Ефективні біопереробні заводи за допомогою ультразвукової інтенсифікації процесу

Ультразвук – це техніка, що інтенсифікує процес, яка впроваджується в різні процеси на біопереробних заводах. Типовими процесами, які значно виграють від ультразвукової обробки, є екстракція, повільні гетерогенні реакції, а також інші застосування, які включають інтенсивне змішування, гомогенізацію та диспергування. Ультразвук прискорює процеси і реакції і робить їх більш ефективними. Результатом процесів, що просуваються ультразвуком, є більш високі виходи/виходи і більш високі коефіцієнти конверсії.

Що таке біопереробні заводи?

Біопереробний завод – це виробниче підприємство, яке об'єднує процеси перетворення біомаси та переробне обладнання для виробництва палива, енергії та інших корисних продуктів, таких як хімікати, з сировини біомаси. Типова біомаса, що переробляється на біопереробних заводах, включає сировину, таку як сільськогосподарські відходи та побічні продукти, які переробляються в різні продукти на біологічній основі з доданою вартістю, наприклад, продукти харчування, корми, хімікати, біоенергетику (біопаливо, енергію та/або тепло). Виробничі процеси біопереробного заводу мають бути стійкими та екологічно чистими. Подібно до звичайних нафтопереробних заводів, біопереробні заводи можуть забезпечувати численні хімічні речовини шляхом фракціонування початкової сировини (біомаси) на кілька проміжних продуктів (вуглеводи, білки, тригліцериди), які можуть бути перетворені на продукти з доданою вартістю. Ключовою характеристикою біопереробних заводів є валоризація та переробка/переробка відходів, таких як сільськогосподарські, міські та промислові відходи, шляхом перетворення непотрібної біомаси на цінні матеріали.

Біопереробні заводи з ультразвуковою інтенсифікацією

Завдяки інтеграції ультразвуку багато процесів, таких як екстракція, травлення, розпад, переетерифікація та багато інших, можуть бути запущені значно ефективніше. Інтенсифікація ультразвукового процесу на біопереробному заводі спрямована головним чином на підвищення врожайності, підвищення ефективності за часом та енергією процесів, а також на підвищення чистоти та якості кінцевого продукту. Ультразвук може сприяти різним процесам біоочищення.

Як проходить ультразвукова хвороба? – Принцип роботи УЗД

Для високопродуктивної ультразвукової обробки високоінтенсивний, низькочастотний ультразвук генерується генератором ультразвуку і передається через ультразвуковий зонд (сонотрод в рідину). Ультразвуком високої потужності вважається ультразвук в діапазоні 16-30 кГц. Ультразвуковий зонд розширюється і стискається, наприклад, на частоті 20 кГц, тим самим передаючи в середовище відповідно 20 000 коливань в секунду. Коли ультразвукові хвилі проходять через рідину, чергування циклів високого тиску (стиснення) і низького тиску (розрідження або розширення) створює дрібні вакуумні бульбашки або порожнини, які ростуть протягом декількох циклів тиску. Під час фази стиснення рідини і бульбашок тиск позитивний, в той час як фаза розрідження створює вакуум (негативний тиск). Під час циклів стиснення-розширення порожнини в рідині ростуть до тих пір, поки не досягнуть розміру, при якому вони не можуть поглинути більше енергії. У цей момент вони сильно вибухають. Імплозія цих порожнин призводить до різних високоенергетичних ефектів, які відомі як явище акустичної / ультразвукової кавітації. Акустична кавітація характеризується різноманітними високоенергетичними ефектами, які впливають на рідини, системи тверде тіло/рідина, а також системи газ/рідина. Енергетично щільна зона або кавітаційна зона відома як так звана зона гарячої точки, яка найбільш енергетично насичена в безпосередній близькості від ультразвукового зонда і зменшується зі збільшенням відстані від сонотрода. На малюнку ліворуч показана інтенсивна кавітація на ультразвуковому зонді потужністю 1 кВт у воді. Основні характеристики ультразвукової кавітації включають локальні дуже високі температури та тиск та відповідні перепади, турбулентності та потік рідини. Під час імплозії ультразвукових порожнин в ультразвукових гарячих точках можна вимірювати температуру до 5000 Кельвінів, тиск до 200 атмосфер і струмені рідини зі швидкістю до 1000 км/год. Ці видатні енергоємні умови сприяють сономеханічним та сонохімічним ефектам, які різними способами інтенсифікують біомасу та хімічні системи.
Основний вплив ультарсоніки на біомасу обумовлений наступними ефектами:

