Акустична срещу хидродинамична кавитация за приложения за смесване

Кавитация за смесване и получаване на смеси: Има ли разлика между акустичната и хидродинамичната кавитация? И защо една кавитационна технология може да е по-подходяща за вашия процес?
Акустичната кавитация – известна още като ултразвукова кавитация – и хидродинамичната кавитация са форми на кавитация, която представлява процес на нарастване и колапс на вакуумни кухини в течност. Акустичната кавитация възниква, когато течност се подлага на ултразвукови вълни с висок интензитет, докато хидродинамичната кавитация възниква, когато течност протича през стеснение или около препятствие (напр. дюза на Вентури), което води до спад на налягането и образуване на парни кухини.
Кавитационните сили на срязване се използват за хомогенизиране, смесване, диспергиране, емулгиране, разрушаване на клетките, както и за иницииране и интензифициране на химични реакции.

Въпреки че и акустичните, и хидродинамичните кавитационни техники използват едно и също явление и ефекта от колапса на кавитационните мехурчета, съществува значителна разлика между тези две техники, при които кавитацията се създава чрез ултразвук или чрез дюзи на Вентури.

Интензивната ултразвукова обработка образува кавитационни мехурчета във водата. Последващото им колапсиране създава изключително силни срязващи сили в течността. Този ефект разрушава клетки, например при екстракция на растителни суровини, или раздробява маслените капки във вода до много малки размери (емулгиране). Кавитационният ефект прави ултразвуковите хомогенизатори Hielscher много ефективно средство за диспергиране, хомогенизиране, емулгиране и екстракция. Hielscher Ultrasonics произвежда ултразвукови сонди с мощност от 50 вата до 16000 вата за ултразвукови процеси в лабораторията и в пълномащабното производство.

Научете тук какви разлики съществуват между акустичната и хидродинамичната кавитация и защо може да предпочетете ултразвуков апарат със сонда за вашия процес, задвижван от кавитация:

Предимства на акустичната кавитация пред хидродинамичната кавитация

1. По-висока ефективност: Акустичната кавитация като цяло е по-ефективна при образуването на вакуумни кухини, тъй като енергията, необходима за създаване на кавитация, обикновено е по-малка, отколкото при хидродинамичната кавитация. Затова ултразвуковите кавитатори и кавитационни реактори са по-енергийно ефективни и по-икономични. Ултразвукът е най-енергийно ефективният метод за създаване на кавитация. Акустичната / ултразвуковата кавитация, генерирана от ултразвукови апарати със сонда, предотвратява възникването на ненужно триене. Ултразвуковата сонда трепти перпендикулярно, като предотвратява възникването на ненужно триене, което води до загуба на енергия. За разлика от акустичната кавитация, хидродинамичната кавитация използва роторно-статорни системи или системи с дюзи за генериране на кавитация. И двете техники – роторно-статорни системи и дюзи – причиняват триене, тъй като двигателят трябва да задвижва големи механични части. Ако проучвания твърдят, че хидродинамичната кавитация е енергийно ефективна, те вземат предвид само номиналната мощност на съответната технология и пренебрегват действителното потребление на енергия. Тези проучвания обикновено не отчитат загубата на енергия вследствие на триене, която е добре известен и нежелан ефект на технологиите за хидродинамична кавитация.
2. По-добър контрол: Акустичната кавитация може да се контролира и регулира по-лесно, тъй като интензитетът на ултразвуковите вълни може да се настройва прецизно, за да се постигне желаното ниво на кавитация. За разлика от нея, хидродинамичната кавитация се контролира по-трудно, тъй като зависи от характеристиките на течението на течността и геометрията на стеснението или препятствието. Освен това дюзите са склонни към запушване, което води до прекъсвания на процеса и трудоемко почистване.
3. Може да обработва почти всички материали: Докато дюзата на Вентури и другите хидродинамични проточни реактори срещат трудности при обработката на твърди вещества и особено на абразивни материали, ултразвуковите кавитатори могат надеждно да обработват почти всеки вид материал. Ултразвуковите кавитационни реактори могат да хомогенизират дори смеси с високо съдържание на твърди вещества, абразивни частици и влакнести материали, без да се запушват.
4. По-висока стабилност: Акустичната кавитация като цяло е по-стабилна от хидродинамичната кавитация, тъй като парните кухини, образувани чрез акустична кавитация, обикновено са по-равномерно разпределени в цялата течност. За разлика от нея, хидродинамичната кавитация може да образува парни кухини, които са силно локализирани и могат да доведат до неравномерни или нестабилни структури на течението.
5. По-голяма универсалност: Акустичната / ултразвуковата кавитация може да се използва в широк спектър от приложения, включително хомогенизиране, смесване, диспергиране, емулгиране, екстракция, лизис и разрушаване на клетките, както и в сонохимията. За разлика от нея, хидродинамичната кавитация е предназначена предимно за контрол на течението и приложения в механиката на флуидите.
   Като цяло акустичната кавитация предлага по-добър контрол, по-висока ефективност, стабилност и универсалност в сравнение с хидродинамичната кавитация, което я прави много полезна техника за множество промишлени приложения.

Ултразвукови кавитационни реактори

Hielscher Ultrasonics ви предлага разнообразие от ултразвукови сонди и кавитационни реактори за промишлена употреба. Всички ултразвукови апарати и кавитационни реактори на Hielscher са проектирани за приложения с висок интензитет и работа 24/7 при пълно натоварване.
Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия
Ултразвуковите кавитатори на Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови кавитатори в промишлени съоръжения. Ултразвуковите кавитатори на Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни работни среди.

Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати, които се отличават с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са в съответствие с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Защо Hielscher Ultrasonics?

• висока ефективност
• най-съвременна технология
• надеждност и здравина
• периодична и поточна обработка
• за всякакъв обем – от малки флакони до обеми, равни на товарите на камиони за час
• научно доказано
• интелигентен софтуер
• интелигентни функции (напр. регистриране на данни)
• CIP (почистване на място)
• лесна и безопасна работа
• лесен монтаж, малко необходима поддръжка
• икономически изгодно (по-малко работна сила, време за обработка и енергия)

Ако се интересувате от техниката на ултразвуковата кавитация, процесите и готовите за работа системи с ултразвукови кавитатори, моля, свържете се с нас сега. Нашият екип с дългогодишен опит с удоволствие ще обсъди вашето приложение с вас!

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати: