היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

בדיקה מסוג Sonication לעומת אמבט Ultrasonic: השוואה יעילות

תהליכי Sonication יכולים להתבצע על ידי שימוש homogenizer קולי מסוג הבדיקה או באמבטיה קולית. אמנם, הוא הטכניקות ליישם אולטרסאונד כדי המדגם, ישנם הבדלים משמעותיים ביכולות אפקטיביות, יעילות בתהליך.

ההשפעות הרצויות מן ultrasonication של נוזלים – לְרַבּוֹת הומוגניות, פיזור, דגלומרציה, כִּרסוּם, תחליב, הוֹצָאָה, תְמוּגָה, הִתפּוֹרְרוּת ו השפעות sonochemical - נגרמים על ידי cavitation. על ידי החדרת אולטראסאונד מתח גבוה למדיום נוזלי, גלי הקול מועברים בנוזל ויוצרים מחזורי מתח לסירוגין (דחיסה) ולחץ נמוך (ריכוז), עם תעריפים בהתאם לתדירות. במהלך מחזור הלחץ הנמוך, גלים אולטראסוניים בעוצמה גבוהה יוצרים בועות ואקום קטנות או חללים בנוזל. כאשר הבועות משיגות נפח שבו הם כבר לא יכולים לספוג אנרגיה, הם מתמוטטים באלימות במהלך מחזור בלחץ גבוה. תופעה זו נקראת cavitation. במהלך הקריסה טמפרטורות גבוהות מאוד (כ -5,000 ק"מ) ולחצים (כ -2,000 מטר) מגיעים באופן מקומי. הקריסה של הבועה cavitation גם התוצאות סילון נוזלי של עד מהירות 280m / s. [Suslick 1998]

בועות Cavitation ניתן להבדיל בבועות יציבות חולפות. (לחץ להגדלה!)

Moholkar ואח. (2000) מצאו כי הבועות באזור של עוצמת cavitation הגבוהה עברו תנועה חולפת, בעוד הבועות באזור של עוצמת cavitation הנמוכה עברו תנועה תנודתית / יציבה. קריסת החולף של בועות מוליד מקסימום טמפרטורה ולחץ מקומי היא בשורש ההשפעות שנצפו אולטרסאונד על מערכות כימיות.
עוצמת ultrasonication היא פונקציה של קלט האנרגיה ואת שטח sonotrode. עבור השקעת אנרגיה נתונה חל: את פני השטח גדול יותר של sonotrode, הנמוך עוצמת אולטרסאונד.
גלי אולטרסאונד יכולים להיוצר על ידי סוגים שונים של מערכות קוליות. בחלק הבא, ההבדלים בין sonication באמצעות באמבטיה קולית, מכשיר בדיקה קולי בתוך כלי פתוח מכשיר בדיקה קולי עם תא תא זרימה יושווה.

השוואה בין התפלגות הנקודה החמה cavitational

באמבטיה קולית

באמבטיה קולית, cavitation מתרחשת אי-כתואמת ומופץ ללא שליטה באמצעות הטנק. השפעת sonication היא בעצימות נמוכות של ו לא אחיד התפשטות. את הדירות ויכולת הרחבה של התהליך הוא מאוד עניים.
התמונה למטה מראה את התוצאות של בדיקות רדיד במכל קולי. לכן, רדיד אלומיניום או פח דק מושם בתחתית טנק קולי מלא מים. לאחר sonication, סימני שחיקה יחידים גלויים. אלה כתמים מחוררים יחידים חורים בנייר לציין את הנקודות החמות cavitational. בשל אנרגיה נמוכה וה מְחוּספָּס הפצה של אולטרסאונד בתוך הטנק, סימני שחיקה להתרחש רק מבחינת מקום. לפיכך, אמבטיות קולים משמשות בעיקר עבור יישומי ניקוי.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" להתרחש מאוד לא אחיד. (לחץ להגדלה!)
הנתונים הבאים מציגים את ההתפלגות האחידה של נקודות חמות cavitational באמבטיה קולית. באיור. 2, אמבטיה עם שטח קרקעי 20×10 ס"מ נוצל.
cavitation האחידה באמבטיה קולית (לחץ להגדלה!)

עבור המדידות באיור. 3, באמבטיה קולית עם רווח של 12x10cm תחתון נוצלה.
האיור מציג את הפריסה המרחבית האחידה של הנקודות החמות הקוליות באמבטיה קולית. (לחץ להגדלה!)
שניהם המדידות מגלות כי החלוקה בתחום קרינת אולטרא ב הטנקים הקוליים היא מאוד לא אחידה.
המחקר של קרינת אולטרא במקומות שונים באמבטיה מציג הטיות מרחבית משמעותיות את עוצמת cavitation באמבטיה הקולית.

