بالموجات فوق الصوتية التجويف في سوائل

الموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة تولد التجويف الصوتي في السوائل. يسبب التجويف تأثيرات شديدة محليا ، مثل النفاثات السائلة التي تصل إلى 1000 كم / ساعة ، وضغوط تصل إلى 2000 ضغط جوي ودرجات حرارة تصل إلى 5000 كلفن. تستخدم هذه القوى المولدة بالموجات فوق الصوتية في العديد من تطبيقات معالجة السوائل مثل التجانس ، والتشتيت ، والاستحلاب ، والاستخراج ، وتعطيل الخلايا ، وكذلك تكثيف التفاعلات الكيميائية.

مبدأ عمل التجويف بالموجات فوق الصوتية

عندما sonicating السوائل في كثافات عالية، والموجات الصوتية التي تنتشر في وسائل الإعلام السائلة نتيجة بالتناوب في الضغط العالي (ضغط)، والضغط المنخفض (خلخلة) دورات، مع معدلات اعتمادا على التردد. خلال دورة الضغط المنخفض، وارتفاع كثافة الموجات فوق الصوتية خلق فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما بلوغ فقاعات حجم في التي لم تعد قادرة على استيعاب الطاقة، وأنها تنهار بعنف خلال دورة الضغط العالي. ويطلق على هذه الظاهرة التجويف. خلال انهيار درجات حرارة عالية جدا (حوالي 5،000K) والضغوط (حوالي 2،000atm) وصلت محليا. وانهيار فقاعة التجويف النتائج أيضا في طائرات السائل لمدة تصل إلى 280M / ث سرعة.

طلب معلومات





تستخدم المجسات فوق الصوتية قوى التجويف الصوتي لتوفير خلط وتجانس مكثف. تستخدم المتجانسات بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع للمزج الفعال ، والتشتيت ، والاستحلاب ، والاستخراج ، والتفريغ ، والكيمياء الصوتية.

مسبار نوع الموجات فوق الصوتية مثل UP400St استخدم مبدأ عمل التجويف الصوتي.

التجويف الصوتي أو بالموجات فوق الصوتية: نمو الفقاعة والانفجار الداخلي

يخلق التجويف الصوتي (الناتج عن الموجات فوق الصوتية للطاقة) ظروفا قاسية محليا ، ما يسمى بالتأثيرات الصوتية الميكانيكية والكيميائية الصوتية. بسبب هذه التأثيرات ، تعزز الصوتنة التفاعلات الكيميائية مما يؤدي إلى غلة أعلى ، وسرعة تفاعل أسرع ، ومسارات جديدة ، وتحسين الكفاءة الإجمالية.

 
 
 

هذا الفيديو يظهر hielscher بالموجات فوق الصوتية UP400S (400W) توليد التجويف الصوتي في الماء.

التجويف بالموجات فوق الصوتية في الماء باستخدام UP400S

صورة مصغرة للفيديو

 

التطبيقات الرئيسية للموجات فوق الصوتية باستخدام التجويف الصوتي

تعمل الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار ، والمعروفة أيضا باسم المجسات فوق الصوتية ، على توليد تجويف صوتي مكثف في السوائل بكفاءة. لذلك ، يتم استخدامها على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة عبر الصناعات المختلفة. تتضمن بعض أهم تطبيقات التجويف الصوتي الناتج عن الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار ما يلي:
 

التجويف بالموجات فوق الصوتية قوية في كاسكاتروده Hielscher

التجويف بالموجات فوق الصوتية قوية في Hielscher بالموجات فوق الصوتية كاسكاترود

  1. التجانس: يمكن أن تولد المجسات فوق الصوتية تجويفا شديدا ، والذي يتميز بأنه مجال كثيف الطاقة من قوى الاهتزاز والقص. توفر هذه القوى خلطا ممتازا وخلطا وتقليل حجم الجسيمات. ينتج التجانس بالموجات فوق الصوتية معلقات مختلطة بشكل موحد. لذلك ، يتم استخدام صوتنة لإنتاج تعليق الغروية متجانسة مع منحنيات توزيع ضيقة.
  2. تشتت الجسيمات النانوية: يتم استخدام الموجات فوق الصوتية للتشتت ، deagglomeration والطحن الرطب للجسيمات النانوية. يمكن أن تولد الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد تجويفا مؤثرا ، مما يؤدي إلى تكسير التكتلات وتقليل حجم الجسيمات. على وجه الخصوص ، يؤدي القص العالي للنفاثات السائلة إلى تسريع الجسيمات الموجودة في السائل ، والتي تصطدم ببعضها البعض (الاصطدام بين الأجزاء) بحيث تنكسر الجسيمات وتتآكل. ينتج عن هذا توزيع موحد ومستقر للجزيئات يمنع الترسيب. هذا أمر بالغ الأهمية في مختلف المجالات ، بما في ذلك تكنولوجيا النانو وعلوم المواد والمستحضرات الصيدلانية.
  3. الاستحلاب والخلط: تستخدم الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لإنشاء مستحلبات وخلط السوائل. تسبب الطاقة فوق الصوتية التجويف ، وتشكيل وانهيار الفقاعات المجهرية ، والتي تولد قوى قص محلية مكثفة. تساعد هذه العملية في استحلاب السوائل غير القابلة للامتزاج ، وإنتاج مستحلبات مستقرة ومشتتة بدقة.
  4. إستخلاص: بسبب قوى القص التجويف ، فإن الموجات فوق الصوتية ذات كفاءة عالية في تعطيل الهياكل الخلوية وتحسين نقل الكتلة بين الصلبة والسائلة. لذلك ، يستخدم الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع لإطلاق المواد داخل الخلايا مثل المركبات النشطة بيولوجيا لإنتاج مستخلصات نباتية عالية الجودة.
  5. التفريغ والتهوية: يتم استخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لإزالة فقاعات الغاز أو الغازات الذائبة من السوائل. تطبيق التجويف بالموجات فوق الصوتية يعزز اندماج فقاعات الغاز بحيث تنمو وتطفو إلى أعلى السائل. التجويف بالموجات فوق الصوتية يجعل إزالة الغاز إجراء سريعا وفعالا. هذا أمر ذو قيمة في مختلف الصناعات ، مثل الدهانات أو السوائل الهيدروليكية أو معالجة الأغذية والمشروبات ، حيث يمكن أن يؤثر وجود الغازات سلبا على جودة المنتج واستقراره.
  6. سونوكاتاليس: يمكن استخدام مجسات الموجات فوق الصوتية لتحليل الموجات فوق الصوتية ، وهي عملية تجمع بين التجويف الصوتي والمحفزات لتعزيز التفاعلات الكيميائية. يعمل التجويف الناتج عن الموجات فوق الصوتية على تحسين نقل الكتلة ، ويزيد من معدلات التفاعل ، ويعزز إنتاج الجذور الحرة ، مما يؤدي إلى تحولات كيميائية أكثر كفاءة وانتقائية.
  7. تحضير العينة: تستخدم الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار بشكل شائع في المختبرات لإعداد العينات. يتم استخدامها لتجانس وتصنيف واستخراج العينات البيولوجية ، مثل الخلايا والأنسجة والفيروسات. تعمل الطاقة فوق الصوتية الناتجة عن المسبار على تعطيل أغشية الخلايا ، وإطلاق المحتويات الخلوية وتسهيل المزيد من التحليل.
  8. التفكك واضطراب الخلايا: تستخدم الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لتفكيك وتعطيل الخلايا والأنسجة لأغراض مختلفة ، مثل استخراج المكونات داخل الخلايا ، أو تعطيل الميكروبات ، أو تحضير العينات للتحليل. تسبب الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة والتجويف الناتج عن ذلك إجهادا ميكانيكيا وقوى قص ، مما يؤدي إلى تفكك هياكل الخلايا. في البحوث البيولوجية والتشخيص الطبي ، يتم استخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لتحلل الخلايا ، وهي عملية تكسير الخلايا المفتوحة لإطلاق مكوناتها داخل الخلايا. تعمل الطاقة فوق الصوتية على تعطيل جدران الخلايا والأغشية والعضيات ، مما يتيح استخراج البروتينات والحمض النووي والحمض النووي الريبي والمكونات الخلوية الأخرى.

 
هذه هي بعض التطبيقات الرئيسية للموجات فوق الصوتية من نوع المسبار ، ولكن التكنولوجيا لديها مجموعة أوسع من الاستخدامات الأخرى ، بما في ذلك سونوكيمياء ، والحد من حجم الجسيمات (الطحن الرطب) ، وتوليف الجسيمات من أسفل إلى أعلى ، وتوليف سونو للمواد والمواد الكيميائية في مختلف الصناعات مثل الأدوية ، وتجهيز الأغذية ، والتكنولوجيا الحيوية ، والعلوم البيئية.

 

تقشير الجرافين بالموجات فوق الصوتية في الماء

تسلسل عالي السرعة (من a إلى f) من الإطارات يوضح التقشير الميكانيكي لرقائق الجرافيت في الماء باستخدام UP200S ، الموجات فوق الصوتية 200W مع سونوترودي 3 ملم. تظهر الأسهم مكان تقسيم الجسيمات مع فقاعات التجويف التي تخترق الانقسام.
© تيمورنا وآخرون 2020

يستخدم التجويف الصوتي كما هو موضح هنا في الموجات فوق الصوتية Hielscher UIP1500hdT لبدء وتعزيز التفاعلات الكيميائية. التجويف بالموجات فوق الصوتية في Hielscher UIP1500hdT (1500W) الموجات فوق الصوتية للتفاعلات سونوكيميائية.

التجويف بالموجات فوق الصوتية في مسبار كاسترود من الموجات فوق الصوتية UIP1000hdT (1000 واط ، 20 كيلو هرتز) في مفاعل زجاجي.

فيديو التجويف الصوتي في السائل

يوضح الفيديو التالي التجويف الصوتي عند كاسكاترود جهاز الموجات فوق الصوتية UIP1000hdT في عمود زجاجي مملوء بالماء. يضيء العمود الزجاجي من الأسفل بالضوء الأحمر من أجل تحسين تصور فقاعات التجويف.

يظهر هذا الفيديو التجويف بالموجات فوق الصوتية / الصوتية في الماء - الناتجة عن Hielscher UIP1000. يستخدم التجويف بالموجات فوق الصوتية للعديد من التطبيقات السائلة مثل التجانس والتشتت والاستحلاب والاستخراج والتفريغ والتفاعلات الكيميائية الصوتية.

التجويف بالموجات فوق الصوتية في السوائل باستخدام UIP1000

صورة مصغرة للفيديو

 

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول المعالجات بالموجات فوق الصوتية لتوليد التجويف الصوتي والتطبيقات والأسعار. سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك معك وأن نقدم لك نظام التجويف بالموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك!









يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:

دفعة حجم معدل المد و الجزر الأجهزة الموصى بها
1 إلى 500ML 10 إلى 200ML / دقيقة UP100H
10 إلى 2000ML 20 إلى 400ML / دقيقة Uf200 ः ر، UP400St
00.1 إلى 20L 00.2 إلى 4L / دقيقة UIP2000hdT
10 إلى 100L 2 إلى 10L / دقيقة UIP4000hdT
زمالة المدمنين المجهولين 10 إلى 100L / دقيقة UIP16000
زمالة المدمنين المجهولين أكبر مجموعة من UIP16000
وتستخدم الموجات فوق الصوتية عالية القص المتجانسات في المختبر، مقاعد البدلاء أعلى، التجريبية والصناعية المعالجة.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.



الأدب / المراجع


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.


سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك.

دعونا الحصول على اتصال.