Сонда-Type Соникацията срещу ултразвукова вана: ефективност Сравнение

Процесите на ултразвук могат да се извършват чрез използването на ултразвуков хомогенизатор тип сонда или ултразвукова вана. Въпреки че, и двете техники прилагат ултразвук към пробата, има значителни разлики в ефективността, ефективността и възможностите на процеса. Ultrasonicators тип сонда excel ултразвукова вана драстично, когато става въпрос за интензивност на ултразвука, амплитуда, единна обработка, и възпроизводимост.

Желаните ефекти от ултразвук на течности – включително хомогенизиране, Диспергиращи, агломерати, фрезоване, емулгиране, екстракция, лизис, дезинтеграция и sonochemical ефекти - са причинени от кавитация, Чрез въвеждане на ултразвук с висока мощност в течна среда, звуковите вълни се предават във флуида и създават алтернативни цикли на високо налягане (сгъстяване) и ниско налягане (разреждане), с честота, която зависи от честотата. По време на цикъла с ниско налягане високочестотните ултразвукови вълни създават мехурчета или празнини в течността. Когато мехурчетата достигнат обем, при който вече не могат да поглъщат енергия, те се разпадат бурно по време на цикъл с високо налягане. Това явление се нарича кавитация. По време на имплозията се достигат много високи температури (приблизително 5000K) и налягания (приблизително 2000 атм). Имплозията на кавитационния балон също води до течни струи с скорост до 280 м / сек. [Suslick 1998]

Кавитация мехурчета могат да бъдат диференцирани в стабилни и преходни мехурчета. (Кликнете за увеличение!)

Moholkar и сътр. (2000) установяват, че мехурите в областта на най-високия интензитет кавитация подложени преходно движение, докато мехурчетата в района на най-ниската интензивност кавитация подложени стабилен / колебателно движение. Преходното разпадането на мехурчетата, който поражда местната температура и налягане максимуми е в основата на наблюдаваните ефекти на ултразвук на химически системи.
Интензитетът на ултразвук е функция на използваната енергия и повърхност издатина. За дадена подаване на енергия се прилага: колкото по-голяма площ на повърхността на издатината, толкова по-ниска интензивност на ултразвук.
Ултразвуковите вълни могат да бъдат получени от различни видове ултразвукови системи. По-нататък, разликите между соникация помощта на ултразвукова вана, ултразвукова сонда устройство в отворен съд и ултразвукова сонда устройство с клетъчно поток камера ще бъдат сравнени.

Сравнение на Cavitational гореща разпределението на място

За ултразвукови приложения се използват ултразвукови сонди (сонотрод / рога) и ултразвукови вани. “Сред тези два метода на ултразвук ултразвук, сондиране на сондата е по-ефективен и мощен от ултразвуковата вана при прилагането на дисперсия на наночастици; ултразвуковото устройство за баня може да осигури слаба ultrasonication с приблизително 20-40 W / L и много неунифицирано разпределение, докато ултразвуковото устройство за сонда може да осигури 20 000 W / L в течността. По този начин това означава, че ултразвуково устройство за сонда превъзходи ултразвуковото устройство за баня от фактора на 1000.” (срв. Asadi et al., 2019)

Ултразвукова вана

В ултразвукова баня, кавитация настъпва не-съобразен и неконтролируемо разпределени през резервоара. Ефектът на ултразвук е с ниска интензивност и неравномерно разпространение. Повторяемостта и мащабируемостта на процеса е много лошо.
Картината по-долу показва резултатите от изпитване на фолио в ултразвукова резервоара. Следователно, тънък алуминиев или фолио се поставя в дъното на вода попълнено ултразвукова резервоара. След обработка с ултразвук, единични марка ерозия са видими. Тези единични перфорирани петна и дупки в фолио посочат Cavitational горещи точки. Поради ниска енергия и неравен разпространение на ултразвука в резервоара, марки ерозионните възникват само спот-мъдър. Следователно, ултразвукови вани се използват най-вече за по почистването.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" появят много неравномерно. (Кликнете за увеличение!)
Фигурите по-долу показват, неравномерното разпределение на Cavitational горещи точки в ултразвукова вана. На фиг. 2, вана с дъно площ от 20×10 см са били използвани.
Неравномерното кавитация в ултразвукова вана (Кликнете за увеличение!)

За измерванията показани на Фиг. 3, се използва ултразвукова баня с дъно пространство на 12x10cm.
Фигурата показва неравномерното пространствено разпределение на ултразвукови горещи точки в ултразвукова вана. (Кликнете за увеличение!)
И двете измервания показва, че разпределението на ултразвуковото поле облъчване в ултразвуковите резервоарите е много неравномерно.
Изследването на ултразвуково облъчване при различни места в банята показва значителни пространствени промени в интензитета на кавитация в ултразвукова вана.

Фиг. 4 по-долу сравнява ефикасността на ултразвукова вана и ултразвукова сонда устройство описан от обезцветяване на азо багрило метил виолет.
По-висока ефективност чрез сонда тип на ултразвук (Кликнете за увеличение!)
Dhanalakshmi и сътр. намерено в тяхното проучване, което сонда тип ултразвукови устройства имат високо локализиран интензивност в сравнение с резервоар тип и следователно, по-голяма локализиран ефект, както е показано на фиг. 4. Това означава по-висок интензитет и ефективност на процеса на обработка с ултразвук.
Ултразвуков настройка, както е показано в картина 4, позволява пълен контрол над най-важните параметри - амплитуда, налягане, температура, вискозитет, концентрация, обем на реактора.

Сонда тип ултразвук е много ефективен и ефикасен CV на соникатор баня

Сонда тип ултразвук с Uf200 ः т

Свържете се с нас / Попитай за повече информация

Свържете се с нас за вашите изисквания за обработка. Ние ще ви препоръча най-подходящите настройки и обработка на параметрите за вашия проект.





Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Снимка 1: Ултразвуков издатина предава звуковите вълни в течност. В замъгляване под повърхността издатината показва, Cavitational гореща размер на точката.

Предимства Probe-обработка с ултразвук:

  • интензивен
  • фокусирани
  • пълен контрол
  • равномерно разпределение
  • възпроизводим
  • линейна скала нагоре
  • партида и по-лайн

Ултразвукова сонда Устройство отворена бехерова чаша

Когато пробите се обработва с ултразвук с помощта на ултразвукова сонда устройство, ултразвук зона на интензивно е директно под издатина / сондата. ултразвукови разстояние облъчване се ограничава до определена област на върха на издатината на. (Виж pic.1)
Ултразвукови процеси в отворени чаши се използват предимно за тестване приложимост и за подготовка на пробите по-малки обеми.

Ултразвукова сонда устройство в режим на непрекъснат поток

най-сложните Резултатите от обработка с ултразвук, се постигат чрез непрекъсната обработка в режим на затворен потока. Всички материали се обработват по същия ултразвук интензитет като пътя на потока и време на престой в камерата за ултразвукова реактор се контролира.

Ултразвукова обработка с вградени клетка поток реактор (Увеличи!)

Pic. 4: 1 kW ултразвукова система UIP1000hd с поток клетки и помпа

Резултатите процеса на ултразвукова обработка течност за дадена конфигурация параметър са функция от енергията на преработени обем. Функцията се променя с промени в отделни параметри. Освен това, действителната мощност и интензивността на повърхност на издатината на ултразвукова единица зависи от параметрите.

Най-важните параметри на ултразвукова обработка включват амплитудата (А), налягане (р), обем на реактора (VR), температурата (Т), и вискозитетът (η).

В Cavitational въздействието на ултразвукова обработка зависи от интензивността на повърхност, която е описано от амплитудата (А), налягане (р), обем на реактора (VR), температурата (Т), вискозитет (η) и др. плюс и минус знаци показват положително или отрицателно влияние на съответния параметър на интензитет на ултразвук.

Чрез контролиране на най-важният параметър на процеса на обработка с ултразвук на процеса е напълно повторяем и постигнатите резултати могат да бъдат мащабирани напълно линейни. Различни видове sonotrodes и клетъчни поток реактори ултразвукови дават възможност за адаптиране към специфичните изисквания на процеса.

резюме

Докато по- Ултразвукова вана осигурява слаб звукообработка с ок. 20-40 W / L и много нееднакво дистрибуция, ултразвукова сонда тип устройства може лесно двойка прибл. 20.000 W / L в преработения среда. Това означава, че ултразвукова сонда тип устройство превъзхожда ултразвукова баня от фактор на 1000 (1000x по-висок разход на енергия за единица обем) поради фокусирани и униформа ултразвукова мощност. Пълният контрол над най-важните параметри Ултразвуковата вана, гарантира напълно възпроизводими резултати и линейна скалируемост на резултатите на процеса.

Мощен ултразвук с сонда тип ултрасоннкаторът на.

Снимка 3: обработка с ултразвук в отворена епруветка като се използва ултразвукова лаборатория устройство с издатина / сонда

Свържете се с нас / Попитай за повече информация

Свържете се с нас за вашите изисквания за обработка. Ние ще ви препоръча най-подходящите настройки и обработка на параметрите за вашия проект.





Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Позоваването литература /

  • Асади, Амин; Pourfattah, Фарзад; Миклош Шилаги, Имре; Афранд, Масуд; Зила, Гауел; Сеон Ан, Хо; Уонгайз, Сомчай; Мин Нгуен, Хоанг; Арабкоохсар, Амад; Махиан, Омис (2019): Ефект на ултразвукови характеристики върху стабилността, термофизичните свойства, и пренос на топлина на нанофлуидите: Цялостен преглед. Ултразвук Сонохимия 2019.
  • Dhanalakshmi, N. P .; Nagarajan, R. (2011): Ултразвуково засилване на химично разграждане на метил виолет: експериментално изследване. В: Worlds Acsd. Sci. Enginee Tech 2011, Vol.59, 537-542.
  • Kiani, Н .; Zhang, Z. Delgado, A .; Слънце, D.-W. (2011): ултразвук подпомага центрове на някои течни и твърди модел храни по време на замразяване. В: Храни Res. Intl. 2011 г., Vol.44 / № 9, 2915-2921.
  • Moholkar, В. S .; Sable, S. P .; Пандит, A. B. (2000): Картиране интензитет на кавитация в ултразвукова баня при използване на акустични емисии. В: AIChE J. 2000, Vol.46 / No.4, 684-694.
  • Nascentes, С. С .; Корн, М .; Sousa, C. S .; Arruda, М. А. З. (2001): Използване на Ултразвукови вани за Аналитични приложения: нов подход за Условия за оптимизация. В: J. Braz. Chem. Soc. 2001 г., Vol.12 / No.1, 57-63.
  • Сантос, Х.M.; Лодейро, К., Капело-Мартинес, Дж.-Л. (2009): Силата на ултразвука. В: Ултразвук в химията: Аналитично приложение. (отд. от J.-L. Капело-Мартинес). Уайли-ВЧ: Вайнхайм, 2009. 1-16.
  • Суслик, К. С. (1998): Кърк-Отмер Енциклопедия на химическата технология; 4-ти Ед. & Sons: New York, 1998, кн. 26, 517-541.


Факти заслужава да се знае

хомогенизатори ултразвукови тъкан често се отнасят като сонда соникатор, звуков lyser, ултразвук дисруптор ултразвукови мелница, Sono-ruptor, Sonifier, звуков dismembrator, клетъчен разрушител ултразвукови диспергиращо или с разтворител. Различните условия са резултат от различните приложения, които могат да бъдат изпълнени чрез ултразвук.

(function ($) { const $searchForms = $('form[role="search"].hi-sf'); $.each($searchForms, function (index, searchForm) { const $searchForm = $(searchForm); const label = $searchForm.find('.hi-sf__lab').text(); $searchForm.find('.hi-sf__in').attr('placeholder', label); }); }(jQuery));