Hielscher Cascatrode – پروب فراصوت‌دهی با سطح بزرگ

Hielscher Cascatrodes™ سونوتْرودهایی (پروب‌های فراصوتی) با طراحی ویژه برای فراصوت‌دهی مؤثر با توان فراصوتی بالا و شدت فراصوت‌دهی کم یا متوسط هستند – معمولاً کمتر از 60W/cm² و با دامنه کمتر از 60 میکرون.

Hielscher، Cascatrode™ را برای کاربردهای پردازش صنعتی توسعه داده است. Cascatrodes™ برای همه پردازشگرهای فراصوتی صنعتی عرضه می‌شوند – از UIP500hdT (0٫5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1٫5kW) و UIP2000hdT (2kW) تا قدرتمندترین دستگاه فراصوتی جهان، UIP16000 (16kW).

هنگام توسعه یا آزمایش فرایندهای جدید فراصوت‌دهی، مانند: امولسیون‌سازی, پراکنده‌سازی, همگن‌سازی, تخریب سلولی و استخراج, کلوخه‌زدایی، یا گاززدایی متوجه خواهید شد که برخی پارامترهای مشخص فراصوت‌دهی برای فرایند موردنظر بهتر از سایر پارامترها عمل می‌کنند.

بدون تغییر توان خروجی می‌توانید شدت فراصوت‌دهی را تغییر دهید: یا توان خروجی را روی سطحی کوچک متمرکز کنید، با شدت بالا (W/cm² بالا) یا توان را از طریق سطحی بزرگ به محیط انتقال دهید، با شدت‌های کمتر (W/cm² پایین). شدت با افزایش دامنه فراصوت‌دهی، افزایش فشار مایع یا افزایش گرانروی بیشتر می‌شود و با افزایش دما کاهش می‌یابد. پس از تعیین ترکیب بهینه پارامترها برای فرایند خود، باید این ترکیب را هنگام افزایش مقیاس ثابت نگه دارید. هنگام افزایش مقیاس، نباید دامنه و فشار فراصوت‌دهی را تغییر دهید. به این ترتیب، شدت فراصوت‌دهی، یعنی توان خروجی فراصوتی به‌ازای واحد سطح (وات/cm²) را ثابت نگه می‌دارید. در نتیجه، برای انتقال توان بیشتر با شدت سطحی معین، به سطح بیشتری از سونوتْرود نیاز دارید – این یک رابطه خطی است.

Hielscher طیف گسترده‌ای از سونوتْرودها (=پروب‌های فراصوت‌دهی) را برای دستگاه‌های فراصوتی خود عرضه می‌کند. معمولاً سونوتْرودها از نظر قطر نوک متفاوت هستند تا مساحت‌های متفاوتی برای سطح نوک فراهم کنند. سهم سطوح عمودی سونوتْرود در انتقال توان عموماً ناچیز است، زیرا دامنه نوسان آن‌ها در جهت محیط مایع بسیار کم است. طراحی Cascatrode™ متفاوت است، زیرا سطوح افقی حلقه‌ای‌شکل را به سطح نوک اضافه می‌کند. هر حلقه در یکی از نقاط بیشینه نوسان سونوتْرود قرار می‌گیرد. با این حلقه‌ها می‌توان سطح ارتعاشی را که فراصوت را به محیط تحت فراصوت‌دهی انتقال می‌دهد، به‌طور چشمگیری افزایش داد – و در نتیجه امکان انتقال توان فراصوتی بیشتر به مایع با شدت سطحی معین فراهم می‌شود. Cascatrode™ انتقال توان فراصوتی بالا با دامنه‌های بالا به محیط تحت پردازش را امکان‌پذیر می‌کند.

Hielscher Cascatrodes™ در طول‌ها و قطرهای مختلف و با تعداد متفاوتی از حلقه‌ها عرضه می‌شوند – با طراحی متناسب با شدت فرایند و کاربرد فراصوتی مشخص. از آنجا که Cascatrodes™ در فرایندهای پرتوان و با حجم بالا به کار می‌روند، عمدتاً در سامانه‌های جریان پیوسته عبوری نصب می‌شوند. آن‌ها با راکتورهای سلول جریان قابل انطباق هستند و این راکتورها پردازش درون‌خطی کارآمد در مقیاس صنعتی را امکان‌پذیر می‌کنند.