• Високий зсув: Ультразвукові високозсувні сили руйнують рідини та системи рідина-тверда речовина, викликаючи інтенсивне перемішування, гомогенізацію та масообмін.
• Вплив: Струмені рідини і потоки, що утворюються ультразвуковою кавітацією, прискорюють тверді речовини в рідинах, що призводить згодом до міжроздільного зіткнення. Коли частинки стикаються на дуже високих швидкостях, вони розмиваються, розбиваються і дрібно подрібнюються і розсіюються по дрібній периметрії, часто до нанорозміру. Для біологічної речовини, такої як рослинна тканина та біовідходи, високошвидкісні струмені рідини та змінні цикли тиску руйнують клітинні стінки та вивільняють внутрішньоклітинний матеріал. Це призводить до високоефективної екстракції біологічно активних сполук та однорідного перемішування біомаси.
• Агітації: Ультразвук викликає інтенсивні турбулентності, сили зсуву та мікрорух у рідині або суспензії. Таким чином, ультразвукове випромінювання завжди підсилює масообмін і прискорює тим самим реакції і процеси.

Високопродуктивні ультразвукові процесори для біопереробних заводів

Hielscher Ultrasonic виробляє та розповсюджує ультразвукові змішувачі з високим зсувом для високопродуктивного застосування, такого як гомогенізація, змішування, руйнування клітин, розпад, екстракція, диспергація, дегазація та ініціація хімічних реакцій. Ультразвукові реактори впроваджуються на біопереробних заводах по всьому світу з метою підвищення ефективності, продуктивності та коефіцієнта перетворення різних процесів.
Високопродуктивне ультразвукове обладнання для процесів біопереробки легко доступне для настільної, пілотної та промислової установки. Оскільки ультразвукові застосування, такі як екстракція, дезінтеграція, розчинення, покращення масообміну, гомогенізація та деаерація, є вже встановленими процесами, перехід від перших випробувань, оптимізації до ваших конкретних вимог до процесу та встановлення повністю промислової ультразвукової системи розділення та/або вилуговування є швидким та простим.
Hielscher Ultrasonics постачає високоефективні ультразвукові апарати будь-якого розміру та потужності. Завдяки потужності UIP16000 (16 кВт) компанія Hielscher виробляє найпотужніший ультразвуковий процесор у всьому світі. UIP16000, як і всі інші промислові ультразвукові системи, можна легко згрупувати до необхідної обчислювальної потужності. Всі ультразвукові апарати Hielscher створені для роботи 24/7 при повному навантаженні та в складних умовах.

Ультразвукові зонди та сонореактори на будь-який об'єм

Асортимент продукції Hielscher Ultrasonics охоплює повний спектр ультразвукових процесорів, від компактних лабораторних ультразвукових пристроїв для настільних і пілотних систем до повністю промислових ультразвукових процесорів з продуктивністю обробки вантажівок на годину. Повний асортимент продукції дозволяє нам запропонувати вам найбільш підходяще ультразвукове обладнання для вашого застосування, технологічної потужності та виробничих цілей.

Точно контрольовані амплітуди для оптимальних результатів

Всі ультразвукові процесори Hielscher точно управляються і тим самим надійні робочі конячки в R&Д і виробництво. Амплітуда є одним з найважливіших параметрів процесу, що впливають на ефективність і результативність сонохімічно і сономеханічно індукованих реакцій. Всі ультразвуки Hielscher’ Процесори дозволяють точно налаштовувати амплітуду. Сонотроди і бустерні ріжки - це аксесуари, що дозволяють змінювати амплітуду в ще більш широкому діапазоні. Промислові ультразвукові процесори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди та забезпечувати необхідну ультразвукову інтенсивність для вимогливих застосувань. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7.
Точні налаштування амплітуди та постійний моніторинг параметрів ультразвукового процесу за допомогою інтелектуального програмного забезпечення дають вам можливість переробляти біомасу в найбільш ефективних ультразвукових умовах. Оптимальна ультразвукова діагностика для найефективнішого перероблення біомаси!
Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах. Це робить ультразвукове обладнання Hielscher надійним робочим інструментом, який відповідає вашим вимогам до процесу біоочищення.

Найвища якість – Розроблено та виготовлено в Німеччині

Як сімейний бізнес, Hielscher надає пріоритет найвищим стандартам якості для своїх ультразвукових процесорів. Всі ультразвукові апарати розроблені, виготовлені та ретельно протестовані в нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Міцність і надійність ультразвукового обладнання Hielscher роблять його робочою конячкою на вашому виробництві. Робота 24/7 при повному навантаженні та у складних умовах є природною характеристикою високопродуктивних ультразвукових зондів та реакторів Hielscher. Наша кваліфікована команда готова допомогти вам зі знаннями процесів, навчанням та підтримкою.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: