Cavitación acústica frente a cavitación hidrodinámica en aplicaciones de mezcla

Cavitación para mezclar y homogeneizar: ¿Existe alguna diferencia entre la cavitación acústica y la hidrodinámica? ¿Y por qué una tecnología de cavitación puede ser mejor para su proceso?
cavitación acústica – también conocida como cavitación ultrasónica – y la cavitación hidrodinámica son dos formas de cavitación, que es el proceso de crecimiento y colapso de cavidades de vacío en un líquido. La cavitación acústica se produce cuando un líquido se somete a ondas ultrasónicas de alta intensidad, mientras que la cavitación hidrodinámica se produce cuando un líquido fluye a través de una constricción o alrededor de un obstáculo (por ejemplo, una boquilla Venturi), lo que provoca la caída de presión y la formación de cavidades de vapor.
Las fuerzas de cizallamiento cavitacional se utilizan para homogeneizar, mezclar, dispersar, emulsionar, disgregar células, así como para iniciar e intensificar reacciones químicas.

Aunque tanto las técnicas de cavitación acústica como las hidrodinámicas utilizan el mismo fenómeno y efecto de colapso de la burbuja de cavitación, existe una diferencia significativa entre estas dos técnicas creadas mediante ultrasonidos o utilizando boquillas Venturi.

Conozca aquí qué diferencias existen entre la cavitación acústica y la hidrodinámica y por qué le conviene elegir un ultrasonidos tipo sonda para su proceso impulsado por cavitación:

Ventajas de la cavitación acústica sobre la hidrodinámica

1. Más eficaz: La cavitación acústica suele ser más eficiente a la hora de producir cavidades de vacío, ya que la energía necesaria para producir cavitación suele ser menor que en la cavitación hidrodinámica. Por lo tanto, los cavitadores y reactores de cavitación basados en ultrasonidos son más eficientes desde el punto de vista energético y económicos. Los ultrasonidos son el método más eficiente desde el punto de vista energético para producir cavitación. La cavitación acústica / ultrasónica generada por los sondas-ultrasonidos evita la creación de fricción innecesaria. La sonda ultrasónica oscila perpendicularmente impidiendo la generación de fricción innecesaria que desperdicia energía. A diferencia de la cavitación acústica, la cavitación hidrodinámica utiliza sistemas rotor-estator o tobera para generar cavitación. Ambas técnicas – rotores-estator y toberas – causan fricción, ya que el motor tiene que accionar grandes piezas mecánicas. Si los estudios afirman la eficiencia energética de las cavitaciones hidrodinámicas, sólo tienen en cuenta la potencia nominal de la tecnología respectiva y descuidan el consumo real de energía. Esos estudios normalmente no tienen en cuenta la pérdida de energía de fricción, que es un efecto bien conocido e indeseado de las tecnologías de cavitación hidrodinámica.
2. Mayor control: La cavitación acústica puede controlarse y regularse más fácilmente, ya que la intensidad de las ondas ultrasónicas puede ajustarse con precisión para producir el nivel de cavitación deseado. En cambio, la cavitación hidrodinámica es más difícil de controlar, ya que depende de las características de flujo del líquido y de la geometría de la constricción u obstáculo. Además, las boquillas son propensas a atascarse, lo que provoca interrupciones del proceso y una limpieza laboriosa.
3. Puede manipular casi todos los materiales: Mientras que una tobera Venturi y otros reactores de flujo hidrodinámico tienen dificultades para manejar sólidos y especialmente materiales abrasivos, los cavitadores ultrasónicos pueden procesar de forma fiable casi cualquier tipo de material. Los reactores de cavitación ultrasónica pueden homogeneizar incluso altas cargas de sólidos, partículas abrasivas y materiales fibrosos sin atascarse.
4. Mayor estabilidad: La cavitación acústica es generalmente más estable que la cavitación hidrodinámica, ya que las cavidades de vapor producidas por la cavitación acústica tienden a distribuirse más uniformemente por todo el líquido. Por el contrario, la cavitación hidrodinámica puede producir cavidades de vapor que están muy localizadas y pueden dar lugar a patrones de flujo desiguales o inestables.
5. Mayor versatilidad: La cavitación acústica / ultrasónica puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones, como homogeneización, mezcla, dispersión, emulsificación, extracción, lisis y desintegración celular, así como para sonoquímica. Por el contrario, la cavitación hidrodinámica está diseñada principalmente para aplicaciones de control de flujos y mecánica de fluidos.
   En general, la cavitación acústica ofrece un mayor control, eficacia, estabilidad y versatilidad en comparación con la cavitación hidrodinámica, lo que la convierte en una técnica muy útil para numerosas aplicaciones industriales.

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