پروب نوع روش فراصوت در مقابل حمام التراسونیک: بهره وری مقایسه

فرآیندهای فراصوت می تواند باشد که با استفاده از همگن اولتراسونیک پروب نوع و یا حمام فراصوت انجام شده است. اگر چه، هر دو روش درخواست سونوگرافی به نمونه، تفاوت های قابل توجهی در توانایی های اثربخشی، کارایی و فرآیند وجود دارد.

اثرات مورد نظر از sonicating مایعات – از جمله همگن، پراکنده، deagglomeration، فرز، امولسیون، استخراج، لیز، فروپاشی، اواشیمی - توسط کاویتاسیون اکوستیک ایجاد می شود. با معرفی سونوگرافی با قدرت بالا به یک محیط مایع، امواج صوتی در مایع منتقل می شوند و چرخه های متناوب فشار بالا (فشرده سازی) و کم فشار (کمیاب) را با نرخ بسته به فرکانس ایجاد می کنند. در طول چرخه کم فشار، امواج اولتراسونیک با شدت بالا حباب های خلاء کوچک یا حفره ها را در مایع ایجاد می کنند. هنگامی که حباب ها به حجمی می رسند که دیگر نمی توانند انرژی را جذب کنند، در طول یک چرخه فشار بالا به شدت سقوط می کنند. این پدیده کاویتاسیون نامیده می شود. در طول انفجار درجه حرارت بسیار بالا (تقریبا 5000K) و فشار (تقریبا 2000atm) به صورت محلی رسیده است. انفجار حباب کاویتاسیون همچنین منجر به جت های مایع تا سرعت 280m / s می شود. [Suslick 1998]

پروب نوع فراصوت UP100H در مقابل حمام اولتراسونیک: پروب نوع sonicators اکسل با انتقال اولتراسوند متمرکز و نتایج تجدید پذیر

پروب نوع sonicator در مقابل حمام اولتراسونیک – کاوش چرا sonicators پروب نوع اکسل در بهره وری و قابلیت اطمینان

 

در این ویدیو ، ما مقایسه قدرت استخراج حمام مافوق صوت -- همچنین به عنوان پاک کننده مافوق صوت شناخته می شود -- با که از Hielscher UP100H کاوشگر مافوق صوت.

استخراج قارچ - حمام در مقابل امواج فراصوت کاوشگر - مقایسه جانبی

تصویر بندانگشتی ویدئو

 

حباب های کاویتاسیون را می توان در حباب پایدار و گذرا افتراق داد. (برای بزرگنمایی کلیک کنید!)

شکل 1: ایجاد حباب های حفره ای پایدار و گذرا. (الف) جابجایی، (ب) کاویتاسیون گذرا، (ج) کاویتاسیون پایدار، (د) فشار
[اقتباس از سانتوس و همکاران ۲۰۰۹]

Moholkar و همکاران (2000) دریافتند که حباب در منطقه بیشترین شدت کاویتاسیون تحت یک حرکت گذرا، در حالی که حباب در منطقه کمترین شدت کاویتاسیون تحت پایدار حرکت / نوسانی. فروپاشی گذرا از حباب است که به افزایش دما و فشار حداکثر محلی است در ریشه اثرات مشاهده اولتراسوند بر سیستم های شیمیایی.
شدت امواج فراصوت، یک تابع از انرژی ورودی و محیط sonotrode(نوک دستگاه) است. برای یک ورودی انرژی اعمال می شود: منطقه بزرگتر از سطح sonotrode، پایین تر از شدت اولتراسوند.
امواج اولتراسوند را می توان با انواع مختلف سیستم های اولتراسونیک تولید می شود. در ادامه، تفاوت بین فراصوت با استفاده از حمام فراصوت، دستگاه پروب اولتراسونیک در یک کشتی باز و دستگاه پروب اولتراسونیک با محفظه سلول جریان مقایسه خواهد شد.

مقایسه حفره توزیع نقطه داغ

برای برنامه های کاربردی مافوق صوت, پروب مافوق صوت (sonotrodes / شاخ) و حمام مافوق صوت استفاده می شود. “در میان این دو روش فراصوت, فراصوت پروب موثر تر و قدرتمند تر از حمام مافوق صوت در استفاده از پراکنده نانوذرات; دستگاه حمام مافوق صوت می تواند امواج فراصوت ضعیف با حدود 20-40 وات / L و توزیع بسیار غیر یکنواخت در حالی که دستگاه پروب مافوق صوت می تواند 20،000 W / L را به مایع ارائه. بنابراین، این بدان معنی است که یک دستگاه کاوشگر مافوق صوت برتری دستگاه حمام مافوق صوت توسط عامل 1000.” (cf. اسدی و همکاران، ۲۰۱۹)

مقایسه توزیع نقاط داغ کاویتاسیونی

در قلمرو برنامه های کاربردی مافوق صوت، هر دو پروب اولتراسونیک (sonotrodes / شاخ) و حمام اولتراسونیک نقش محوری بازی. با این حال، هنگامی که ان را به پراکندگی نانوذرات می اید، فراصوت پروب به طور قابل توجهی بهتر حمام اولتراسونیک. با توجه به اسدی و همکاران (2019)، حمام مافوق صوت به طور معمول تولید امواج فراصوت ضعیف تر از حدود 20-40 W / L با توزیع بسیار غیر یکنواخت. در مقابل، دستگاه های پروب اولتراسونیک می توانند 20،000 وات شگفت انگیز در هر لیتر را به مایع تحویل دهند و اثربخشی را نشان دهند که از حمام های اولتراسونیک با ضریب 1000 پیشی می گیرد. این تفاوت مشخص برجسته قابلیت برتر فراصوت پروب در دستیابی به پراکندگی نانوذرات کارامد و یکنواخت.

حمام التراسونیک

یاد بگیرید که چرا پروب مافوق صوت بهتر از مخازن تمیز کردن اولتراسونیک و sonicators حمام نوع.در حمام اولتراسونیک، کاویتاسیون رخ می دهد غیر سازگار و غیر قابل کنترل از طریق مخزن توزیع شده است. اثر فراصوت از شدت کم و به طور نابرابر گسترش یافته است. تکرارپذیری و مقیاس پذیری این فرایند بسیار ضعیف است.
تصویر زیر نتایج ازمایش فویل در یک مخزن اولتراسونیک را نشان می دهد. بنابراین، یک الومینیوم نازک یا فویل قلع در پایین یک مخزن اولتراسونیک پر از اب قرار می گیرد. پس از فراصوت، علائم فرسایش تنها قابل مشاهده است. این نقاط تک سوراخ و سوراخ در فویل نشان می دهد نقاط داغ حفره. با توجه به انرژی کم و توزیع ناهموار سونوگرافی در مخزن، علائم فرسایش تنها نقطه ای رخ می دهد. از این رو، حمام اولتراسونیک بیشتر برای تمیز کردن برنامه های کاربردی استفاده می شود.
 

در حمام اولتراسونیک یا مخزن، نقطه داغ اولتراسونیک بسیار ناهموار رخ می دهد. (برای بزرگنمایی کلیک کنید!)

در حمام اولتراسونیک یا مخزن، نقطه داغ کاویتاسیون اکوستیک بسیار ناهموار رخ می دهد.

 
این آمار توزیع نابرابر نقاط داغ حفره در حمام فراصوت نشان می دهد. در شکل 2، یک حمام با یک منطقه پایین 20×10 سانتی متر استفاده شده است.
 

دستگاه پروب نوع التراسونیک در مقابل مخازن اولتراسونیک. Hielscher فرا صوت نشان می دهد تفاوت در زمینه های کاویتاسیون اکوستیک

Fig.2 توزیع فضایی میدان اولتراسونیک در حمام اولتراسونیک را نشان می دهد:
الف) استفاده از 1 لیتر اب در حمام و (ب) استفاده از حجم کل 2 لیتر اب در حمام.
[نوپا و همکاران، 2010]

 
برای اندازه گیری های نشان داده شده در شکل 3، یک حمام اولتراسونیک با فضای پایین 12x10cm استفاده شده است.

کاویتاسیون ناهموار در حمام فراصوت (برای بزرگنمایی کلیک کنید!)

شکل 3 توزیع فضایی میدان اولتراسونیک در حمام اولتراسونیک را نشان می دهد:
الف) استفاده از 1 لیتر اب در حمام و (ب) استفاده از حجم کل 1.3 لیتر اب در حمام.
[نوپا و همکاران، 2001]

 
هر دو اندازه گیری نشان می دهد که توزیع میدان تابش مافوق صوت در مخازن اولتراسونیک بسیار ناهموار است. مطالعه تابش مافوق صوت در مکان های مختلف در حمام نشان می دهد تغییرات فضایی قابل توجهی در شدت کاویتاسیون در حمام اولتراسونیک.

شکل 4 زیر مقایسه بهره وری از حمام اولتراسونیک و دستگاه پروب مافوق صوت نمونه توسط رنگ زدایی از ازو رنگ متیل بنفش.

شکل 4: Sonicators پروب نوع استقرار شدت انرژی بسیار بالا در مقایسه با چگالی سونوگرافی کم از مخازن اولتراسونیک و حمام.

Dhanalakshmi و همکاران در مطالعه خود دریافتند که دستگاه های اولتراسونیک پروب نوع دارای شدت محلی بالا در مقایسه با نوع مخزن و از این رو، اثر محلی بیشتر به عنوان در شکل 4 به تصویر کشیده شده است. این به این معنی شدت بالاتر و بهره وری از فرایند فراصوت.
راه اندازی اولتراسونیک همانطور که در تصویر 4 نشان داده شده است، اجازه می دهد تا برای کنترل کامل بر پارامترهای مهم ترین، مانند دامنه، فشار، دما، ویسکوزیته، غلظت، حجم راکتور.

SONICATOR UP200St با sonotrode S26d7D برای همگن نوع دسته ای از تخم مرغ

پروب نوع SONICATOR UP200St با sonotrode S26d7D برای همگن سازی دسته ای از نمونه ها

تماس با ما! / از ما بپرسید!

برای اطلاعات بیشتر بپرسید

لطفا از فرم زیر برای درخواست اطلاعات بیشتر در مورد sonicators پروب نوع و دیگر، برنامه های کاربردی و قیمت استفاده کنید. ما خوشحال خواهد شد به بحث در مورد روند خود را با شما و به شما یک sonicator انجام نیازهای خود را ارائه دهد!









لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


یک پروب اولتراسونیک (sonotrode) یک میله تیتانیوم است که امواج اولتراسوند را به مایعات منتقل می کند. در نتیجه، در مایع رخ می دهد کاویتاسیون اکوستیک، فراهم می کند که نیروهای برشی مکانیکی برای پردازش ultarsonic.

عکس 1: Sonotrode انتقال سونوگرافی قدرت به مایع. مه در زیر سطح sonotrode نشان می دهد منطقه نقطه داغ حفره.

مزایای پروب-روش فراصوت:

  • شدید
  • متمرکز
  • به طور کامل کنترل
  • حتی توزیع
  • تجدید پذیر
  • خطی مقیاس بالا
  • دسته ای و در خط

مزایای استفاده از پروب نوع Sonicators

پروب التراسونیک یا sonotrodes طراحی شده اند برای تمرکز انرژی مافوق صوت را به یک منطقه متمرکز، به طور معمول در نوک پروب. این انتقال انرژی متمرکز اجازه می دهد تا برای درمان دقیق و کارامد نمونه ها. همانطور که طراحی پروب تضمین می کند که بخش قابل توجهی از انرژی مافوق صوت به سمت نمونه هدایت می شود، انتقال انرژی در مقایسه با حمام های اولتراسونیک به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این انتقال متمرکز از قدرت سونوگرافی به ویژه برای برنامه های کاربردی نیاز به کنترل دقیق بر پارامترهای فراصوت، مانند اختلال سلول، نانو پراکندگی، سنتز نانوذرات، امولسیون، و استخراج گیاه شناسی سودمند است.
بنابراین، sonicators پروب نوع ارائه مزایای متمایز بیش از حمام مافوق صوت از نظر دقت، کنترل، انعطاف پذیری، بهره وری، و مقیاس پذیری، و انها را ابزار ضروری برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی علمی و صنعتی.

Probe-type Sonicators برای پردازش Beaker باز

هنگامی که نمونه ها با استفاده از یک دستگاه پروب اولتراسونیک فراصوت داده می شوند، منطقه فراصوت شدید به طور مستقیم در زیر sonotrode / پروب است. فاصله تابش مافوق صوت به یک منطقه خاص از نوک sonotrode محدود شده است. (نگاه کنید به pic.1)
فرآیندهای التراسونیک در فنجان باز عمدتا برای آزمایش امکان سنجی و برای آماده سازی نمونه از حجم های پایین تر استفاده می شود.

پروب نوع Sonicators با سلول جریان برای پردازش درون خطی

نتایج فراصوت پیچیده ترین ها توسط یک پردازش مداوم و مستمر در حالت جریان از طریق بسته به دست آورد. تمام مواد است که توسط اولتراسوند با شدت همان پردازش به عنوان مسیر جریان و زمان ماندن در محفظه راکتور اولتراسونیک کنترل می شود.

مجموعه ای از بازیافت مافوق صوت: UIP1000hdT با سلول جریان, مخزن و پمپ

مجموعه ای از بازیافت مافوق صوت: UIP1000hdT با سلول جریان, مخزن و پمپ

نتایج فرآیند پردازش مایع سونوگرافی برای یک تنظیمات پارامتر داده شده یک تابع از انرژی در هر حجم پردازش شده است. تابع با تغییر در پارامترهای منحصر به فرد تغییر می دهد. علاوه بر این، توان خروجی واقعی و شدت در هر سطح از sonotrode یک واحد مافوق صوت بستگی به پارامترهای.

تاثیر حفره پردازش اولتراسونیک بستگی به شدت سطح است که با دامنه (A) decribed، فشار (P)، حجم راکتور (VR)، درجه حرارت (T)، ویسکوزیته (η) و دیگران. از مثبت و منفی علائم نشان می دهد تاثیر مثبت یا منفی از پارامتر خاص بر شدت فراصوت است.

تاثیر حفره پردازش اولتراسونیک بستگی به شدت سطح است که با دامنه (A) decribed، فشار (P)، حجم راکتور (VR)، درجه حرارت (T)، ویسکوزیته (η) و دیگران. از مثبت و منفی علائم نشان می دهد تاثیر مثبت یا منفی از پارامتر خاص بر شدت فراصوت است.

با کنترل پارامتر مهم ترین فرایند فراصوت روند به طور کامل تکرار است و نتایج به دست آمده را می توان کوچک کاملا خطی. انواع مختلف sonotrodes و راکتور سلول جریان مافوق صوت برای انطباق با الزامات فرآیند خاص اجازه می دهد.

خلاصه: پروب نوع SOnicator در مقابل حمام التراسونیک

در حالی که حمام اولتراسونیک فراهم می کند فراصوت ضعیف با حدود. 20 وات در هر لیتر، تنها و توزیع بسیار غیر یکنواخت، sonicators پروب نوع به راحتی می توانید زن و شوهر حدود 20000 وات در هر لیتر به محیط پردازش. این به این معنی است که مافوق صوت پروب نوع مافوق صوت برتری حمام مافوق صوت توسط عامل 1000 (1000X ورودی انرژی بالاتر در هر حجم) با توجه به یک ورودی قدرت مافوق صوت متمرکز و یکنواخت. کنترل کامل بر مهم ترین پارامترهای فراصوت تضمین نتایج کاملا تجدید پذیر و مقیاس پذیری خطی از نتایج فرایند.

تماس با ما / درخواست اطلاعات بیشتر

با ما در مورد فرایند مورد نیاز خود صحبت کنید.





لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


این ویدیو نشان می دهد 200 وات فنجان مافوق صوت برای پراکنده, همگن, استخراج و یا گاز زدایی از نمونه های آزمایشگاه.

کوپهورن مافوق صوت (200 وات)

تصویر بندانگشتی ویدئو

ادبیات / منابع

  • Asadi, Amin; Pourfattah, Farzad; Miklós Szilágyi, Imre; Afrand, Masoud; Zyla, Gawel; Seon Ahn, Ho; Wongwises, Somchai; Minh Nguyen, Hoang; Arabkoohsar, Ahmad; Mahian, Omid (2019): Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
  • Moholkar, V. S.; Sable, S. P.; Pandit, A. B. (2000): Mapping the cavitation intensity in an ultrasonic bath using the acoustic emission. In: AIChE J. 2000, Vol.46/ No.4, 684-694.
  • Nascentes, C. C.; Korn, M.; Sousa, C. S.; Arruda, M. A. Z. (2001): Use of Ultrasonic Baths for Analytical Applications: A New Approach for Optimisation Conditions. In: J. Braz. Chem. Soc. 2001, Vol.12/ No.1, 57-63.
  • Santos, H. M.; Lodeiro, C., Capelo-Martinez, J.-L. (2009): The Power of Ultrasound. In: Ultrasound in Chemistry: Analytical Application. (ed. by J.-L. Capelo-Martinez). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, Vol. 26, 517-541.



سوالات متداول در مورد پروب های التراسونیک (سوالات متداول)

Sonicator پروب اولتراسونیک چیست؟

Sonicator پروب اولتراسونیک دستگاهی است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای مختل کردن یا مخلوط کردن نمونه ها استفاده می کند. این شامل یک پروب است که هنگامی که در یک مایع غوطه ور می شود، ارتعاشات اولتراسونیک را تولید می کند که منجر به کاویتاسیون و اثرات پردازش نمونه مورد نظر می شود.

اصل فراصوت پروب چیست؟

فراصوت پروب کار می کند در اصل کاویتاسیون مافوق صوت. هنگامی که پروب در نمونه ارتعاش می کند، حباب های میکروسکوپی ایجاد می کند که به سرعت گسترش می یابد و سقوط می کند. این فرایند نیروهای برشی شدید و گرما تولید می کند، سلول ها را مختل می کند یا اجزای ان را در سطح میکروسکوپی مخلوط می کند.

ایا پاک کننده اولتراسونیک همان یک sonicator است؟

نه، انها یکسان نیستند. پاک کننده اولتراسونیک با استفاده از امواج اولتراسونیک بسیار خفیف در حمام برای تمیز کردن اقلام، عمدتا از طریق ارتعاش و بسیار کوچک کاویتاسیون. Sonicator، به طور خاص یک sonicator پروب اولتراسونیک، برای مستقیم، درمان اولتراسونیک فشرده از نمونه، با تمرکز بر اختلال و یا همگن طراحی شده است.

استفاده از پروب اولتراسونیک چیست؟

پروب اولتراسونیک در درجه اول برای وظایف اماده سازی نمونه مانند اختلال سلول، همگن، امولسیون، و پراکندگی ذرات در انواع تحقیقات و کاربردهای صنعتی در سراسر شیمی، زیست شناسی، و علوم مواد استفاده می شود.

تفاوت بین sonicator پروب و فنجان شاخ چیست؟

Sonicator پروب به طور مستقیم غوطه ور پروب را به نمونه برای فراصوت شدید. از سوی دیگر، یک sonicator فنجان شاخ، پروب را غوطه ور نمی کند، اما از یک روش غیر مستقیم استفاده می کند که در ان نمونه در یک ظرف در حمام اب قرار می گیرد که انرژی اولتراسونیک را انتقال می دهد.

چرا از یک دستگاه صوتی پروب استفاده می کنید؟

یک sonicator پروب برای توانایی خود را برای ارائه مستقیم، انرژی مافوق صوت با شدت بالا به یک نمونه، دستیابی به اختلال کارامد، همگن، و یا امولسیون استفاده می شود. این به ویژه برای نمونه های سخت به فرایند و یا زمانی که کنترل دقیق بر فرایند مورد نیاز است، ارزشمند است.

مزایای استفاده از یک دستگاه صوتی پروب چیست؟

مزایای شامل پردازش نمونه کارامد و سریع، تطبیق پذیری در برنامه های کاربردی، کنترل دقیق بر پارامترهای فراصوت، و توانایی پردازش طیف گسترده ای از اندازه نمونه و انواع، از نمونه های ازمایشگاهی با حجم کوچک به دسته های صنعتی بزرگتر و یا جریان نرخ.

چگونه از یک مافوق صوت اولتراسونیک استفاده می کنید؟

با استفاده از sonicator پروب اولتراسونیک شامل انتخاب اندازه پروب مناسب و پارامترهای فراصوت، غوطه ور نوک پروب را به نمونه، و سپس فعال sonicator برای زمان مورد نظر و تنظیمات قدرت برای رسیدن به پردازش نمونه موثر است.

تفاوت بین فراصوت و امواج فراصوت چیست؟

روش فراصوت اشاره به استفاده عمومی از امواج صوتی برای پردازش مواد، که می تواند شامل طیف وسیعی از فرکانس. امواج فراصوت مشخص استفاده از فرکانس های اولتراسونیک (به طور معمول بالاتر از 20 کیلو هرتز)، با تمرکز بر برنامه های کاربردی که نیاز به امواج صوتی با انرژی بالا برای پردازش نمونه. با این حال، اکثر مردم در واقع به ultrasonicators اشاره، زمانی که انها با استفاده از کلمه sonicator.

خوشحال خواهیم شد که در مورد روند شما بحث کنیم.

بيا باهاش تماس بگيرم