الموجات فوق الصوتية: التطبيقات والعمليات

الموجات فوق الصوتية هي طريقة معالجة ميكانيكية تخلق تجويفا صوتيا مكثفا بشكل غير عادي وقوى فيزيائية ذات صلة مثل قوى القص العالية وفروق الضغط العالي. تستخدم هذه القوى المتولدة بالموجات فوق الصوتية للعديد من التطبيقات مثل الخلط والتجانس والطحن والتشتت والاستحلاب والاستخراج والتفاعلات الكيميائية الصوتية.
أدناه ، ستجد مجموعة مختارة من تطبيقات وعمليات الموجات فوق الصوتية الأكثر نموذجية.

المجانسة بالموجات فوق الصوتية

UP400St مجانس بالموجات فوق الصوتية 400 واط لصوتنة الأكواب والدفعات.المجانسات بالموجات فوق الصوتية تقلل من الجسيمات الصغيرة في السائل لتحسين التوحيد واستقرار التشتت. يمكن أن تكون الجسيمات (مرحلة التشتت) مواد صلبة أو قطرات سائلة معلقة في مرحلة سائلة. التجانس بالموجات فوق الصوتية فعال جدا للحد من الجسيمات الناعمة والصلبة. تقوم Hielscher بتصنيع أجهزة الموجات فوق الصوتية لتجانس أي حجم سائل وللمعالجة الدفعية أو المضمنة. يمكن استخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية المختبرية لأحجام من 1.5 مل إلى حوالي 4 لتر. يمكن للأجهزة الصناعية بالموجات فوق الصوتية معالجة دفعات من 0.5 إلى حوالي 2000 لتر أو معدلات تدفق من 0.1 لتر إلى 20 مترا مكعبا في الساعة في تطوير العمليات وفي الإنتاج التجاري.
انقر هنا لقراءة المزيد عن المجانسة بالموجات فوق الصوتية!

تشتيت بالموجات فوق الصوتية و ديغلوميراتيون

الموجات فوق الصوتية تعطل الجسيمات الصلبة عن طريق التجويف الصوتي.يعد تشتت المواد الصلبة وتفكيكها إلى سوائل تطبيقا مهما للموجات فوق الصوتية من نوع المسبار. يولد التجويف بالموجات فوق الصوتية / الصوتية قوى قص عالية تكسر تكتلات الجسيمات إلى جسيمات فردية مشتتة واحدة. يعد خلط المساحيق في السوائل خطوة شائعة في صياغة المنتجات المختلفة ، مثل الطلاء أو الورنيش أو مستحضرات التجميل أو الأطعمة والمشروبات أو تلميع الوسائط. يتم تثبيت الجسيمات الفردية معا بواسطة قوى جذب ذات طبيعة فيزيائية وكيميائية مختلفة ، بما في ذلك قوى van-der-Waals والتوتر السطحي السائل. تتغلب الموجات فوق الصوتية على قوى الجذب هذه من أجل إزالة التكتل وتشتيت الجسيمات في الوسائط السائلة. من أجل تشتت وتكتل المساحيق في السوائل ، تعد الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة بديلا مثيرا للاهتمام للمجانسات عالية الضغط أو خلاطات القص العالية أو مصانع الخرز أو خلاطات الجزء الثابت الدوار.
انقر هنا لقراءة المزيد حول تفريق بالموجات فوق الصوتية وdeagglomeration!

الفيديو يدل على تشتت بالموجات فوق الصوتية من اللون الأحمر باستخدام UP400St مع مسبار S24d 22mm.

