Siêu âm giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí
Việc chuyển từ các thiết bị đồng hóa, máy trộn thủy động lực học và máy nghiền có bộ phận khuấy truyền thống sang xử lý bằng xâm thực siêu âm vừa giúp tiết kiệm chi phí vừa làm cho quá trình xử lý thân thiện với môi trường.
Do giá năng lượng gần đây tăng và tiếp tục tăng, mức tiêu thụ năng lượng có ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể đến chi phí xử lý các vật liệu như mực in, lớp phủ và diesel sinh học.
Các thiết bị siêu âm Hielscher sử dụng ít năng lượng hơn các hệ thống cơ học truyền thống và đạt kết quả xử lý vượt trội. Vì vậy, việc chuyển từ máy trộn rôto–stato và thiết bị đồng hóa áp suất cao sang siêu âm giúp tiết kiệm đáng kể điện năng. Điều này có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí qua nhiều năm.
Nhiệt ma sát là năng lượng không được tận dụng
Các hệ thống truyền thống thất thoát năng lượng dưới dạng nhiệt ma sát. Bơm cao áp dùng cho thiết bị đồng hóa áp suất cao, cũng như máy trộn cánh có lực cắt cao và máy nghiền bi có bộ phận khuấy, tạo ra dòng chảy rối mạnh trong chất lỏng khi xử lý. Dòng chảy rối này gây ma sát giữa các phần tử chất lỏng cũng như giữa chất lỏng và các bộ phận khuấy của thiết bị. Ma sát chuyển năng lượng đầu vào thành nhiệt ma sát. Phần năng lượng đầu vào này bị thất thoát vì không tạo ra bất kỳ tác dụng phân tán, đồng hóa hay nghiền nào.
Tương tự như khi so sánh bóng đèn truyền thống với bóng đèn huỳnh quang, bóng đèn truyền thống chuyển phần lớn năng lượng thành nhiệt. Vì vậy, nó cần nhiều năng lượng hơn để cung cấp cùng một mức độ chiếu sáng.
Đối với các hệ thống trộn truyền thống, nhiệt ma sát khiến việc làm mát chất lỏng trong quá trình xử lý cần thêm năng lượng.
Các thiết bị siêu âm Hielscher có hiệu suất năng lượng rất cao trong việc chuyển đổi điện năng thành hiện tượng xâm thực trong chất lỏng.
trong chất lỏng. Hiệu suất năng lượng tổng thể của các thiết bị siêu âm công nghiệp đạt khoảng 80–90%, tính từ ổ cắm điện đến chất lỏng
(nhấp vào hình phía trên để phóng to biểu đồ).
Quan trọng hơn, các lực xâm thực tác động ứng suất lớn lên các hạt. Đó là lý do thường cần ít năng lượng hơn để tạo ra hệ phân tán tốt, nhũ tương tốt hoặc kích thước hạt nhỏ hơn. Quá trình siêu âm Hielscher có tạo ra nhiệt ma sát, mặc dù với tỷ lệ thấp hơn nhiều so với phương pháp trộn cơ học tiêu chuẩn. Tỷ lệ thấp hơn này giúp tăng thêm hiệu suất vì cần ít năng lượng hơn để đạt cùng mức độ phân tán hoặc đồng hóa, từ đó giảm năng lượng cần thiết để làm mát chất lỏng được xử lý.
Ví dụ: Xử lý diesel sinh học
Đặc biệt trong quá trình xử lý các nhiên liệu thay thế và bền vững, chẳng hạn như diesel sinh học, mức tiêu thụ năng lượng và việc tiết kiệm năng lượng là vô cùng quan trọng. Điện năng dùng để sản xuất nhiên liệu “xanh” có tác động trực tiếp đến cân bằng năng lượng tổng thể và cân bằng CO2 của nhiên liệu.
Biểu đồ bên phải (nhấp để xem hình lớn hơn) so sánh xâm thực siêu âm, trộn với lực cắt cao và xâm thực thủy động lực học. Việc sử dụng các thiết bị siêu âm Hielscher để xử lý diesel sinh học cần khoảng 1,4kWh/m³. Để đạt kết quả tương tự bằng xâm thực thủy động lực học sử dụng xung từ, cần khoảng 32,0kWh/m³. Trộn với lực cắt cao cần khoảng 4,4kWh/m³. Điều này có nghĩa là xâm thực thủy động lực học sử dụng xung cần năng lượng gấp khoảng 23 lần và trộn với lực cắt cao cần năng lượng gấp khoảng 3 lần so với các thiết bị siêu âm Hielscher để đạt cùng năng suất xử lý.
Điều này dẫn đến chi phí điện hằng năm cao hơn đáng kể. Đây là một yếu tố chính trong chi phí sở hữu cần được đánh giá khi đầu tư vào công nghệ xử lý.
Đọc thêm về khả năng tiết kiệm năng lượng khi xử lý diesel sinh học bằng siêu âm!
Chuyển đổi dễ dàng
Có thể dễ dàng thử nghiệm hiệu quả xử lý của các thiết bị siêu âm Hielscher ở quy mô nhỏ hơn. Thông thường, UIP1000hd (1kW) được sử dụng để phát triển quy trình với lưu lượng từ 0,5L đến 1000L mỗi giờ. Ở quy mô này, có thể tối ưu hóa hiệu quả xử lý bằng cách thay đổi biên độ, áp suất và lưu lượng. Nhờ đó, bạn sẽ xác định được nhu cầu năng lượng riêng cho quy trình của mình. Các thiết bị siêu âm Hielscher cho phép mở rộng quy mô tuyến tính, nhờ vậy nhu cầu năng lượng riêng vẫn không đổi ở mọi quy mô. Qua đó, bạn biết được công suất thiết bị cần thiết cho bất kỳ năng suất xử lý nào cũng như mức tiêu thụ điện hằng năm.