Her hacim için ultrasonik problar ve sono reaktörleri

Hielscher Ultrasonik ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar ultrasonicators'tan tezgah üstü ve pilot sistemlere kadar tam endüstriyel ultrasonik işlemcilere kadar ultrasonik işlemcilerin tam spektrumunu kapsar. Tam ürün yelpazesi, uygulamanız, proses kapasiteniz ve üretim hedefleriniz için size en uygun ultrasonik ekipmanı sunmamızı sağlar.

Optimum sonuçlar için hassas bir şekilde kontrol edilebilir genlikler

Tüm Hielscher ultrasonik işlemciler hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve bu nedenle R'de güvenilir iş atları&D ve üretim. Genlik, sonokimyasal ve sonomekanik olarak indüklenen reaksiyonların verimliliğini ve etkinliğini etkileyen önemli proses parametrelerinden biridir. Tüm Hielscher Ultrasonik’ İşlemciler, genliğin hassas bir şekilde ayarlanmasına izin verir. Sonotrodlar ve yükseltici kornalar, genliği daha da geniş bir aralıkta değiştirmeye izin veren aksesuarlardır. Hielscher'ın endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir ve zorlu uygulamalar için gerekli ultrasonik yoğunluğu sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir.
Hassas genlik ayarları ve ultrasonik işlem parametrelerinin akıllı yazılım aracılığıyla sürekli olarak izlenmesi, size biyokütleyi en etkili ultrasonik koşullar altında işleme imkanı verir. En verimli biyokütle ileri dönüşümü için en uygun sonikasyon!
Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir. Bu, Hielscher'ın ultrasonik ekipmanını biyorafinasyon işlemi gereksinimlerinizi karşılayan güvenilir bir çalışma aracı yapar.

En Yüksek Kalite – Almanya'da tasarlandı ve üretildi

Bir aile şirketi ve aile işletmesi olan Hielscher, ultrasonik işlemcileri için en yüksek kalite standartlarına öncelik vermektedir. Tüm ultrasonicators, Berlin, Almanya yakınlarındaki Teltow'daki merkezimizde tasarlanmış, üretilmiş ve kapsamlı bir şekilde test edilmiştir. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı ve güvenilirliği, üretiminizde bir iş atı haline getirir. Tam yük altında ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma, Hielscher'ın yüksek performanslı ultrasonik problarının ve reaktörlerinin doğal bir özelliğidir. Yetenekli ekibimiz süreç bilgisi, eğitim ve destek ile size yardımcı olmaya hazırdır.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: