Akustična nasuprot hidrodinamičkoj kavitaciji u primjenama miješanja

Kavitacija za miješanje i sjedinjavanje: 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 oba su oblika kavitacije, a to je proces nastanka, rasta i kolapsa vakuumskih šupljina u tekućini. Akustična kavitacija nastaje kada je tekućina izložena ultrazvučnim valovima visokog intenziteta, dok hidrodinamička kavitacija nastaje kada tekućina struji kroz suženje ili oko prepreke (npr. Venturijeva sapnica), zbog čega pada tlak i nastaju parne šupljine.
Kavitacijske smične sile koriste se za homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulgiranje, razgradnju ćelija, kao i za pokretanje i intenziviranje kemijskih reakcija.

Iako i akustična i hidrodinamička kavitacija koriste isti fenomen i učinak kolapsa kavitacijskih mjehurića, postoji značajna razlika između te dvije tehnike, bez obzira na to stvaraju li se ultrazvukom ili pomoću Venturijevih sapnica.

Intenzivna ultrazvučna obrada stvara kavitacijske mjehuriće u vodi. Njihov naknadni kolaps stvara izuzetno snažne sile smicanja u tečnosti. Ovaj učinak razara ćelije, naprimjer pri ekstrakciji biljnog materijala, ili razbija kapljice ulja u vodi na veoma sitne kapljice (emulgiranje). Kavitacijski učinak čini ultrazvučne homogenizatore Hielscher veoma efikasnim sredstvom za dispergiranje, homogenizaciju, emulgiranje i ekstrakciju. Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde snage od 50 vati do 16000 vati za ultrazvučne procese u laboratoriji i u proizvodnji punog obima.

Saznajte ovdje koje razlike postoje između akustične i hidrodinamičke kavitacije i zašto biste možda željeli odabrati ultrazvučni uređaj sa sondom za svoj proces zasnovan na kavitaciji:

Prednosti akustične kavitacije u odnosu na hidrodinamičku kavitaciju

1. Efikasnije: Akustična kavitacija je općenito efikasnija u stvaranju vakuumskih šupljina, jer je energija potrebna za stvaranje kavitacije tipično niža nego kod hidrodinamičke kavitacije. Stoga su kavitatori i kavitacijski reaktori zasnovani na ultrazvuku energetski efikasniji i ekonomičniji. Ultrazvuk je najenergetski efikasnija metoda za stvaranje kavitacije. Akustična / ultrazvučna kavitacija koju generiraju ultrazvučni uređaji sa sondom sprječava nastanak nepotrebnog trenja. Ultrazvučna sonda oscilira okomito, čime se sprječava stvaranje nepotrebnog trenja koje troši energiju. Za razliku od akustične kavitacije, hidrodinamička kavitacija koristi sisteme rotor-stator ili sapnice za stvaranje kavitacije. Obje tehnike – rotor-stator i sapnice – uzrokuju trenje jer motor mora pokretati velike mehaničke dijelove. Ako studije tvrde da su hidrodinamičke kavitacije energetski efikasne, one uzimaju u obzir samo nazivnu snagu odgovarajuće tehnologije i zanemaruju stvarnu potrošnju energije. Te studije obično ne uzimaju u obzir gubitak energije zbog trenja, što je poznat i nepoželjan učinak tehnologija hidrodinamičke kavitacije.
2. Veća kontrola: Akustičnom kavitacijom se lakše upravlja i može se lakše regulirati, jer se intenzitet ultrazvučnih valova može precizno podesiti kako bi se postigao željeni nivo kavitacije. Nasuprot tome, hidrodinamičku kavitaciju je teže kontrolirati, jer ovisi o karakteristikama protoka tekućine i geometriji suženja ili prepreke. Osim toga, sapnice su sklone začepljenju, što dovodi do prekida procesa i radno intenzivnog čišćenja.
3. Može obraditi gotovo sve materijale: Dok Venturijeva sapnica i drugi hidrodinamički protočni reaktori imaju poteškoća u obradi čvrstih tvari, a posebno abrazivnih materijala, ultrazvučni kavitatori mogu pouzdano obraditi gotovo svaku vrstu materijala. Ultrazvučni kavitacijski reaktori mogu homogenizirati čak i visoke udjele čvrstih tvari, abrazivne čestice i vlaknaste materijale bez začepljenja.
4. Veća stabilnost: Akustična kavitacija je općenito stabilnija od hidrodinamičke kavitacije, jer su parne šupljine koje nastaju akustičnom kavitacijom obično ravnomjernije raspoređene u tekućini. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija može stvoriti parne šupljine koje su izrazito lokalizirane i mogu dovesti do neravnomjernih ili nestabilnih obrazaca strujanja.
5. Veća svestranost: Akustična / ultrazvučna kavitacija može se koristiti u širokom rasponu primjena, uključujući homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulgiranje, ekstrakciju, lizu i dezintegraciju ćelija, kao i u sonokemiji. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija prvenstveno je namijenjena primjenama u kontroli protoka i mehanici fluida.
   U cjelini, akustična kavitacija nudi veću kontrolu, efikasnost, stabilnost i svestranost u poređenju s hidrodinamičkom kavitacijom, zbog čega je vrlo korisna tehnika za brojne industrijske primjene.

Ultrazvučni kavitacijski reaktori

Hielscher Ultrasonics vam nudi raznovrsnu ponudu ultrazvučnih sondi i kavitacijskih reaktora industrijske klase. Svi Hielscher ultrazvučni uređaji i kavitacijski reaktori projektirani su za primjene visokog intenziteta i rad 24/7 pod punim opterećenjem.
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvalitet proizvedena u Njemačkoj
Hielscher ultrazvučni kavitatori poznati su po najvišem kvalitetu i standardima projektiranja. Robusnost i jednostavan rad omogućuju neometanu integraciju naših ultrazvučnih kavitatora u industrijske pogone. Hielscher ultrazvučni kavitatori lako podnose teške uvjete i zahtjevna okruženja.

Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i posebnu pažnju posvećuje visokoučinkovitim ultrazvučnim uređajima koji odlikuju najsavremenija tehnologija i jednostavnost korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji su usklađeni s CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Zašto Hielscher Ultrasonics?

• visoka efikasnost
• najsavremenija tehnologija
• pouzdanost i robusnost
• šaržni i inline rad
• za bilo koji volumen – od malih bočica do kamiona po satu
• naučno dokazano
• inteligentni softver
• pametne funkcije (npr. protokoliranje podataka)
• CIP (čišćenje na mjestu)
• jednostavan i siguran rad
• jednostavna instalacija, nizak nivo održavanja
• ekonomski povoljno (manje radne snage, vremena obrade, energije)

Ako vas zanimaju tehnika ultrazvučne kavitacije, procesi i spremni za rad sistemi ultrazvučnih kavitatora, molimo kontaktirajte nas sada. Naše dugogodišnje iskusno osoblje rado će razgovarati s vama o vašoj primjeni!

Donja tabela daje vam okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja: