Ultraääni märkäjyrsintä ja mikrohionta
Ultrasonication on tehokas keino hiukkasten märkäjyrsintään ja mikrohiontaan. Lisäksi dispergointi ja deagglomerointi, märkäjyrsintä on tärkeä Hielscherin ultraäänilaitteiden sovellus.
Erityisesti erittäin hienokokoisten lietteiden valmistuksessa ultraäänellä on monia etuja verrattuna yleisiin koon pienentämislaitteisiin, kuten: kolloidimyllyt (esim. kuulamyllyt, helmimyllyt), levymyllyt, suihkumyllyt, roottori-staattorisekoittimet (ultra turrax) tai korkeapainehomogenisaattorit. Ultrasonication mahdollistaa korkean pitoisuuden ja korkean viskositeetin lietteen käsittelyn – mikä vähentää käsiteltävää tilavuutta. Ultraäänijyrsintä soveltuu erityisen hyvin mikronikoon ja nano-koko materiaalit, kuten keramiikka, alumiinioksiditrihydraatti, bariumsulfaatti, kalsiumkarbonaatti ja metallioksidit. Alla olevissa taulukoissa on mikroskooppisia kuvia alumiinioksiditrihydraatti (150 mikronista 10 mikroniin), keramiikka (30 mikronista 2 mikroniin) ja natriumkarbonaatti (70 mikronista 3 mikroniin).
|
resoluutio 10x
|
Resoluutio 40x
|
|
|---|---|---|
| 0 |
 |
 |
| 1 |
 |
 |
| 2 |
 |
 |
| Napsauta yllä olevia kuvia nähdäksesi täyden resoluution kuvat (640x480px). Käsitellyn alumiinioksiditrihydraatin toimitti Alcoa World Alumina LLC, Pittsburgh, PA, Yhdysvallat. Alumiinioksiditrihydraatti AL(OH)3 tunnetaan myös nimellä alumiinitrihydroksidi ATH-sarja, Bayerin hydratoitu alumiinioksidi, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, hydragylliitti tai Gibbsite. Siinä on Mohs’ kovuus kohdissa 2.5–3.5. |
||
|
Resoluutio 100x
|
|
|---|---|
| 0 |
 |
| 1 |
 |
| 2 |
 |
| Napsauta yllä olevia kuvia nähdäksesi täyden resoluution kuvat (640x480px). |
|
Resoluutio 40x
|
Resoluutio 100x
|
|
|---|---|---|
| 0 |
 |
 |
| 1 |
 |
 |
| Napsauta yllä olevia kuvia nähdäksesi täyden resoluution kuvat (1280x1024px). | ||
Ultraäänilaitteet on erittäin helppo asentaa ja käyttää. Kaksi osaa on kosketuksissa vain jauhettavan materiaalin kanssa: titaanisonotrode ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu virtauskenno. Ultraäänivirtauskennon yksinkertaisen rakenteen ansiosta yksiköt voidaan puhdistaa nopeasti. Koska Hielscherin ultraäänilaitteilla on erittäin korkea hyötysuhde sähkön muuntamisessa mekaaniseksi energiaksi, ultraäänijyrsintään tarvitaan yleensä vähemmän tehoa kuin tavanomaisiin jyrsintälaitteisiin.
Hiukkasten jyrsintävaikutus perustuu voimakkaaseen ultraääni kavitaatio. Kun sonikoidaan nesteitä suurilla intensiteeteillä, nestemäiseen väliaineeseen leviävät ääniaallot johtavat vuorotellen korkeapaineisiin (puristus) ja matalapaineisiin (harvinaisuus) sykleihin, joiden nopeudet riippuvat taajuudesta. Matalapainesyklin aikana korkean intensiteetin ultraääniaallot luovat pieniä tyhjiökuplia tai tyhjiöitä nesteeseen. Kun kuplat saavuttavat tilavuuden, jossa ne eivät enää pysty absorboimaan energiaa, ne romahtavat voimakkaasti korkeapainejakson aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi.
Kavitaatiokuplien luhistuminen johtaa mikroturbulensseihin ja mikrosuihkuihin, joiden nopeus on jopa 1000 km? h. Suuret hiukkaset altistuvat pinnan eroosiolle (ympäröivän nesteen kavitaatioromahduksen kautta) tai hiukkaskoon pienenemiselle (hiukkasten välisen törmäyksen aiheuttaman fission tai pinnalle muodostuneiden kavitaatiokuplien romahtamisen vuoksi). Tämä johtaa diffuusion, massansiirtoprosessien ja kiinteän faasin reaktioiden voimakkaaseen kiihtymiseen kiteisen koon ja rakenteen muuttumisen vuoksi.
ultraääniprosessorit ja virtauskennot Purkamalla ja jauheiden märkäjauhamiseen on saatavana Laboratorio ja tuotanto taso. Teollisuusjärjestelmät voidaan helposti jälkiasentaa toimimaan linjassa. Tämän prosessin tutkimukseen ja testaamiseen sekä monille Sonokemialliset prosessit Suosittelemme laboratoriolaitteitamme tai UIP1000hd.