Ακουστική vs Υδροδυναμική Σπηλαίωση για Εφαρμογές Ανάμιξης
Σπηλαίωση για ανάμιξη και ανάμειξη: Υπάρχει διαφορά μεταξύ ακουστικής και υδροδυναμικής σπηλαίωσης; Και γιατί μπορεί μια τεχνολογία σπηλαίωσης να είναι καλύτερη για τη διαδικασία σας;
ακουστική σπηλαίωση – Επίσης γνωστή ως υπερήχων σπηλαίωση – Και η υδροδυναμική σπηλαίωση είναι και οι δύο μορφές σπηλαίωσης, η οποία είναι η διαδικασία ανάπτυξης και κατάρρευσης κοιλοτήτων κενού σε ένα υγρό. Η ακουστική σπηλαίωση συμβαίνει όταν ένα υγρό υποβάλλεται σε κύματα υπερήχων υψηλής έντασης, ενώ η υδροδυναμική σπηλαίωση συμβαίνει όταν ένα υγρό ρέει μέσω μιας συστολής ή γύρω από ένα εμπόδιο (π.χ. ακροφύσιο Venturi), προκαλώντας πτώση της πίεσης και σχηματισμό κοιλοτήτων ατμών.
Οι δυνάμεις διάτμησης σπηλαίωσης χρησιμοποιούνται για ομογενοποίηση, ανάμειξη, διασπορά, γαλακτωματοποίηση, κυτταρική διαταραχή καθώς και για την έναρξη και εντατικοποίηση χημικών αντιδράσεων.
Υπερήχων σπηλαίωση στον καθετήρα καταρράκτη του υπερήχων UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz) σε γυάλινο αντιδραστήρα.
Μάθετε εδώ ποιες διαφορές υπάρχουν μεταξύ ακουστικής και υδροδυναμικής σπηλαίωσης και γιατί μπορεί να θέλετε να επιλέξετε έναν υπερηχητικό τύπο καθετήρα για τη διαδικασία που βασίζεται στη σπηλαίωση:
Πλεονεκτήματα της Ακουστικής Δημιουργίας έναντι της Υδροδυναμικής Σπηλαίωσης
- Πιο αποτελεσματική: Η ακουστική σπηλαίωση είναι γενικά πιο αποτελεσματική στην παραγωγή κοιλοτήτων κενού, καθώς η ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή σπηλαίωσης είναι συνήθως χαμηλότερη από ό, τι στην υδροδυναμική σπηλαίωση. Ως εκ τούτου, οι σπηλαιωτές με βάση υπερήχους και οι αντιδραστήρες σπηλαίωσης είναι πιο ενεργειακά αποδοτικοί και οικονομικοί. Ο υπέρηχος είναι η πιο ενεργειακά αποδοτική μέθοδος για την παραγωγή σπηλαίωσης. Ακουστική / υπερηχητική σπηλαίωση που παράγεται από καθετήρα-υπερήχων αποτρέπει τη δημιουργία περιττής τριβής. Ο υπερηχητικός καθετήρας ταλαντώνεται κάθετα εμποδίζοντας την παραγωγή περιττής, σπατάλης ενέργειας τριβής. Σε αντίθεση με την ακουστική σπηλαίωση, η υδροδυναμική σπηλαίωση χρησιμοποιεί συστήματα ρότορα-στάτορα ή ακροφυσίων για τη δημιουργία σπηλαίωσης. Και οι δύο τεχνικές – Ρότορες-στάτες και ακροφύσια – προκαλούν τριβή καθώς ο κινητήρας πρέπει να κινεί μεγάλα μηχανικά μέρη. Εάν οι μελέτες ισχυρίζονται ενεργειακή απόδοση των υδροδυναμικών σπηλαίωσης, λαμβάνουν υπόψη μόνο την ονομαστική ισχύ της αντίστοιχης τεχνολογίας και παραμελούν την πραγματική κατανάλωση ενέργειας. Αυτές οι μελέτες συνήθως δεν λαμβάνουν υπόψη την απώλεια ενέργειας τριβής που είναι ένα πολύ γνωστό και ανεπιθύμητο αποτέλεσμα των τεχνολογιών υδροδυναμικής σπηλαίωσης.
- Μεγαλύτερος έλεγχος: Η ακουστική σπηλαίωση μπορεί να ελεγχθεί και να ρυθμιστεί ευκολότερα, καθώς η ένταση των κυμάτων υπερήχων μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια για να παράγει το επιθυμητό επίπεδο σπηλαίωσης. Αντίθετα, η υδροδυναμική σπηλαίωση είναι πιο δύσκολο να ελεγχθεί, καθώς εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά ροής του υγρού και τη γεωμετρία της συστολής ή του εμποδίου. Επιπλέον, τα ακροφύσια είναι επιρρεπή σε απόφραξη, γεγονός που οδηγεί σε διακοπές της διαδικασίας και καθαρισμό με έντονη εργασία.
- Μπορεί να χειριστεί σχεδόν όλα τα υλικά: Ενώ ένα ακροφύσιο Venturi και άλλοι υδροδυναμικοί αντιδραστήρες ροής δυσκολεύονται να χειριστούν στερεά και ιδιαίτερα λειαντικά υλικά, οι υπερηχητικοί σπηλαιωτές μπορούν να επεξεργαστούν αξιόπιστα σχεδόν οποιοδήποτε είδος υλικού. Οι υπερηχητικοί αντιδραστήρες σπηλαίωσης μπορούν να ομογενοποιήσουν ακόμη και υψηλά στερεά φορτία, λειαντικά σωματίδια και ινώδη υλικά χωρίς απόφραξη.
- Μεγαλύτερη σταθερότητα: Η ακουστική σπηλαίωση είναι γενικά πιο σταθερή από την υδροδυναμική σπηλαίωση, καθώς οι κοιλότητες ατμών που παράγονται από την ακουστική σπηλαίωση τείνουν να κατανέμονται πιο ομοιόμορφα σε όλο το υγρό. Αντίθετα, η υδροδυναμική σπηλαίωση μπορεί να παράγει κοιλότητες ατμών που είναι ιδιαίτερα εντοπισμένες και μπορούν να οδηγήσουν σε ανομοιόμορφα ή ασταθή μοτίβα ροής.
- Μεγαλύτερη ευελιξία: Ακουστική / υπερηχητική σπηλαίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της ομογενοποίησης, ανάμειξη, διασπορά, γαλακτωματοποίηση, εκχύλιση, λύση και κυτταρική αποσύνθεση καθώς και για sonochemistry. Αντίθετα, η υδροδυναμική σπηλαίωση έχει σχεδιαστεί κυρίως για εφαρμογές ελέγχου ροής και μηχανικής ρευστών.
Συνολικά, η ακουστική σπηλαίωση προσφέρει μεγαλύτερο έλεγχο, αποτελεσματικότητα, σταθερότητα και ευελιξία σε σύγκριση με την υδροδυναμική σπηλαίωση, καθιστώντας την μια πολύ χρήσιμη τεχνική για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές.
Υπερηχητικοί αντιδραστήρες σπηλαίωσης
Hielscher Υπέρηχοι σας προσφέρει μια ποικιλία από βιομηχανικού βαθμού υπερήχων ανιχνευτές και αντιδραστήρες σπηλαίωσης. Όλοι οι υπερήχων Hielscher και οι αντιδραστήρες σπηλαίωσης έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές υψηλής έντασης και 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία υπό πλήρες φορτίο.
Σχεδιασμός, Κατασκευή και Συμβουλευτική – Ποιότητα Made in Germany
Hielscher υπερήχων cavitators είναι γνωστή για την υψηλότερη ποιότητα και τα πρότυπα σχεδιασμού τους. Η στιβαρότητα και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των υπερηχητικών σπηλαιωτών μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι σκληρές συνθήκες και τα απαιτητικά περιβάλλοντα αντιμετωπίζονται εύκολα από τους υπερηχητικούς σπηλαιωτές Hielscher.
Hielscher Υπέρηχοι είναι μια πιστοποιημένη εταιρεία ISO και δίνουν ιδιαίτερη έμφαση σε υψηλής απόδοσης υπερήχων που διαθέτουν state-of-the-art τεχνολογία και φιλικότητα προς το χρήστη. Φυσικά, Hielscher υπερήχων είναι CE συμβατό και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Γιατί Hielscher υπερήχων?
- υψηλή απόδοση
- Τεχνολογία αιχμής
- αξιοπιστία & Ευρωστία
- δέσμη & Ενσωματωμένη
- για κάθε όγκο – από μικρά φιαλίδια έως φορτία φορτηγών ανά ώρα
- επιστημονικά αποδεδειγμένο
- έξυπνο λογισμικό
- έξυπνες λειτουργίες (π.χ. πρωτόκολλο δεδομένων)
- CIP (επιτόπιος καθαρισμός)
- Απλή και ασφαλής λειτουργία
- εύκολη εγκατάσταση, χαμηλή συντήρηση
- οικονομικά επωφελής (λιγότερο εργατικό δυναμικό, χρόνος επεξεργασίας, ενέργεια)
Εάν ενδιαφέρεστε για την τεχνική σπηλαίωσης υπερήχων, τις διαδικασίες και τα έτοιμα προς λειτουργία συστήματα σπηλαίωσης υπερήχων, επικοινωνήστε μαζί μας. Το έμπειρο προσωπικό μας θα χαρεί να συζητήσει την αίτησή σας μαζί σας!
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L / λεπτό | UIP6000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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 Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.