الموجات فوق الصوتية تشتت اللون الأحمر باستخدام UP400St

بالموجات فوق الصوتية الاستحلاب

الموجات فوق الصوتية هي طريقة فعالة للغاية لإنتاج المستحلبات النانوية.تعتمد مجموعة واسعة من المنتجات الوسيطة والاستهلاكية ، مثل مستحضرات التجميل والمستحضرات الجلدية والمراهم الصيدلانية والورنيش والدهانات ومواد التشحيم والوقود كليا أو جزئيا على المستحلبات. المستحلبات هي تشتت من مرحلتين سائلتين أو أكثر غير قابلة للامتزاج. توفر الموجات فوق الصوتية المكثفة ما يكفي من القص المكثف لتفريق مرحلة سائلة (مرحلة مشتتة) في قطرات صغيرة في مرحلة ثانية (مرحلة مستمرة). في منطقة التشتت ، تسبب فقاعات التجويف المنفجرة موجات صدمة مكثفة في السائل المحيط وتؤدي إلى تكوين نفاثات سائلة ذات سرعة سائلة عالية (قص عال). يمكن تكييف الموجات فوق الصوتية بدقة مع حجم المستحلب المستهدف مما يسمح بذلك بالإنتاج الموثوق به للمستحلبات الدقيقة والمستحلبات النانوية.
انقر هنا لقراءة المزيد حول استحلاب بالموجات فوق الصوتية!

مجانس بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT للخلط والتشتت والاستحلاب والاستخراج.

The UIP1000hdT هو 1000 واط بالموجات فوق الصوتية قوية لتطبيقات التجانس والطحن والاستخراج.

طلب معلومات





بالموجات فوق الصوتية الرطب طحن وطحن

الموجات فوق الصوتية هي وسيلة فعالة للطحن الرطب والطحن الدقيق للجسيمات. على وجه الخصوص لتصنيع الطين فائق الدقة ، تتمتع الموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا. إنها متفوقة على معدات تقليل الحجم التقليدية ، مثل: المطاحن الغروية (مثل مطاحن الكرة أو مطاحن الخرز) أو مطاحن الأقراص أو المطاحن النفاثة. يمكن للموجات فوق الصوتية معالجة الطين عالي التركيز وعالي اللزوجة - وبالتالي تقليل الحجم المراد معالجته. بالطبع ، الطحن بالموجات فوق الصوتية مناسب لمعالجة المواد ذات الحجم الصغير والنانوي ، مثل السيراميك أو الأصباغ أو كبريتات الباريوم أو كربونات الكالسيوم أو أكاسيد المعادن. خاصة عندما يتعلق الأمر بالمواد النانوية ، تتفوق الموجات فوق الصوتية في الأداء حيث أن قوى القص عالية التأثير تخلق جسيمات نانوية صغيرة بشكل موحد.
انقر هنا لقراءة المزيد عن الطحن الرطب بالموجات فوق الصوتية وطحن الصغرى!

تظهر جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2 بعد الطحن بالموجات فوق الصوتية قطرا مخفضا بشكل كبير وتوزيعا ضيقا للحجم.

TiO2 المجفف بالرش قبل وبعد الطحن بالموجات فوق الصوتية

تفكك الخلايا بالموجات فوق الصوتية وتحلل

ساعد بالموجات فوق الصوتية استخراج المركبات من الأعشاب باستخدام المعالج بالموجات فوق الصوتية UP200Sالعلاج بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تتفكك ليفية، المواد السليلوزية إلى جزيئات دقيقة وكسر جدران هيكل الخلية. هذا النشرات أكثر من المواد داخل الخلوية، مثل النشا أو السكر في السائل. ويمكن استخدام هذا التأثير للتخمير والهضم وغيرها من عمليات تحويل المواد العضوية. بعد الطحن والطحن ، ultrasonication يجعل أكثر من المواد داخل الخلوية مثل النشا وكذلك حطام جدار الخلية المتاحة للإنزيمات التي تحول النشا إلى السكريات. كما أنه يزيد من مساحة السطح المعرضة للإنزيمات أثناء تسييل أو السكر. وهذا عادة ما يزيد من سرعة وغلة تخمير الخميرة وعمليات التحويل الأخرى، على سبيل المثال لتعزيز إنتاج الإيثانول من الكتلة الحيوية.
انقر هنا لقراءة المزيد عن تفكك بالموجات فوق الصوتية من هياكل الخلية!

استخراج بالموجات فوق الصوتية من النباتات

استخراج المركبات النشطة بيولوجيا المخزنة في الخلايا والجسيمات دون الخلوية هو تطبيق يستخدم على نطاق واسع للموجات فوق الصوتية عالية الكثافة. يستخدم استخراج بالموجات فوق الصوتية لعزل المستقلبات الثانوية (على سبيل المثال ، البوليفينول) ، السكريات ، البروتينات ، الزيوت الأساسية وغيرها من المكونات النشطة من المصفوفة الخلوية للنباتات والفطريات. مناسبة لاستخراج الماء والمذيبات من المركبات العضوية ، صوتنة يحسن غلة النباتات الموجودة داخل النباتات أو البذور بشكل كبير. يستخدم استخراج بالموجات فوق الصوتية لإنتاج المستحضرات الصيدلانية والمغذيات / المكملات الغذائية والعطور والمواد المضافة البيولوجية. الموجات فوق الصوتية هي تقنية استخراج خضراء تستخدم أيضا لاستخراج المكونات النشطة بيولوجيا في المصافي الحيوية ، على سبيل المثال إطلاق مركبات قيمة من تيارات المنتجات الثانوية غير المستخدمة التي تشكلت في العمليات الصناعية. الموجات فوق الصوتية هي تقنية فعالة للغاية لاستخراج النباتات على نطاق المختبر والإنتاج.
انقر هنا لمزيد من المعلومات حول استخراج بالموجات فوق الصوتية!

استخراج النباتات بالموجات فوق الصوتية يعطي غلة أعلى. إن مجانس Hielscher UIP2000hdT بقوة 2000 واط قوي بما يكفي لاستخراج دفعات من 10 لترات إلى 120 لترا بسهولة.

استخراج بالموجات فوق الصوتية من النباتات - 30 لتر / 8 جالون دفعة

من المعروف أن الموجات فوق الصوتية تعمل على تحسين تفاعلات الأسترة العابرة، مما يعطي على سبيل المثال استرات ميثيل وبوليولات أعلى. تقوم Hielscher Ultrasonics بتصنيع مجسات ومفاعلات الموجات فوق الصوتية الصناعية للحصول على إنتاجية عالية.

مفاعل بالموجات فوق الصوتية مع 16000 واط لمعالجة السوائل المحسنة بالموجات فوق الصوتية.

تطبيق Sonochemical من الفوق

التجويف_2_p0200سونوتشيميستري هو تطبيق الموجات فوق الصوتية على التفاعلات والعمليات الكيميائية. الآلية التي تسبب الآثار سونوتشيميكال في السوائل هي ظاهرة التجويف الصوتي. وتشمل الآثار السونوكيميائية للتفاعلات والعمليات الكيميائية زيادة في سرعة التفاعل أو الإخراج، واستخدام الطاقة أكثر كفاءة، وتحسين أداء المحفزات نقل المرحلة، وتفعيل المعادن والمواد الصلبة أو زيادة في تفاعل الكواشف أو المواد الحفازة.
انقر هنا لقراءة المزيد عن الآثار sonochemical الموجات فوق الصوتية!

بالموجات فوق الصوتية الأسترة من النفط الى وقود الديزل الحيوي

الموجات فوق الصوتية يزيد من سرعة التفاعل الكيميائي والعائد من transesterification من الزيوت النباتية والدهون الحيوانية إلى وقود الديزل الحيوي. وهذا يسمح بتغيير الإنتاج من معالجة الدفعات إلى معالجة التدفق المستمر ويقلل من تكاليف الاستثمار والتشغيل. واحدة من المزايا الرئيسية لتصنيع الديزل الحيوي بالموجات فوق الصوتية هو استخدام زيوت النفايات مثل زيوت الطهي المستهلكة وغيرها من مصادر الزيوت ذات النوعية الرديئة. يمكن للتحويل بالموجات فوق الصوتية تحويل حتى المواد الخام منخفضة الجودة إلى وقود الديزل الحيوي عالي الجودة (استر ميثيل الأحماض الدهنية / FAME). ينطوي تصنيع وقود الديزل الحيوي من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية على تحويل الأحماض الدهنية بالتحفيز الأساسي للأحماض الدهنية مع الميثانول أو الإيثانول لإعطاء استرات الميثيل المقابلة أو استرات الإيثيل. يمكن أن تحقق الموجات فوق الصوتية عائدا من وقود الديزل الحيوي يزيد عن 99٪. الموجات فوق الصوتية تقلل من وقت المعالجة ووقت الفصل بشكل كبير.
انقر هنا لقراءة المزيد عن أسترة بمساعدة بالموجات فوق الصوتية من النفط إلى وقود الديزل الحيوي!

إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية وإزالة تهوية السوائل

تفريغ السوائل هو تطبيق مهم آخر للموجات فوق الصوتية من نوع المسبار. الاهتزازات بالموجات فوق الصوتية والتجويف يسبب التحام الغازات الذائبة في السائل. عندما تتجمع فقاعات الغاز الدقيقة ، فإنها تشكل فقاعات أكبر تطفو بسرعة إلى السطح العلوي للسائل من هناك يمكن إزالتها. وبالتالي ، فإن إزالة الغاز بالموجات فوق الصوتية وإزالة الهواء يمكن أن تقلل من مستوى الغاز المذاب تحت مستوى التوازن الطبيعي.
انقر هنا لقراءة المزيد عن التفريغ بالموجات فوق الصوتية من السوائل!

يوضح هذا الفيديو التفريغ الفعال للغازات من الزيت اللزج (40cP). تزيل الموجات فوق الصوتية فقاعات الغاز الصغيرة المعلقة من السائل وتقلل من مستوى الغاز المذاب إلى ما دون مستوى التوازن الطبيعي.

إزالة الغاز المضمن بالموجات فوق الصوتية & إزالة رغوة الزيت (40cP)

بالموجات فوق الصوتية الأسلاك، كابلات وقطاع التنظيف

لفائف من كابلالتنظيف بالموجات فوق الصوتية هو بديل صديق للبيئة لتنظيف المواد المستمرة ، مثل الأسلاك والكابلات أو الشريط أو الأنابيب. تأثير التجويف بالموجات فوق الصوتية قوية يزيل بقايا التشحيم مثل الزيت أو الشحوم والصابون وستيرات أو الغبار من سطح المادة. تقدم Hielscher Ultrasonics أنظمة الموجات فوق الصوتية المختلفة للتنظيف المضمن للملفات الشخصية المستمرة.
انقر هنا لمزيد من المعلومات حول التنظيف بالموجات فوق الصوتية من الملفات الشخصية المستمرة!

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول المعالجات بالموجات فوق الصوتية والتطبيقات والسعر. سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك معك ونقدم لكم نظام الموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك!









يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


مبدأ العمل واستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية

الموجات فوق الصوتية هي تقنية معالجة تجارية ، تم تبنيها من قبل العديد من الصناعات للإنتاج على نطاق واسع. الموثوقية العالية والحجم بالإضافة إلى انخفاض تكاليف الصيانة وكفاءة الطاقة العالية تجعل المعالجات بالموجات فوق الصوتية بديلا جيدا لمعدات معالجة السوائل التقليدية. توفر الموجات فوق الصوتية فرصا إضافية مثيرة: التجويف - التأثير الأساسي بالموجات فوق الصوتية - ينتج نتائج فريدة في العمليات البيولوجية والكيميائية والفيزيائية. على سبيل المثال ، ينتج التشتت بالموجات فوق الصوتية والاستحلاب بسهولة تركيبات نانوية مستقرة. أيضا في مجال الاستخراج النباتي ، الموجات فوق الصوتية هي تقنية غير حرارية لعزل المركبات النشطة بيولوجيا.

في حين أن الموجات فوق الصوتية منخفضة الكثافة أو عالية التردد تستخدم بشكل رئيسي للتحليل والاختبار غير المدمر والتصوير ، يتم استخدام الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة لمعالجة السوائل والمعاجين ، حيث يتم استخدام الموجات فوق الصوتية المكثفة للخلط والاستحلاب والتشتت والتكتل أو تفكك الخلايا أو تعطيل الإنزيم. عند صوتنة السوائل بكثافة عالية ، تنتشر الموجات الصوتية عبر الوسائط السائلة. وهذا يؤدي إلى تناوب دورات الضغط العالي (الضغط) والضغط المنخفض (الفصيل النادر) ، مع معدلات تعتمد على التردد. خلال دورة الضغط المنخفض ، تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما تصل الفقاعات إلى حجم لم تعد قادرة على امتصاص الطاقة ، فإنها تنهار بعنف خلال دورة الضغط العالي. وتسمى هذه الظاهرة التجويف. خلال الانفجار الداخلي ، يتم الوصول إلى درجات حرارة عالية جدا (حوالي 5000 كلفن) وضغوط (حوالي 2000 جهاز ضغط جوي) محليا. يؤدي انفجار فقاعة التجويف أيضا إلى نفاثات سائلة تصل سرعتها إلى 280 مترا في الثانية.

التجويف بالموجات فوق الصوتية في السوائل يمكن أن يسبب إزالة الغاز بسرعة وكاملة. بدء تفاعلات كيميائية مختلفة عن طريق توليد أيونات كيميائية حرة (جذور) ؛ تسريع التفاعلات الكيميائية عن طريق تسهيل خلط المواد المتفاعلة ؛ تعزيز تفاعلات البلمرة وإزالة البلمرة عن طريق تشتيت الركام أو عن طريق كسر الروابط الكيميائية بشكل دائم في السلاسل البوليمرية ؛ زيادة معدلات الاستحلاب ؛ تحسين معدلات الانتشار ؛ إنتاج مستحلبات عالية التركيز أو تشتتات موحدة لمواد بحجم ميكرون أو نانو ؛ المساعدة في استخراج مواد مثل الإنزيمات من الخلايا الحيوانية أو النباتية أو الخميرة أو البكتيرية ؛ إزالة الفيروسات من الأنسجة المصابة ؛ وأخيرا ، تآكل وتحطيم الجسيمات الحساسة ، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة. (راجع Kuldiloke 2002)

تنتج الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة إثارة عنيفة في السوائل منخفضة اللزوجة ، والتي يمكن استخدامها لتفريق المواد في السوائل. (راجع Ensminger، 1988) في الواجهات السائلة / الصلبة أو الغازية / الصلبة ، يمكن أن يسبب الانفجار الداخلي غير المتماثل لفقاعات التجويف اضطرابات شديدة تقلل من طبقة حدود الانتشار ، وتزيد من نقل كتلة الحمل الحراري ، وتسرع بشكل كبير من الانتشار في الأنظمة التي لا يمكن فيها الخلط العادي. (راجع نيبورغ، 1965)

مفاعل بالموجات فوق الصوتية للتوليف الكيميائي ، على سبيل المثال عمليات الاستر العابر أو الأسترة أو الأسيتيلات.

مفاعل بالموجات فوق الصوتية مع 4x 2000 واط تحقيقات (8kW) للعمليات سونوكيميائية.



الأدب


الفوق صوتيات عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من المعمل المدمج فوق الصوتيات على وحدات أعلى مقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية من مختبر إلى حجم الصناعية.