UIP10000 – Hochleistungs-Ultraschall-Cluster
Mit 10.000 Watt ist der UIP10000 der zweitgrößte Ultraschallprozessor. Er wurde für den Betrieb in Clustern von vier oder mehr Ultraschallprozessoren konstruiert und bietet die Kapazität, große Flüssigkeitsvolumina zu beschallen, um diese beispielsweise zu homogenisieren, zu dispergieren oder zu deagglomerieren.
Ultraschallprozesse können linear hochskaliert werden. Die Prozesskapazität steigt linear mit der zugeführten Ultraschallleistung. Große Prozessvolumina erfordern häufig einen Energieaufwand von mehr als 40kW. Hierfür empfiehlt es sich, ein Cluster von UIP10000- oder UIP16000-Prozessoren einzusetzen.
Hochleistungs-Ultraschallprozessor
Der Ultraschallprozessor UIP10000 wurde in seiner Bauweise auf die Maße eines Standard-Frachtcontainers angepasst. Anders als beim UIP16000, ist es beim UIP10000 möglich, die Schallwandler mit Sonotrode und Durchflusszelle senkrecht stehend in einem Standard-Seefrachtcontainer zu installieren. Dadurch kann ein solcher Container mit einem Cluster aus UIP10000-Prozessoren einschließlich der zugehörigen Generatoren, Schallwandler, Sonotroden, Durchflusszellen und einem geschlossenen Kühlkreis ausgestattet werden. Des Weiteren kann eine solche gebrauchsfertige, sofort einsatzfähige Ultraschallanlage bei Bedarf zusätzlich mit Pumpen, Leitungen, Ventilen und einem PC-Interface ausgerüstet werden. Diese 20′ oder 40′ Seefrachtcontainer vereinfachen den Transport, die Installation und die Inbetriebnahme durch den Kunden. Die Container sind mit lärmisolierenden Wänden ausgestattet, um die durch die Arbeit der Ultraschallprozessoren verursachten Geräusche zu verringern.
Scale-Up eines Prozesses
Jeder Anwendungsprozess von Ultraschall erfordert eine spezifisch optimierte Einstellung der Beschallungsamplitude, des Flüssigkeitsdruckes und der Temperatur. Die optimale Konfiguration dieser Faktoren kann im kleinen Maßstab in Laborversuchen oder in Bench-top-Versuchen, für die sich z. B. der UIP1000hd (1kW) mit Durchflusszelle besonders gut eignet, festgestellt werden. Der UIP1000hd ermöglicht es, die Parameter für verschiedene Beschallungsvarianten sehr differenziert einzustellen. Wurde ein optimaler Parameter einmal herausgefunden, so kann in den folgenden Schritten die Prozesseffizienz linear auf den Produktionsmaßstab hochskaliert werden. Hierfür wird ein vorkonfiguriertes, betriebsbereites Ultraschallsystem geliefert, welches bei optimalen Parametern läuft. Die unten stehende Tabelle zeigt die allgemeingültigen Prozesskapazitäten eines 4x10kW-Hochleistungssystems.
| 4x10kW Prozesskapazität | ||
|---|---|---|
| Prozess |
Durchflussrate
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| Biodiesel-Umesterung |
8 bis 30m³/h
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| Emulgieren, z. B. Öl/Wasser |
4 bis 20m³/h
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| Zellextraktion, z. B. Algen |
0,8 bis 8m³/h
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| Dispergieren / Deagglomerieren |
0,2 bis 4m³/h
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| Nassmahlen |
0,1 bis 2m³/h
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Die Inbetriebnahme eines Containersystems
Durch die Verwendung eines in einen Container installiertes System werden die Montage und die Inbetriebnahme vereinfacht. Da die Container die kompletten Ultraschallprozessoren mit Durchflusszellen und Leitungen beinhalten, müssen die Container nur noch an den Zulauf des Prozessmediums sowie die die Strom- und die Kühlwasserzufuhr angeschlossen werden. PC-Interfaces können optional eingesetzt werden.
Wie oben schon erwähnt, empfehlen wir das Durchführen von Prozesstestläufen und eine Prozessoptimierung im kleinen bis mittlelgroßen Maßstab. Gerne beraten wir Sie bei der Auswahl des richtigen Ultraschallequipments für solche Vorversuche ebenso wie beim Einrichten eines Systems im Produktionsmaßstab. Auch bieten wir Ihnen den Service, dass Sie Prozessversuche in unserem Prozesslabor durchführen können.