સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓ પ્રોબ-પ્રકાર અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર અથવા અલ્ટ્રાસોનિક બાથના ઉપયોગ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. જો કે, બંને તકનીકો નમૂના પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લાગુ કરે છે, અસરકારકતા, કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓમાં નોંધપાત્ર તફાવત છે. જ્યારે અલ્ટ્રાસાઉન્ડની તીવ્રતા, કંપનવિસ્તાર, એકસમાન પ્રક્રિયા અને પ્રજનનક્ષમતાની વાત આવે છે ત્યારે પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ અલ્ટ્રાસોનિક બાથને તીવ્રપણે એક્સેલ કરે છે.

પ્રવાહીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ના ઇચ્છિત અસરો – સહિત સમાંગીકરણ, ડિસસરિંગ, ડિગગ્લોમેરેશન, મિલાન, પ્રવાહી મિશ્રણ, એક્સટ્રેક્શન, lysis, વિઘટન અને sonochemical અસરો - કારણે થાય છે પોલાણ. પ્રવાહી માધ્યમમાં હાઇ પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડને રજૂ કરીને, ધ્વનિ મોજા પ્રવાહીમાં પ્રસારિત થાય છે અને વારંવારના આધારે દરો સાથે ઉચ્ચ દબાણ (કમ્પ્રેશન) અને ઓછા દબાણ (ચક્રવાત) ચક્રનું સર્જન કરે છે. નીચા દબાણના ચક્ર દરમિયાન, ઉચ્ચ તીવ્રતા અલ્ટ્રાસોનાન્સી મોજાં પ્રવાહીમાં નાના શૂન્યાવકાશ પરપોટા અથવા અવાજો બનાવે છે. જ્યારે પરપોટા વોલ્યુમ પ્રાપ્ત કરે છે જેના પર તેઓ લાંબા સમય સુધી ઊર્જા શોષી શકે છે, ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ દબાણ ચક્ર દરમિયાન હિંસક પતન કરે છે. આ ઘટનાને પોલાણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અંદરની બાજુ સ્ફોટ થતી વખતે ખૂબ ઊંચા તાપમાને (આશરે 5,000 કિ) અને દબાણ (આશરે 2,000 ટીએમ) સ્થાનિક સ્તરે પહોંચે છે. પોલાણના પરપોટાના ઇમપ્લાશનમાં 280 મી / ઓ વેગની પ્રવાહી જેટ પરિણમે છે. [સસેલિક 1998]

Moholkar એટ અલ. (2000) જાણવા મળ્યું હતું કે સર્વોચ્ચ પોલાણ તીવ્રતા વિસ્તારમાં પરપોટા ક્ષણિક ગતિ પસાર થઇ, જ્યારે સૌથી ઓછો પોલાણ તીવ્રતા વિસ્તારમાં પરપોટા સ્થિર / કંપાયમાન ગતિ પસાર થઇ હતી. સ્થાનિક તાપમાન અને દબાણ મેક્સિમા વેગ આપે પરપોટા ક્ષણિક પતન રાસાયણિક સિસ્ટમો પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ની અવલોકન અસરો રુટ પર છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તીવ્રતા ઊર્જા ઇનપુટ અને Sonotrode સપાટી વિસ્તાર એક કાર્ય છે. આપેલ ઊર્જા ઇનપુટ માટે લાગુ પડે છે: મોટા Sonotrode સપાટી વિસ્તાર, નીચલા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ની તીવ્રતા.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો અવાજ સિસ્ટમો વિવિધ પ્રકારના દ્વારા પેદા કરી શકાય છે. નીચેમાં, એક અવાજ સ્નાન મદદથી sonication વચ્ચે તફાવત, એક ઓપન જહાજ અને પ્રવાહ સેલ ચેમ્બર સાથે અવાજ ચકાસણી ઉપકરણ અવાજ ચકાસણી ઉપકરણ સરખામણી કરવામાં આવશે.

cavitational હોટ સ્પોટ વિતરણ સરખામણી

અલ્ટ્રાસોનિક એપ્લિકેશન્સ માટે, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ (સોનોટ્રોડ્સ / શિંગડા) અને અલ્ટ્રાસોનિક બાથનો ઉપયોગ થાય છે. “અલ્ટ્રાસોનિકેશનની આ બે પદ્ધતિઓ પૈકી, નેનોપાર્ટિકલ્સ વિક્ષેપની અરજીમાં અલ્ટ્રાસોનિક બાથ કરતાં પ્રોબ સોનિકેશન વધુ અસરકારક અને શક્તિશાળી છે; અલ્ટ્રાસોનિક બાથ ડિવાઇસ લગભગ 20-40 W/L અને ખૂબ જ બિન-સમાન વિતરણ સાથે નબળા અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રદાન કરી શકે છે જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ ડિવાઇસ પ્રવાહીમાં 20,000 W/L પ્રદાન કરી શકે છે. આમ, તેનો અર્થ એ છે કે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ ઉપકરણ 1000 ના પરિબળ દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક બાથ ઉપકરણને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે.” (cf. અસદી એટ અલ., 2019)

અલ્ટ્રાસોનિક સ્નાન

એક અવાજ સ્નાન માં, પોલાણ બિન-યથાયોગ્ય અને uncontrollably ટાંકી મારફતે વિતરિત થાય છે. sonication અસર છે નીચા તીવ્રતા અને અસમાન ફેલાવો. repeatability અને પ્રક્રિયા માપનીયતા ખૂબ જ નબળી છે.
નીચે ચિત્રમાં એક અવાજ ટાંકી એક વરખ પરીક્ષણ પરિણામો બતાવે છે. તેથી, પાતળા એલ્યુમિનિયમ કે ટીન ફોઇલ પાણી ભરવામાં અવાજ ટાંકીના તળિયે મૂકવામાં આવે છે. sonication પછી, એક ધોવાણ માર્ક્સ દૃશ્યમાન થાય છે. તે એક છિદ્રિત સ્પોટ અને વરખ માં છિદ્રો cavitational હોટ સ્પોટ સૂચવે છે. કારણે નીચા ઊર્જા અને અસમાન ટાંકી અંદર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વિતરણ ધોવાણ માર્ક્સ માત્ર સ્પોટ-મુજબની થાય છે. તેથી, અવાજ બાથ મોટે ભાગે કાર્યક્રમો સફાઇ માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

નીચે આંકડા એક અવાજ વાસણમાં cavitational હોટ સ્પોટ અસમાન વિતરણ દર્શાવે છે. ફિગ છે. 2, 20 ની નીચે વિસ્તાર સાથે સ્નાન×10 સે.મી. કરવામાં આવે છે.

ફિગ. 3 બતાવવામાં માપન માટે, 12x10cm એક નીચે જગ્યા સાથે એક અવાજ સ્નાન કરવામાં આવે છે.

બંને માપ દર્શાવે છે કે અવાજ ટાંકીઓમાં અવાજ ઇરેડિયેશન ક્ષેત્ર વિતરણ અત્યંત અસમાન છે.
સ્નાન વિવિધ સ્થળોએ અવાજ ઇરેડિયેશન અભ્યાસ અવાજ વાસણમાં પોલાણ તીવ્રતા નોંધપાત્ર અવકાશી ભિન્નતા બતાવે છે.

ફિગ. 4 નીચે એક અવાજ સ્નાન કાર્યક્ષમતા અને એક અવાજ ચકાસણી ઉપકરણ azo રંગ મિથાઈલ વાયોલેટ ના decolorization દ્વારા દ્રષ્ટાંતરૂપ સાથે સરખાવે છે.

ધનલક્ષ્મી એટ અલ. તેમના અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ચકાસણી પ્રકારના અવાજ ઉપકરણો હોય ઉચ્ચ સ્થાનિક તીવ્રતા ટાંકી પ્રકાર અને તેથી, વધુ સ્થાનિક અસર ફિગ માં દર્શાવવામાં સરખામણીમાં. 4. આ ઊંચી તીવ્રતા અને sonication પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતા થાય છે.
કંપનવિસ્તાર, દબાણ, તાપમાન, સ્નિગ્ધતા, એકાગ્રતા, રિએક્ટર વોલ્યુમ - એન અવાજ સુયોજિત ચિત્ર 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ માટે પરવાનગી આપે છે.

એક ઓપન કટોરો અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણી ઉપકરણ

નમૂનાઓ એક અવાજ ચકાસણી ઉપકરણ વાપરી sonicated કરવામાં આવે છે ત્યારે, તીવ્ર sonication ઝોન Sonotrode / ચકાસણી નીચે સીધી છે. અવાજ ઇરેડિયેશન અંતર Sonotrode માતાનો ટીપ ચોક્કસ વિસ્તાર માટે મર્યાદિત છે. (Pic.1 જુઓ)
ઓપન બીકરના માં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાઓ મોટે ભાગે શક્યતા પરીક્ષણ માટે અને નાના વોલ્યુમો નમૂનો તૈયાર કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સતત પ્રવાહ સ્થિતિમાં અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણી ઉપકરણ

સૌથી વધુ વ્યવહારદક્ષ sonication પરિણામો એક બંધ પ્રવાહ મારફતે સ્થિતિ સતત પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. બધા સામગ્રી જ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તીવ્રતા દ્વારા પ્રોસેસ થાય છે કારણ કે અવાજ રિએક્ટર ચેમ્બરમાં ફ્લો પાથ અને નિવાસ સમય નિયંત્રિત થાય છે.

ચિત્ર. 4: 1kW અવાજ સિસ્ટમ યુઆઇપી 1000hd ફ્લો કોષ અને પંપ સાથે

આપેલ પેરામીટર રૂપરેખાંકન માટે અવાજ પ્રવાહી પ્રક્રિયા પ્રક્રિયા પરિણામો પ્રક્રિયા વોલ્યુમ દીઠ ઊર્જા એક કાર્ય છે. કાર્ય વ્યક્તિગત પરિમાણો ફેરફાર સાથે બદલે છે. વધુમાં, વાસ્તવિક પાવર આઉટપુટ અને એક અવાજ એકમ Sonotrode સપાટી વિસ્તાર દીઠ તીવ્રતા પરિમાણો પર આધાર રાખે છે.

અવાજ પ્રક્રિયા cavitational અસર સપાટી તીવ્રતા જે કંપનવિસ્તાર (A) દ્વારા દર્શાવેલ છે, દબાણ (પી), રીએક્ટર વોલ્યુમ (વીઆર), તાપમાન (T), સ્નિગ્ધતા (η) અને અન્ય પર આધાર રાખે છે. પ્લસ અને માઇનસ ચિહ્નો sonication તીવ્રતા પર ચોક્કસ પરિમાણ એક સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક પ્રભાવ સૂચવે છે.

sonication પ્રક્રિયા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ અંકુશિત કરીને પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે પુનરાવર્તિત છે અને પ્રાપ્ત પરિણામો સંપૂર્ણપણે રેખીય સ્કેલ કરેલું કરી શકાય છે. sonotrodes અને અવાજ ફ્લો સેલ રિએક્ટરમાં વિવિધ પ્રકારના ચોક્કસ પ્રક્રિયા જરૂરિયાતો અનુકૂલન માટે પરવાનગી આપે છે.

સારાંશ

એક છતાં અલ્ટ્રાસોનિક સ્નાન પૂરું પાડે છે એક નબળા આશરે સાથે sonication. 20-40 W / L અને ખૂબ નોન-યુનિફોર્મ વિતરણ, અવાજ ચકાસણી પ્રકારના ઉપકરણો સરળતાથી દંપતી આશરે કરી શકો છો. 20.000 ડબલ્યુ / પ્રક્રિયા માધ્યમ l. આનો અર્થ એ થાય છે કે જે અવાજ ચકાસણી પ્રકારના ઉપકરણ કારણે 1000 ફેક્ટર (જથ્થા દીઠ 1000x ઊંચી ઉર્જા ઇનપુટ) દ્વારા અવાજ સ્નાન કરી શકતો ધ્યાન કેન્દ્રિત અને ગણવેશ અવાજ શક્તિ ઇનપુટ. સૌથી મહત્વપૂર્ણ sonication પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ ખાતરી પરિમાણો સંપૂર્ણપણે પ્રજનન પરિણામો અને રેખીય માપનીયતા પ્રક્રિયા પરિણામો.