Hielscher Ultrasound Technology

Sonication ng tipo ng probe vs Ultrasonic Bath: isang paghahambing ng kahusayan

Mga proseso ng sonication maaaring isinasagawa ng ang paggamit ng isang ultrasonic homogenizer probe-uri o isang ultrasonic paliguan. Bagaman, ang parehong pamamaraan ay angkop ng ultratunog sa sample, mayroong makabuluhang pagkakaiba sa pagiging epektibo, kahusayan at proseso ng kakayahan.

Ang mga ninanais na mga epekto mula sa Ultrasound ng likido – kabilang ang mga Homogenization, Dispersing, Deagglomeration, Paggiling, Emulsification, Bunutan, lysis, Pagkakawatak-watak at mga epekto ng sonochemical – sanhi ng cavitation. Sa pagpapakilala ng ultrasound ng mataas na kapangyarihan sa isang daluyan ng likido, ang mga alon ng tunog ay kumakalat sa mga likido at lumikha ng mga nagpapalitang high-pressure (compression) at mababa ang presyon (rarefaction) na mga cycles, kasama ang mga rate depende sa dalas. Sa panahon ng mga mababa ang presyon na cycle, ang mataas na iting ultrasonic waves ay lumikha ng mga maliit na vacuum bula o kahungkagan sa likido. Kapag ang mga bula ay matatamo ng isang aklat na kung saan ay hindi na nila saluhin ang enerhiya, marahas sila pagbagsak sa panahon ng isang high-pressure cycle. Pangkaraniwang bagay na ito ay termed cavitation. Sa panahon ng implosion napakataas na temperatura (approx. 5, 000K) at pamimilit (approx. 2, 000atm) ay umabot sa kanilang lugar. Ang implosion ng bilog nang cavitation ay resulta din sa likidong jet ng hanggang 280 m/s bilis. [Suslick 1998]

Cavitation bula ay maaaring differentiated sa matatag at pansamantala na bula. (I-click upang palakihin!)

Moholkar et al. (2000) ay natagpuan na ang mga bula sa rehiyon ng pinakamataas na iting cavitation underwent isang lumilipas na galaw, habang ang mga bula sa rehiyon ng pinakamababang cavitation katindihan ay sumailalim ng matatag / oscillatory na galaw. Ang ipinalit na pagbagsak ng mga bula na nagbibigay sa tumaas sa lokal na temperatura at presyon maxima ay sa ugat ng mga sinusunod na epekto ng ultratunog sa kemikal na sistema.
Ang tindi ng Ultrasound ay isang function ng ang enerhiya na input at ang sonotrode ibabaw na lugar. Para sa isang partikular na enerhiya ang input ay angkop: mas malaki ang ibabaw na lugar ng sonotrode, mas mababa ang tindi ng ultratunog.
Ultratunog alon ay maaaring binuo sa pamamagitan ng iba 't ibang uri ng mga sistema ng ultrasonic. Sa mga sumusunod, mga pagkakaiba sa pagitan ng sonication gamit ang isang ultrasonic paliguan, probe ng ultrasonic aparato sa isang bukas na sisidlan at probe ng ultrasonic aparato na may daloy ng cell Kamara ay maihahambing.

Paghahambing ng ang pamamahagi ng cavitational na mainit na lugar

Ultrasonic paliguan

Sa isang ultrasonic paliguan, cavitation ay nangyayari sa mga di-masunurin at tawa na ipinamamahagi sa pamamagitan ng mga tangke. Ang epekto ng sonication ay ng mababang kasidhian at unevenly kumalat. Ang repeatability at scalability ng proseso ay mahihirap.
Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng mga resulta ng isang palara na pagsusuri sa isang ultrasonic na tangke. Samakatuwid, ang isang manipis na aluminyo o lata foil ay inilagay sa ilalim ng isang ultrasonic tangke ng tubig na puno. Pagkatapos sonication, ang nag-iisang pagguho ng mga marka ay makikita. Mga single butas spot at butas sa foil isaad ang cavitational hot spots. Dahil sa ang mababang enerhiya at ang mga hindi pantay pamamahagi ng ultratunog sa loob ng mga tangke, ang mga marka ng pagguho mangyari lamang spot-wise. Samakatuwid, ultrasonic paliguan ay kadalasang ginagamit para sa paglilinis ng mga application.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" napaka unevenly ay nagaganap. (I-click upang palakihin!)
Ang hindi pantay na distribusyon ng cavitational hot spot ang ipinapakita ng numero sa ibaba sa isang ultrasonic paliguan. Sa larawan 2., isang paliguan na may isang lugar sa ilalim ng 20×ginamit na 10 cm.
Hindi pantay na cavitation sa isang ultrasonic paliguan (I-click upang palakihin!)

Para sa mga ang mga sukat ay ipinapakita sa larawan 3., isang ultrasonic na paligo sa isang espasyo sa ilalim ng 12x10cm ay nagamit.
Nagdidispley ng mga pigura sa malubak spatial pamamahagi ng mga ultrasonic hot spots sa isang ultrasonic paliguan. (I-click upang palakihin!)
Ang dalawang mga sukat ay nagpapakita na ang pamamahagi ng mga larangan ng ultrasonic pag-iilaw sa ultrasonic tank ay lubhang malubak.
Ang pag-aaral ng ultrasonic pag-iilaw sa iba 't ibang lugar sa ang paliguan ay nagpapakita ng makabuluhang pagkakaiba sa spatial ang tindi ng cavitation sa ultrasonic paliguan.

Larawan 4. ibaba inihahambing ang kahusayan ng isang ultrasonic paliguan at isang ultrasonic probe aparato na ipinakita sa mga decolorization ng azo tinain metil Violet.
Mataas na kahusayan ng probe-uri sonication (I-click upang palakihin!)
Dhanalakshmi et al. natagpuan sa kanilang pag-aaral na probe-uri ultrasonic aparato ay may isang mataas ayon tindi kumpara sa tipo ng mga tangke at dahil dito, mas ginawang panglokal epekto bilang itinatanghal sa larawan 4.. Ibig sabihin nito ay isang mataas na iting at kahusayan ng mga proseso ng sonication.
Isang ultrasonic setup tulad ng ipinapakita sa larawan 4, ay nagbibigay-daan para sa ganap na kontrol sa mga pinakamahalagang parameter – malawak, presyon, temperatura, lagkit, konsentrasyon, reaktor dami.

Probe-type sonication ay napaka epektibo at mahusay na CVS isang sonicator Bath

Probe-uri sonication sa UP200Ht

Makipag-ugnay sa amin / tanungin para sa karagdagang impormasyon

Makipag-usap sa amin tungkol sa iyong mga kinakailangan sa pagproseso. Inirerekomenda namin ang mga pinaka-angkop setup at pagproseso parameter para sa inyong proyekto.





Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Pic 1: Ultrasonic sonotrode makahawa ng mga alon ng tunog sa likido. Ang fogging ilalim ibabaw ng sonotrode ay nagsasaad ng lugar ng cavitational na mainit na lugar.

Pakinabang ng Probe-Sonication:

  • matinding
  • nakatuon
  • ganap na nakokontrol
  • kahit na pamamahagi
  • maaaring ipa-photocopy
  • linear scale-ap
  • Batch at sa linya

Ultrasonic aparato Probe sa isang bukas na basong panglaboratoryo

Kapag sample ay sonicated paggamit ng isang ultrasonic probe na aparato, ang matinding sonication zone ay direkta sa ilalim ng mga sonotrode / sutaon. Ang layo ng ultrasonic pag-iilaw ay limitado sa isang tiyak na lugar ng mga sonotrode tip. (tingnan sa pic.1)
Ultrasonic proseso sa bukas beakers ay halos ginagamit para sa pagsusuri ng pagiging posible at para sa paghahanda ng sampol ng mas maliit na Volume.

Probe sa ultrasonic aparato sa tuloy-tuloy na daloy mode

Ang pinaka sopistikadong mga resulta sonication ay nakakamit sa pamamagitan ng isang tuloy-tuloy na pagpoproseso sa isang saradong daloy-sa pamamagitan ng mode. Lahat ng materyal ay ipinoproseso sa pamamagitan ng ultratunog kasintindi bilang landas ng daloy at panahon ng paninirahan sa ultrasonic reaktor Kamara ay kontrolado.

Ultrasonic inline pagproseso sa daloy ng cell reaktor (I-click upang palakihin!)

Pic. 4: 1kW sistema ng ultrasonic UIP1000hd may daloy ng cell at bomba

Ang mga resulta ng proseso ng ultrasonic likido na pagpoproseso para sa isang naibigay na mga parameter configuration ay isang function ng enerhiya kada naprosesong dami. Ang function na mga pagbabago sa sulat-kamay sa indibidwal na mga parameter. Bukod pa rito, ang aktwal na power output at katindihan kada ibabaw na lugar ng sonotrode ng isang ultrasonic unit ay depende sa mga parameter.

Ang pinakamahalagang mga parameter ng ultrasonic processing ay kinabibilangan ng malawak (A), presyon ng dugo (p), ang dami ng reaktor (VR), ang temperatura (T) at lagkit (η).

Ang cavitational epekto ng ultrasonic processing ay nakasalalay sa ibabaw na iting na decribed ng malawak (A), presyon ng dugo (p), ang dami ng reaktor (VR), ang temperatura (T), lagkit (η) at iba pa. Sa plus at minus palatandaan ay nagpapahiwatig ng isang positibo o negatibong impluwensya ng mga tiyak na parameter sa sa tindi ng sonication.

Sa pagkontrol ng pinakamahalagang parameter ng sonication proseso ang proseso ay lubos repeatable at ang mga resulta ng nakamit ay pagkakasyahin ganap linear. Payagan ang mga iba 't ibang uri ng sonotrodes at daloy ng ultrasonic reactors ng cell para ang adaption sa mga kinakailangan ng partikular na proseso.

Buod

Habang isang Ultrasonic paliguan ay nagbibigay ng isang mahina sonication ng approx. 20-40 W/L at isang napaka di-unipormeng pamamahagi, ultrasonic probe-uri mga kagamitan maaaring madaling mag-asawang Mehikano 20.000 W/L sa mga naprosesong daluyan. Ito ay nangangahulugan na isang ultrasonic probe-uri kagamitan nakahihigit isang ultrasonic paliguan ng factor na 1000 (1000 x mataas na enerhiya input kada dami) dahil sa isang nakatuon at pare-parehong ultrasonic kapangyarihan input. Ang ganap na kontrol sa mga pinakamahalagang sonication parameter tinitiyak ganap na maaaring ipa-photocopy mga resulta at ang mga Linear scalability ng ang mga resulta ng proseso.

Matinding sonication sa isang tipo ng probe ultrasonicator.

Pic.3: Sonication sa isang bukas na test tube na gamit ng ultrasonic lab kagamitang may sonotrode / probe

Panitikan/mga reperensya

 

  • Dhanalakshmi, N. P.; Nagarajan, R. (2011): Ultrasonic pagpapaigting ng Chemical marawal na kalagayan ng metil Violet: isang eksperimental na pag-aaral. Sa: Acsd sa daigdig. SCI. Enginee Tech 2011, Vol.59, 537-542.
  • Kiani, H.; Zhang, Z. Delgado, A.; Sun, D. W. (2011): ultratunog tinulungan ng nucleation ng ilang pagkain na liquid at solid na modelo sa nagyeyelo. Sa: Pagkain res Intl. 2011, Vol.44/ No.9, 2915-2921.
  • Moholkar, V. S.; Saanen, S. P.; Pandit, A. B. (2000): Pagmamapa ng cavitation katindihan sa isang ultrasonic paliguan na gamit ang mga tunog na pagpapalabas. Sa: AIChE J. 2000, Vol.46/ No.4, 684-694.
  • Nascentes, C. C.; Korn, M.; Sousa, C. S.; Arruda, M. A. Z. (2001): Paggamit ng Ultrasonic paliguan para sa mga application ng mapanuring: isang bagong pamamaraan para sa mga kondisyon ng Optimisation. Sa: J. Braz. Chem. Soc. 2001, Vol.12/ No.1, 57-63.
  • Santos, H. M.; Lodeiro, C., Capelo-Martinez, J.-L. (2009): Ang kapangyarihan ng Ultrasound. Sa: Ultrasound sa Chemistry: mapanuri Application. (inedit ni J. L. Capelo-Martinez). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia ng kemikal teknolohiya; 4th ed. J. Wiley & Anak: New York, 1998, tomo 26, 517-541

 

Makipag-ugnay sa amin / tanungin para sa karagdagang impormasyon

Makipag-usap sa amin tungkol sa iyong mga kinakailangan sa pagproseso. Inirerekomenda namin ang mga pinaka-angkop setup at pagproseso parameter para sa inyong proyekto.





Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.




Ang mga katotohanan na napakahalagang malaman

Ultrasonic tissue homogenizers madalas tawaging probe sonicator, sonik lyser, ultratunog disruptor, ultrasonic gilingan, sono-ruptor, sonifier, sonik dismembrator, disrupter ng cell, ultrasonic na disperser o dissolver. Ang resulta ng iba 't ibang mga termino mula sa iba 't ibang mga application na maaaring matupad sa pamamagitan ng sonication.