افزایش سرعت و کارایی فرایندهای تولید کند و ناکارآمد
فراصوت‌دهی روشی تثبیت‌شده برای تشدید فرایند است که در انواع کاربردهای مرتبط با مایعات، مانند همگن‌سازی، اختلاط، پراکنده‌سازی، آسیاب‌کاری تر، امولسیون‌سازی و نیز بهبود واکنش‌های شیمیایی ناهمگن به کار می‌رود. اگر فرایند تولید شما عملکرد مطلوبی ندارد و به اهداف مشخص تولید دست نمی‌یابد، می‌توانید فراصوت‌دهی را به‌عنوان راهکاری برای تقویت فرایند در نظر بگیرید.
اختلاط، همگن‌سازی و پراکنده‌سازی فراصوتی
فراصوت‌دهی روشی بسیار کارآمد برای اختلاط، آمیختن، همگن‌سازی، پراکنده‌سازی و امولسیون‌سازی سامانه‌های جامد–مایع و مایع–مایع است. میکسرهای فراصوتی با برش بالا، ذرات و قطرات را می‌شکنند و اندازهٔ آن‌ها را به‌طور مؤثر کاهش می‌دهند تا مخلوطی پایدار و همگن به دست آید. یکی از مزایای مهم اختلاط فراصوتی، پردازش آسان مایعات و دوغاب‌هایی با گرانروی بسیار پایین تا بسیار بالا و خمیرمانند است. حتی ذرات ساینده نیز برای میکسرهای فراصوتی مشکلی ایجاد نمی‌کنند.
دربارهٔ اختلاط فراصوتی با برش بالا بیشتر بدانید!
پردازشگر فراصوتی UIP16000hdT یک هموژنایزر با عملکرد بالا برای تشدید فرایند در انواع کاربردهای اختلاط است
کاربردهای سونوشیمیایی
با اختلاط سامانه‌های جامد–مایع و مایع–مایع به کمک فراصوت پرتوان، انتقال جرم میان دو یا چند فاز یا جزء مخلوط بهبود می‌یابد. تأثیر مثبت افزایش انتقال جرم بر بسیاری از واکنش‌های شیمیایی، مانند کاتالیز ناهمگن، به‌خوبی شناخته شده است. افزون بر این، کاویتاسیون فراصوتی انرژی زیادی را وارد سامانه‌های شیمیایی می‌کند و به این ترتیب واکنش‌ها را آغاز می‌کند و/یا مسیرهای واکنش را تغییر می‌دهد. این امر به بهبود چشمگیر نرخ تبدیل شیمیایی و بازده منجر می‌شود. تجهیزات و راکتورهای سونوشیمیایی معمولاً برای ترانس‌استریفیکاسیون، پلیمریزاسیون، گوگردزدایی، فرایندهای سل–ژل و بسیاری دیگر از واکنش‌های کاتالیزی ناهمگن و سنتز آلی به کار می‌روند. دربارهٔ واکنش‌های سونوشیمیایی بیشتر بخوانید!
کاربردهای فراصوت در صنایع غذایی
همگن‌سازی فراصوتی با برش بالا، فناوری غیرحرارتی‌ای است که در فرایندهای گوناگون تولید مواد غذایی، نوشیدنی‌ها و مکمل‌های غذایی به کار می‌رود. استخراج فراصوتی در تولید سس‌ها، سوپ‌ها، آب‌میوه‌ها، اسموتی‌ها و مکمل‌های غذایی (برای مثال، آقطی و شاهدانه) برای آزادسازی ترکیبات طعم‌دهنده، رنگ‌دانه‌ها، ویتامین‌ها و مواد مغذی استفاده می‌شود تا محصول غذایی سالم‌تر و با طعم قوی‌تری حاصل شود. به‌واسطهٔ ترکیبات طعم‌دهنده و قندهای طبیعی استخراج‌شده، می‌توان از افزودن شکر تصفیه‌شده و افزودنی‌های طعم‌دهندهٔ مصنوعی اجتناب کرد. دربارهٔ پردازش فراصوتی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها بیشتر بخوانید!
فراصوت‌دهی در طول پردازش مواد غذایی برای تشدید و بهبود موارد زیر به کار می‌رود
- استخراج
- همگن‌سازی
- پاستوریزاسیون
- امولسیون‌سازی
- کپسوله‌سازی (لیپوزوم‌ها, نانوذرات لیپیدی جامد)
سنتز و عامل‌دارسازی فراصوتی نانومواد
پردازش فراصوتی و کاویتاسیون آکوستیکی ناشی از آن می‌توانند تنش بسیار شدیدی بر ذرات وارد کنند و آن‌ها را به‌طور کنترل‌شده تا ابعاد زیرمیکرونی و نانومتری خرد کنند. پدیدهٔ کاویتاسیون آکوستیکی، برش بالا، تلاطم و اختلاف‌های بسیار زیاد فشار و دما ایجاد می‌کند. این شرایط شدید در نتیجهٔ فروپاشی حباب‌ها پدید می‌آیند؛ پدیده‌ای که هنگام ایجاد چرخه‌های متناوب پرفشار و کم‌فشار در محیط توسط فراصوت پرتوان مشاهده می‌شود. درحالی‌که جت‌های مایع و برخوردهای بین‌ذره‌ای به ذرات ضربه می‌زنند و آن‌ها را می‌سایند و خرد می‌کنند، فشار شبه‌هیدرواستاتیکی ایجادشده می‌تواند ریزساختار ذرات، از جمله تخلخل آن‌ها، را تغییر دهد. عامل‌دارسازی فراصوتی نانوذرات، سنتز موادی با عملکرد بالا را امکان‌پذیر می‌کند که در آن‌ها پایداری حرارتی بهبود یافته و استحکام کششی، شکل‌پذیری، رسانایی حرارتی و الکتریکی، خواص نوری و دیگر ویژگی‌های نانومواد فوق‌العاده است.
دربارهٔ سنتز و عامل‌دارسازی فراصوتی نانوذرات بیشتر بخوانید!
فراصوت‌دهی – اثرات هم‌افزا
فراصوت‌دهی می‌تواند جایگزین دستگاهی با عملکرد نامطلوب شود یا تقریباً با هر روش موجود برای پردازش مایعات ترکیب شود تا نتایج پایین‌تر از حد مطلوب را بهبود دهد و ارتقا بخشد. دستگاه‌های فراصوت پروبی Hielscher در خطوط تولید موجود، همراه با موارد زیر ادغام می‌شوند
- میکسرها و آسیاب‌های کلوئیدی
- آسیاب‌های مهره‌ای / مرواریدی
- میکسرهای با برش بالا
- هموژنایزرهای فشار بالا
- میکسرهای تیغه‌ای / میکسرهای روتور–استاتور
- پاستوریزاسیون حرارتی (HTST)
- میدان الکتریکی پالسی با شدت بالا (HELP)
- مایکروویو
- نور فرابنفش (UV)
- الکتروشیمی
- فناوری‌های موانع چندگانه
- CO2 : دستگاه‌های استخراج با آن
سامانهٔ فراصوتی متشکل از 3x UIP1000hdT برای فرایندهای سنگین
سامانه‌های فراصوتی با عملکرد بالا برای تشدید فرایند
Hielscher Ultrasonic دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا را برای کاربردهای سنگین طراحی، تولید و عرضه می‌کند. سبد محصولات ما تمام طیف دستگاه‌ها، از دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی جمع‌وجور تا پردازشگرهای فراصوتی رومیزی و کاملاً صنعتی را در بر می‌گیرد؛ این تنوع به ما امکان می‌دهد آرایش فراصوتی ایدئال را متناسب با کاربرد و حجم پردازش شما پیشنهاد کنیم.
دربارهٔ سونیکاتورهای صنعتی و اینکه چرا راه‌حل کاربرد چالش‌برانگیز شما هستند، بیشتر بخوانید!
همین حالا با ما تماس بگیرید تا دربارهٔ چگونگی بهره‌مندی فرایند شما از تشدید فرایند به کمک فراصوت گفت‌وگو کنیم! کارکنان باسابقه و آموزش‌دیدهٔ ما اطلاعات جامع و جزئیات فنی را در اختیار شما قرار می‌دهند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بالاتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Carrillo-Lopez L.M., Garcia-Galicia I.A., Tirado-Gallegos J.M., Sanchez-Vega R., Huerta-Jimenez M., Ashokkumar M., Alarcon-Rojo A.D. (2021): Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry 2021 Jan 13;73.
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Sáez V.; Mason TJ. (2009): Sonoelectrochemical synthesis of nanoparticles. Molecules 23;14(10) 2009. 4284-4299.
- Maho, A., Detriche, S., Fonder, G., Delhalle, J. and Mekhalif, Z. (2014): Electrochemical Co‐Deposition of Phosphonate‐Modified Carbon Nanotubes and Tantalum on Nitinol. Chemelectrochem 1, 2014. 896-902.
- José González-García, Ludovic Drouin, Craig E. Banks, Biljana Šljukić, Richard G. Compton (2007): At point of use sono-electrochemical generation of hydrogen peroxide for chemical synthesis: The green oxidation of benzonitrile to benzamide. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 14, Issue 2, 2007. 113-116.
- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف تولید می‌کند؛ از آزمایشگاهی تا صنعتی.