Ультразвукова обробка заощаджує енергію та знижує витрати

Перехід від традиційних гомогенізаторів, гідродинамічних змішувачів і млинів із перемішуванням до ультразвукової кавітаційної обробки забезпечує економію коштів і робить обробку екологічно безпечною.

Через нещодавнє та подальше зростання цін на енергоносії енергоспоживання безпосередньо й суттєво впливає на витрати на обробку таких матеріалів, як чорнила, покриття та біодизель.

Ультразвукові пристрої Hielscher споживають менше енергії, ніж традиційні механічні системи, і забезпечують кращі результати обробки. Тому перехід від роторно-статорних змішувачів і гомогенізаторів високого тиску до ультразвукової обробки дає змогу значно заощадити електроенергію. Протягом років це може забезпечити суттєву економію коштів.

Теплота тертя – це невикористана енергія

Традиційні системи втрачають енергію у вигляді теплоти тертя. Насоси високого тиску для гомогенізаторів високого тиску, а також лопатеві змішувачі з високими зсувними зусиллями та бісерні млини з перемішуванням створюють сильну турбулентність у рідині під час її обробки. Ці турбулентні потоки спричиняють тертя між частинками рідини, а також між рідиною та перемішувальними частинами обладнання. Тертя перетворює підведену енергію на нагрівання. Ця частина підведеної енергії втрачається, оскільки не забезпечує жодного диспергувального, гомогенізувального чи подрібнювального ефекту.

Це подібно до порівняння звичайної лампи розжарювання з люмінесцентною лампою: звичайна лампа перетворює значну частину енергії на тепло. Тому для забезпечення однакового рівня освітлення їй потрібно більше енергії.

У традиційних змішувальних системах нагрівання внаслідок тертя зумовлює потребу в додатковій енергії для охолодження рідини під час обробки.

Ультразвукові пристрої Hielscher мають дуже високу енергоефективність перетворення електроенергії на кавітацію в рідині.

в рідині. Загальна енергоефективність промислових ультразвукових пристроїв становить приблизно 80–90% на шляху від електричної розетки до рідини

(натисніть на зображення вище, щоб збільшити діаграму).

Що важливіше, кавітаційні сили створюють значне навантаження на частинки. Саме тому для отримання якісної дисперсії, емульсії або меншого розміру частинок зазвичай потрібно менше енергії. Ультразвукова обробка Hielscher дійсно спричиняє нагрівання внаслідок тертя, проте частка енергії, що витрачається на нього, значно нижча, ніж за стандартного механічного змішування. Ця нижча частка додатково підвищує ефективність, оскільки для забезпечення однакового рівня диспергування або гомогенізації потрібно менше енергії, що, своєю чергою, зменшує енерговитрати на охолодження оброблюваної рідини.

Приклад: обробка біодизеля

Зокрема, під час обробки альтернативних і сталих видів палива, як-от біодизель, споживання та заощадження енергії є надзвичайно важливими. Електроенергія, що використовується для виробництва «зеленого» палива, безпосередньо впливає на загальний енергетичний баланс і баланс CO₂ цього палива.

Діаграма праворуч (натисніть, щоб збільшити) показує порівняння ультразвукової кавітації, змішування з високими зсувними зусиллями та гідродинамічної кавітації. Використання ультразвукових пристроїв Hielscher для обробки біодизеля потребує приблизно 1,4kWh/m³. Для досягнення подібного результату за допомогою гідродинамічної магнітно-імпульсної кавітації потрібно приблизно 32,0kWh/m³. Змішування з високими зсувними зусиллями потребує приблизно 4,4kWh/m³. Це означає, що для забезпечення однакової продуктивності гідродинамічна імпульсна кавітація потребує приблизно у 23 рази більше енергії, а змішування з високими зсувними зусиллями – приблизно у 3 рази більше енергії, ніж ультразвукові пристрої Hielscher.

Це призводить до значно вищих річних витрат на електроенергію. Це важливий чинник вартості володіння, який необхідно оцінювати під час інвестування в технологію обробки.
Дізнайтеся більше про заощадження енергії під час ультразвукової обробки біодизеля!

Перейти легко

Ефективність ультразвукових пристроїв Hielscher у технологічному процесі можна легко перевірити в меншому масштабі. Зазвичай UIP1000hd (1kW) використовують для розроблення процесу за об’ємної витрати від 0,5L до 1000L на годину. У цьому масштабі ефективність обробки можна оптимізувати, змінюючи амплітуду, тиск і об’ємну витрату. У результаті ви визначите питому потребу в енергії для свого процесу. Ультразвукові пристрої Hielscher дають змогу лінійно масштабувати процес, тож питома потреба в енергії залишається сталою за будь-якого масштабу. Завдяки цьому ви знатимете потужність обладнання, необхідну для будь-якої продуктивності обробки, а також річне споживання електроенергії.