Nano cavitador hidrodinámico
Los nanoreactores son unos equipos estáticos que basan su principio de funcionamiento en la cavitación hidrodinámica. Se trata de un proceso industrial radicalmente nuevo, patentado por la compañía estadounidense Cavitation Technologies, Inc. CTi es una compañía dedicada al desarrollo y aplicación de nueva tecnología para el procesamiento de líquidos en multitud de sectores industriales.
El proceso de cavitación es ampliamente conocido en la ingeniería y ha tratado de evitarse por su efecto especialmente nocivo en las máquinas hidráulicas. Ahora es el momento en el que emplearemos este efecto dañino en multitud de casos para nuestro propio beneficio. Provocaremos la cavitación de un fluido con propósitos industriales muy concretos.
Estos dispositivos se basan en la generación de flujos inestables y modos hidrodinámicos de impacto en el fluido que se hace pasar por ellos. Estos modos se caracterizan por una intensa turbulencia, formación de vórtices y desarrollo de cavitación.
El flujo turbulento inducirá la formación de vórtices y las pulsaciones de velocidad, presión y temperatura dará lugar a la cavitación. Ésta se da al formarse burbujas de gas tras alcanzarse las condiciones de saturación locales en el fluido.
Al colapsar la burbuja de cavitación su tamaño puede alcanzar hasta 100 nm, la presión y temperatura del gas en la burbuja estará en torno a los 100 MPa y 10.000 K, este suceso no dura más de 10 nanosegundos. Tras el colapso de la primera burbuja, ésta se divide en nuevas burbujas de cavitación. Tales micro y nano burbujas tienen unos destacables efectos: pulsaciones de presión, acusados gradientes de velocidad, polarización y electrolización, plasmólisis, sonoluminiscencia y escisión molecular.
El dispositivo combina secuencialmente dos zonas, en la primera se genera cavitación mediante elementos que favorecen la turbulencia y la generación de vórtices, la segunda zona corresponde con la de colapso de las burbujas generadas en la que se producen altas pulsaciones de presión.
El producto al paso por el nanocavitador sufre distintos fenómenos físico-químicos: efectos químicos (reacciones sonoquímicas), erosión y afinamiento de las partículas sólidas (daño superficial), dispersión (disgregación de partículas sólidas en un líquido), emulsión (mezcla y homogenización de líquidos inmiscibles), aceleración de procesos de transferencia de masa (disolución, extracción, absorción- desorción) y ruptura a nivel molecular entre otras.
Al tratarse de un dispositivo estático no es necesario el mantenimiento de ninguna pieza móvil ni de sellos mecánicos
Alta robustez e integridad
Capacidad de trabajo a alta presión y temperatura
Diseñado para trabajar con fluidos inflamables y tóxicos
Dispositivo de alto rendimiento con volúmenes muy reducidos
Posibilidad de operación con fluidos de muy distintas viscosidades
En TECNIDOS hemos desarrollado una planta piloto dotada con la tecnología de nano cavitación hidrodinámica con el fin de llevar a cabo labores de investigación y encontrar nuevas aplicaciones que puedan suponer grandes ahorros para nuestros clientes.
Se trata de un sistema que bombea el fluido en cuestión a través del cavitador en distintos rangos de presión. El fluido de trabajo comienza a cavitar (según las características del producto) a unos 30 o 60 bares, es en este punto donde se comienzan a producir los distintos efectos físico-químicos deseados para nuestros fines industriales.
Nuestro diseño llega a unas presiones de régimen de unos 125 bares y puesto que la salida del nano-cavitador se encuentra a presión atmosférica el delta de presión se traduce en un gran aporte energético que se imprime en el fluido dando lugar a la cavitación y sus efectos de sonoluminiscencia, ionización y fragmentación molecular entre otros. La temperatura del producto no se verá alterada significativamente salvo en el caso de que éste se recircule repetidamente.
El efecto de la cavitación hidrodinámica en los productos es prácticamente instantáneo y cuya eficacia ha sido probada en aplicaciones como las petroleras y refino (ajuste de la densidad API, cracking, mejora de viscosidad y ahorro de costes de bombeo, etc.), desinfección y esterilización (destrucción de bacterias de tipo Salmonela, Listeria y E. Coli), mejora de los ratios de extracción, absorción-desorción además de aumentar la calidad de productos alimenticios especialmente los vinícolas, mejorando sabor, color y suavidad del producto final.
El propósito con el que hemos construido esta planta piloto es el de seguir investigando en la rama de la nano-cavitación hidrodinámica y emplear sus posibles aplicaciones potenciales en multitud de campos científicos e industriales. Día a día se van descubriendo y desarrollando novedosas y potentes aplicaciones para este tipo de nano-reactores con los que se consiguen productos terminados con mayor facilidad y de mayor calidad que los producidos en procesos convencionales.
Si cree que la cavitación hidrodinámica puede resultarle de utilidad para su proceso productivo, en TECNIDOS estamos dispuestos a ayudarle. Podemos realizar pruebas de cavitación con el producto en cuestión para que pueda analizar los efectos que esta clase de equipos pueden aportarle.