Akustična vs hidrodinamička kavitacija za primjene miješanja
Kavitacija za miješanje i miješanje: Postoji li razlika između akustične i hidrodinamičke kavitacije? I zašto bi jedna tehnologija kavitacije mogla biti bolja za vaš proces?
akustična kavitacija – poznata i kao ultrazvučna kavitacija – i hidrodinamička kavitacija su oba oblika kavitacije, što je proces rasta i kolapsa vakuumskih šupljina u tekućini. Akustična kavitacija nastaje kada je tečnost podvrgnuta ultrazvučnim talasima visokog intenziteta, dok se hidrodinamička kavitacija javlja kada tečnost struji kroz suženje ili oko prepreke (npr. Venturi mlaznica), uzrokujući pad pritiska i stvaranje parnih šupljina.
Kavitacijske smične sile se koriste za homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulzifikaciju, razbijanje ćelija kao i za iniciranje i intenziviranje hemijskih reakcija.
Ultrazvučna kavitacija na kaskatrodnoj sondi ultrazvučnog aparata UIP1000hdT (1000 vati, 20 kHz) u staklenom reaktoru.
Ovdje saznajte koje razlike postoje između akustične i hidrodinamičke kavitacije i zašto biste možda željeli odabrati ultrasonikator tipa sonde za svoj proces vođen kavitacijom:
Prednosti akustične kavitacije u odnosu na hidrodinamičku kavitaciju
- Efikasnije: Akustična kavitacija je općenito efikasnija u stvaranju vakuumskih šupljina, jer je energija potrebna za proizvodnju kavitacije tipično niža nego kod hidrodinamičke kavitacije. Stoga su kavitatori i kavitacijski reaktori bazirani na ultrazvuku energetski efikasniji i ekonomičniji. Ultrazvuk je energetski najefikasnija metoda za stvaranje kavitacije. Akustična / ultrazvučna kavitacija koju stvaraju sonde-ultrasonikatori sprečavaju stvaranje nepotrebnog trenja. Ultrazvučna sonda oscilira okomito sprečavajući stvaranje nepotrebnog trenja koje troši energiju. Za razliku od akustične kavitacije, hidrodinamička kavitacija koristi sisteme rotor-stator ili mlaznice za stvaranje kavitacije. Obe tehnike – rotor-statori i mlaznice – uzrokovati trenje jer motor mora pokretati velike mehaničke dijelove. Ako studije tvrde energetsku efikasnost hidrodinamičkih kavitacija, one uzimaju u obzir samo nominalnu snagu dotične tehnologije i zanemaruju stvarnu potrošnju energije. Ove studije obično ne uzimaju u obzir gubitak energije trenja koji je dobro poznati i neželjeni efekat hidrodinamičkih tehnologija kavitacije.
- Veća kontrola: Akustična kavitacija se može lakše kontrolisati i regulisati, jer se intenzitet ultrazvučnih talasa može precizno podesiti kako bi se proizveo željeni nivo kavitacije. Nasuprot tome, hidrodinamičku kavitaciju je teže kontrolisati, jer zavisi od karakteristika protoka tečnosti i geometrije suženja ili prepreke. Osim toga, mlaznice su sklone začepljenju, što dovodi do prekida procesa i napornog čišćenja.
- Može podnijeti gotovo sve materijale: Dok Venturi mlaznica i drugi hidrodinamički protočni reaktori imaju poteškoća u rukovanju čvrstim tvarima i posebno abrazivnim materijalima, ultrazvučni kavitatori mogu pouzdano obraditi gotovo sve vrste materijala. Ultrazvučni kavitacijski reaktori mogu homogenizirati čak i velika čvrsta opterećenja, abrazivne čestice i vlaknaste materijale bez začepljenja.
- Veća stabilnost: Akustična kavitacija je općenito stabilnija od hidrodinamičke kavitacije, budući da parne šupljine nastale akustičnom kavitacijom imaju tendenciju da budu ravnomjernije raspoređene po tekućini. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija može proizvesti parne šupljine koje su visoko lokalizirane i mogu dovesti do neujednačenih ili nestabilnih obrazaca strujanja.
- Veća svestranost: Akustična / ultrazvučna kavitacija se može koristiti u širokom spektru primjena, uključujući homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulzifikaciju, ekstrakciju, lizu i dezintegraciju ćelija, kao i za sonohemiju. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija je prvenstveno dizajnirana za kontrolu protoka i primjene u mehanici fluida.
Sve u svemu, akustična kavitacija nudi veću kontrolu, efikasnost, stabilnost i svestranost u poređenju sa hidrodinamičkom kavitacijom, što je čini veoma korisnom tehnikom za brojne industrijske primene.
Ultrazvučni kavitacijski reaktori
Hielscher Ultrasonics vam nudi niz industrijskih ultrazvučnih sondi i kavitacijskih reaktora. Svi Hielscher ultrasonikatori i kavitacijski reaktori su dizajnirani za aplikacije visokog intenziteta i 24/7 rad pod punim opterećenjem.
Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvaliteta Made in Germany
Hielscher ultrazvučni kavitatori su poznati po svom najvišem kvalitetu i standardima dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju glatku integraciju naših ultrazvučnih kavitatora u industrijske objekte. Hielscher ultrazvučni kavitatori lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.
Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne aparate visokih performansi koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i lakoćom korišćenja. Naravno, Hielscher ultrasonikatori su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoH.
Zašto Hielscher Ultrasonics?
- visoka efikasnost
- najsavremenija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- serija & U redu
- za bilo koju zapreminu – od malih bočica do kamiona na sat
- naučno dokazano
- inteligentni softver
- pametne funkcije (npr. protokoliranje podataka)
- CIP (čišćenje na mjestu)
- Jednostavan i siguran rad
- jednostavna instalacija, nisko održavanje
- ekonomski isplativo (manje radne snage, vremena obrade, energije)
Ukoliko ste zainteresovani za tehniku ultrazvučne kavitacije, procese i gotove ultrazvučne kavitatorske sisteme, kontaktirajte nas. Naše dugogodišnje iskusno osoblje rado će razgovarati o vašoj prijavi s vama!
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Braeutigam, Patrick (2015): Degradation of Organic Micropollutants by Hydrodynamic and/or Acoustic Cavitation. In: Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Springer 2015.
- Abhinav Priyadarshi, Mohammad Khavari, Tungky Subroto, Marcello Conte, Paul Prentice, Koulis Pericleous, Dmitry Eskin, John Durodola, Iakovos Tzanakis (2021): On the governing fragmentation mechanism of primary intermetallics by induced cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 70, 2021.
- Mottyll, S.; Skoda, R. (2015): Numerical 3D flow simulation of attached cavitation structures at ultrasonic horn tips and statistical evaluation of flow aggressiveness via load collectives. Journal of Physics: Conference Series, Volume 656, 9th International Symposium on Cavitation (CAV2015) 6–10 December 2015, Lausanne, Switzerland.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.