Hielscher Cascatrode – Сонда за ултразвукова обработка с голяма повърхност

Hielscher Cascatrode™ са сонотроди (ултразвукови сонди) със специална конструкция за ефективна ултразвукова обработка при повишени нива на ултразвукова мощност и ниска или средна интензивност на ултразвуковата обработка – обикновено под 60W/cm² и при амплитуда под 60 микрона.

Hielscher разработи Cascatrode™ за приложения в промишлената обработка. Cascatrode™ се предлагат за всички промишлени ултразвукови процесори – от UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) и UIP2000hdT (2kW) до най-мощния ултразвуков апарат в света UIP16000 (16kW).

При разработване или изпитване на нови процеси на ултразвукова обработка, като: емулгиране, диспергиране, хомогенизиране, разрушаване на клетките и екстракция, деагломерация, или дегазиране, ще установите, че определени параметри на ултразвуковата обработка са по-подходящи за процеса от други.

Без да променяте изходната мощност, можете да променяте интензивността на ултразвуковата обработка: или съсредоточете изходната мощност върху малка повърхност при висока интензивност (висока стойност в W/cm²), или предавайте мощността в средата чрез голяма повърхност при по-ниски интензивности (ниска стойност в W/cm²). Интензивността нараства при по-висока амплитуда на ултразвуковата обработка, по-високо налягане на течността или по-висок вискозитет и намалява при по-висока температура. След като установите оптимална конфигурация на параметрите за своя процес, ще трябва да поддържате тази конфигурация постоянна при увеличаване на мащаба. При увеличаване на мащаба не трябва да променяте амплитудата и налягането на ултразвуковата обработка. По този начин запазвате постоянна интензивността на ултразвуковата обработка – тоест поддържате постоянна изходната ултразвукова мощност на единица повърхност (ватове/cm²). Като логичен резултат се нуждаете от по-голяма повърхност на сонотрода, за да предавате повече мощност при дадена интензивност на единица повърхност – това е линейна зависимост.

Hielscher предлага широка гама сонотроди (=сонди за ултразвукова обработка) за своите ултразвукови апарати. Обикновено сонотродите се различават по диаметъра на върха за осигуряване на различни площи на повърхността на върха. Вертикалните повърхности на сонотрода обикновено имат пренебрежимо малък принос за предаването на мощност, тъй като амплитудата на техните трептения, насочени към течната среда, е много ниска. Конструкцията на Cascatrode™ е различна, тъй като тя добавя пръстеновидни хоризонтални повърхности към повърхността на върха. Всеки пръстен е разположен в един от максимумите на трептенията на сонотрода. Чрез тези пръстени трептящата повърхност, която предава ултразвука в средата, подлежаща на ултразвукова обработка, може да се увеличи значително – което позволява предаване на по-висока ултразвукова мощност в течността при дадена интензивност на единица повърхност. Cascatrode™ позволява предаване на висока ултразвукова мощност при високи амплитуди в обработваната среда.

Hielscher Cascatrode™ се предлагат с различни дължини и диаметри и с различен брой пръстени – проектирани да съответстват на интензивността на процеса и на конкретното ултразвуково приложение. Тъй като се използват за процеси с висока мощност и голям обем, Cascatrode™ се монтират предимно в системи с непрекъснат проток. Те могат да се използват с реактори с проточна клетка, което позволява ефективна обработка в потока в промишлен мащаб.