Ултразвук: приложения и процеси

Ultrasonication is a mechanical processing method which creates extraordinarily intense acoustic cavitation and related physical forces such as high shear forces and high pressure differentials. These ultrasonically generated forces are used for numerous applications such as mixing, homogenization, milling, dispersion, emulsification, extraction and sono-chemical reactions.
По-долу ще намерите селекция от най-типичните ултразвукови приложения и процеси.

Ултразвукова хомогенизиране

UP400St Ултразвуков хомогенизатор 400 вата за ултразвук на бехерови и партиди.Ултразвуковите хомогенизатори намаляват малките частици в течност за подобряване на еднаквостта и стабилността на дисперсията. Частиците (дисперсна фаза) могат да бъдат твърди вещества или течни капчици, окачени в течна фаза. Ултразвуковото хомогенизиране е много ефективно за намаляване на меките и твърди частици. Hielscher произвежда ултразвукови средства за хомогенизация на всеки течен обем и за партидна или инлайн обработка. Лабораторни ултразвукови устройства могат да се използват за обеми от 1.5mL до приблизително 4L. Ултразвуковите промишлени устройства могат да обработват партиди от 0.5 до приблизително 2000L или дебити от 0.1L до 20 кубически метра в час в развитието на процеса и в търговското производство.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова хомогенизиране!

Ултразвукова разпръскване и агломерати

Ultrasonication нарушава твърди частици чрез акустична кавитация.Дисперсията и деагломерацията на твърди вещества в течности е важно приложение на ultrasonicators тип сонда. Ултразвукова / акустична кавитация генерира високи сили на срязване, които разбиват агломератите на частиците на индивидуални, единични диспергирани частици. Смесването на прахове в течности е често срещана стъпка във формулирането на различни продукти, като боя, лак, козметични продукти, храни и напитки, или полиране на медии. Отделните частици се държат заедно чрез атракционни сили с различен физически и химичен характер, включително ван-дер-Waals-сили и течно повърхностно напрежение. Ultrasonication преодолява тези атракционни сили, за да деагломерира и разпръсне частиците в течни носители. За разпръскването и деагломерацията на праховете в течности ултразвукът с висок интензитет е интересна алтернатива на хомогенизаторите с високо налягане, смесителите с високо срязване, мелниците за топчета или ротор-статор-миксери.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова разпръскване и агломерати!

Видеото демонстрира ултразвукова дисперсия на червен цвят с помощта на UP400St с S24d 22mm сонда.

Ултразвукова дисперсия на червения цвят с помощта на UP400St

Ултразвукова емулгиране

Ultrasonication е силно ефикасен метод за производство на наноемулсии.Широка гама от междинни и потребителски продукти, като козметика и кожни лосиони, фармацевтични мехлеми, лакове, бои и смазочни материали и горива се основават изцяло или частично на емулсии. Емулсиите са дисперсии на две или повече немисивни течни фази. Силно интензивен ултразвук доставя достатъчно интензивно срязване, за да разпръсне течна фаза (дисперсна фаза) в малки капчици във втора фаза (непрекъсната фаза). В разпръскващата се зона, имплодиращите кавитационни мехурчета предизвикват интензивни ударни вълни в околната течност и водят до образуване на течни струи с висока течна скорост (високо срязване). Ултразвукът може да бъде прецизно адаптиран към целевия размер на емулсията, позволяващ по този начин за надеждно производство на микро-емулсии и нано-емулсии.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова емулгиране!

Ултразвуков хомогенизатор UIP1000hdT за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция.

The UIP1000hdT е 1000 вата мощен ultrasonicator за хомогенизация, фрезоване и екстракция приложения.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ултразвуков Wet-шлифовъчни

Ultrasonication е ефективно средство за мокро-фрезоване и микро-смилане на частици. По-специално за производството на суперфиненоразмерни шламове, ултразвукът има много предимства. Тя превъзхожда традиционното оборудване за намаляване на размера, като например: колоидни мелници (напр. мелници за топки, мелници за топчета), дискови мелници или струйни мелници. Ultrasonication може да обработва шламове с висока концентрация и висок вискозитет – следователно намаляване на обема, който трябва да се обработва. Разбира се, ултразвуковото фрезоване е подходящо за обработка на микроразмерни и наноразмерни материали, като керамика, пигменти, бариев сулфат, калциев карбонат или метални оксиди. Особено когато става въпрос за нано-материали, ultrasonication превъзхожда в производителността, тъй като силно въздействащите му сили на срязване създават равномерно малки наночастици.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова мокро смилане и микро-смилане!

Частиците титанов диоксид TiO2 след ултразвуково фрезоване показват драстично намален диаметър и разпределение с тесен размер.

Изсушен на спрей TiO2 преди и след ултразвуково фрезоване

Ултразвукова клетъчна деинтеграция и лизис

ултразвуково подпомага екстракция на съединения от билки с помощта на ултразвукова UP200S процесорУлтразвукова обработка може да разпадне влакнести, целулозни материали в фини частици и да се счупят стените на клетъчната структура. Това освобождава повече от вътрешноклетъчния материал, като нишесте или захар в течността. Този ефект може да се използва за ферментация, храносмилане и други процеси на преобразуване на органична материя. След фрезоване и смилане, ultrasonication прави повече от вътрешноклетъчния материал, например нишесте, както и остатъците от клетъчната стена, налични за ензимите, които превръщат нишестето в захари. Той също така увеличава повърхността, изложена на ензимите по време на втечняване или захарификация. Това обикновено увеличава скоростта и добива на дрожди ферментация и други процеси на преобразуване, например за увеличаване на производството на етанол от биомаса.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова разпадане на клетъчните структури!

ултразвукова екстракция на растителни продукти

Извличането на биоактивни съединения, съхранявани в клетки и субклетъчни частици, е широко използвано приложение на ултразвук с висока интензивност. Ултразвуковата екстракция се използва за изолиране на вторични метаболити (напр., полифеноли), полизахариди, протеини, етерични масла и други активни съставки от клетъчната матрица на растенията и гъбичките. Подходяща за вода- и разтворител-екстракция на органични съединения, ултразвукът подобрява добива на ботаници, съдържащи се в рамките на растения или семена значително. Ултразвукова екстракция се използва за производство на фармацевтични продукти, хранителни продукти / хранителни добавки, аромати и биологични добавки. Ултразвукът е зелена техника за екстракция, използвана и за извличане на биоактивни компоненти в биорафинерии, например освобождаване на ценни съединения от неизползвани потоци от страничен продукт, образувани в промишлени процеси. Ultrasonication е високо ефективна технология за ботаническа екстракция в лаборатория и производствена скала.
Кликнете тук за повече информация за ултразвукова екстракция!

Ултразвуковата ботаническа екстракция дава по-високи добиви. Хомогенизаторът Hielscher UIP2000hdT, хомогенизатор 2000 вата е достатъчно мощен, за да извлече партиди от 10 литра до 120 литра лесно.

Ултразвукова екстракция на ботаници - 30 Литър / 8 Галон партида

Известно е, че ultrasonication подобрява реакциите на трансестерификация, като по този начин дава например по-високи метилови естери и полиоли. Hielscher Ultrasonics произвежда индустриални ултразвукови сонди и реактори за високи пропускателни продукти.

Ултразвуков реактор с 16 000 вата за ултразвуково подобрена обработка на течности.

Sonochemical Прилагане на Ultrasonics

cavitation_2_p0200Sonochemistry е прилагането на ултразвук за химични реакции и процеси. Механизмът, причиняващ сонохимични ефекти в течностите, е феноменът на акустична кавитация. Сонохимичните ефекти на химичните реакции и процеси включват увеличаване на скоростта на реакцията или на продукцията, по-ефективно използване на енергията, подобряване на производителността на катализаторите на фазовия трансфер, активиране на метали и твърди вещества или увеличаване на реактивността на реактивите или катализаторите.
Кликнете тук, за да прочетете повече за sonochemical ефекти на ултразвука!

Ултразвукова трансестерификация масло за биодизел

Ultrasonication увеличава скоростта на химическа реакция и добива на трансестерификацията на растителни масла и животински мазнини в биодизел. Това позволява промяна на производството от партидна обработка към непрекъсната обработка на потока и тя намалява инвестиционните и оперативните разходи. Едно от основните предимства на ултразвуковото производство на биодизел е използването на отработени масла като отработени масла за готвене и други некачествени нефтени източници. Ултразвуковата трансестерификация може да преобразува дори нискокачествения фуражен сток в висококачествен биодизел (метилов естер на мастни киселини / СЛАВА). Производството на биодизел от растителни масла или животински мазнини, включва катализираната в основата трансестерификация на мастни киселини с метанол или етанол, за да се придадат съответните метилови естери или етилови естери. Ultrasonication може да постигне добив на биодизел, надвишаващ 99%. Ултразвукът намалява значително времето за обработка и времето за разделяне.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвука подпомага трансестерификация на масло в биодизел!

Ултразвуково обезгазяване и де-аериране на течности

Обезгазяването на течности е друго важно приложение на ултразвукови апарати тип сонда. Ултразвуковите вибрации и кавитация причиняват коалесценцията на разтворените газове в течност. Като минута газови мехурчета coalesce, те образуват по този начин по-големи мехурчета, които плават бързо към горната повърхност на течността от там те могат да бъдат отстранени. По този начин ултразвуковото обезгазяване и деаерацията могат да намалят нивото на разтворения газ под естественото ниво на равновесие.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова дегазация на течности!

Това видео демонстрира ефективното обезгазяване на вискозното масло (40cP). Ultrasonication премахва малки окачени газ-мехурчета от течността и намалява нивото на разтворен газ под естественото ниво на равновесие.

Ултразвуково инлайн дегазация & Обезпение на масло (40cP)

Ултразвукова Жици, кабели и Газа Почистване

намотка на кабелУлтразвуковото почистване е екологична алтернатива за почистване на непрекъснати материали, като тел и кабел, лента или тръби. Ефектът на мощната ултразвукова кавитация премахва остатъците от смазване като масло или грес, сапуни, стеарати или прах от материалната повърхност. Hielscher Ultrasonics предлага различни ултразвукови системи за инлайн почистване на непрекъснати профили.
Кликнете тук за повече информация за ултразвуково почистване на непрекъснати профили!

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, която отговаря на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Работен принцип и използване на ултразвукова обработка

Ultrasonication е търговска технология за обработка, която е приета от множество индустрии за производство в голям мащаб. Висока надеждност и люспестост, както и ниски разходи за поддръжка и висока енергийна ефективност правят ултразвуковите процесори добра алтернатива за традиционно оборудване за обработка на течности. Ултразвукът предлага допълнителни вълнуващи възможности: Кавитация – основният ултразвуков ефект – дава уникални резултати в биологични, химични и физически процеси. Например ултразвуковата дисперсия и емулгификация лесно произвежда стабилни наноразмерни формулировки. Също така в областта на ботаническата екстракция ултразвукът е нетермална техника за изолиране на биоактивни съединения.

Докато нискоинтензивният или високочестотният ултразвук се използва главно за анализ, За обработка на течности и пасти се използва неразрушително тестване и образно изобразяване, ултразвук с висок интензитет, където се използват интензивни ултразвукови вълни за смесване, емулгиране, диспергиране и деагломерация, разпадане на клетките или дезактивиране на ензими. При ултразвукови течности с високи интензитети звуковите вълни се разпространяват през течния носител. Това води до редуващи се цикли с високо налягане (компресия) и ниско налягане (рядкост), като процентите зависят от честотата. По време на цикъла на ниско налягане ултразвуковите вълни с висока интензивност създават малки вакуумни мехурчета или кухини в течността. Когато мехурчетата получат обем, при който вече не могат да абсорбират енергия, те се срутват бурно по време на цикъл с високо налягане. Това явление се нарича кавитация. По време на имплозията много високи температури (прибл. 5000K) и наляганията (прибл. 2000atm) се достигат локално. Имплозията на кавитационния балон води и до течни струи до 280 метра в секунда скорост.

Ултразвукова кавитация в течности може да предизвика бързо и пълно обезгазяване; инициират различни химични реакции чрез генериране на свободни химически йони (радикали); ускоряват химичните реакции, като улесняват смесването на реактори; засилват реакциите на полимеризация и деполимеризация чрез разпръскване на агрегати или чрез трайно разбиване на химически връзки в полимерни вериги; увеличаване на процентите на емулгация; подобряване на процентите на дифузия; произвеждат силно концентрирани емулсии или еднакви дисперсии на материали с микрон размер или наноразмер; подпомага извличането на вещества като ензими от животински, растителни, дрожди, или бактериални клетки; премахване на вируси от заразена тъкан; и накрая, ерозиране и разграждане на възприемчиви частици, включително микроорганизми. (срв. Кулдилоке 2002)

Ултразвукът с висока интензивност произвежда буйно възбуда в течности с нисък вискозитет, които могат да се използват за разпръсване на материали в течности. (срв. Енсмингер, 1988 г.) При течни/твърди или газови/твърди интерфейси асиметричната имплозия на кавитационните мехурчета може да предизвика екстремни турбуленции, които намаляват дифузионния метричен слой, увеличават трансфера на конвекция маса и значително ускоряват дифузията в системи, където обикновеното смесване не е възможно. (срв. Ниборг, 1965)

Ултразвуков реактор за химичен синтез, например трансестерификация, естерификация, или процеси на ацетилиране.

Ултразвуков реактор с 4x 2000 вата сонди (8kW) за сонохимични процеси.



литература


Ултразвук с висока производителност! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактния ултразвуков апарат на лабораторията над пейка-топ единици до пълноиндустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.