איור. 4 מתחת משווה את היעילות של באמבטיה קולית ואת מכשיר בדיקה קולי שהודגם הַדהָיָה של ויולט מתיל צבע אזו.
יעילות גבוהה על ידי sonication-סוג הבדיקה (לחץ להגדלה!)
Dhanalakshmi ואח. מצאו במחקרם כי קולי בדיקה מסוג יש מכשירים גבוה מקומי עוצמת לעומת מסוג טנק ומכאן, השפעות נקודתיות יותר, כפי שהוא מתואר באיור. 4. המשמעות בעצימות גבוהה יותר ויעילות של התהליך sonication.
התקנה קולית כפי שמוצג בתמונה 4, מאפשרת שליטה מלאה על הפרמטרים החשובים ביותר - משרעת, לחץ, טמפרטורה, צמיגות, ריכוז, נפח כור.

בדיקה-סוג sonication יעיל מאוד ויעיל קורות חיים sonicator אמבטיה

Probe-סוג sonication עם Uf200 ः t

צור קשר / בקש מידע נוסף

דבר איתנו על דרישות העיבוד שלך. נמליץ פרמטרי ההתקנה ועיבוד המתאימים ביותר עבור הפרויקט שלכם.





הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Pic 1: sonotrode אולטרסאונד משדר גלי קול לתוך הנוזל. האדים מתחת לפני השטח של sonotrode מציינים את אזור הנקודה החם cavitational.

יתרונות Probe-Sonication:

  • אִינטֶנסִיבִי
  • מְרוּכָּז
  • מלא לשליטה
  • הפצה אפילו
  • לשחזור
  • הסולם למעלה ליניארי
  • תצווה וב-קו

התקן בדיקה הקולית בתוך כוס פתוחה

כאשר דגימות sonicated באמצעות מכשיר בדיקה קולי, אזור sonication האינטנסיבי הוא ישירות מתחת sonotrode / הבדיקה. מרחק ההקרנה הקולי מוגבל לאזור מסוים של הקצה של sonotrode. (ראה pic.1)
תהליכים אולטרסאונד בכוסיות פתוחות בעיקר משמשים לבדיקות היתכנות עבור הכנת מדגם של כמויות קטנות יותר.

מכשיר בדיקה קולי במצב זרימה רציפה

תוצאות sonication המתוחכמות ביותר מושגות על ידי עיבוד רציף במצב זרימה דרך סגור. כל החומר מעובד על ידי אותה עוצמת אולטרסאונד כנתיב הזרימה וזמן שהייה בתא הכור הקולי נשלט.

עיבוד מוטבע אולטרסאונד עם כור תא זרימה (לחץ להגדלה!)

Pic. 4: מערכת אולטראסאונד 1kW UIP1000hd עם תא משאבת זרימה

תוצאות התהליך של עיבוד נוזל קולי עבור תצורת פרמטר נתונה הן פונקציה של האנרגיה לכל נפח מעובד. הפונקציה משתנה עם שינויים בפרמטרים בודדים. יתר על כן, את תפוקת החשמל בפועל ועוצמת לכל שטח הפנים של sonotrode של יחידת קולי תלוי פרמטרים.

הפרמטרים החשובים ביותר של עיבוד קולי כוללים משרעת (א), לחץ (עמ '), נפח הכור (VR), הטמפרטורה (T), ואת צמיגות (η).

השפעת cavitational של עיבוד קולי תלויה בעוצמת השטח אשר המתוארים על ידי משרעת (א), לחץ (עמ '), נפח הכור (VR), הטמפרטורה (T), צמיגות (η) ואחרים. סימני פלוס ומינוס מצביעים על השפעה חיובית או שלילית של הפרמטר הספציפי על עוצמת sonication.

על ידי שליטה על הפרמטר החשוב ביותר של תהליך sonication התהליך הוא דיר מלא והתוצאות שהושגו וניתן לשנותם ליניארי לחלוטין. סוגים שונים של sonotrodes ו כורה תא זרימה קולי מאפשרים התאמת לדרישות תהליך ספציפיות.

סיכום

בעוד באמבטיה קולית מספק חלש sonication עם כ. 20-40 W / L וגם מאוד לא אחיד הפצה, בדיקה מסוג קולי מכשירים יכולים כ זוג בקלות. 20.000 W / L לתוך מדיום המעובד. משמעות דבר היא כי מכשיר בדיקה מסוג קולי מצטיין באמבטיה קולית על ידי גורם של 1000 (1000x קלט אנרגיה גבוה יותר לכל נפח) עקב מְרוּכָּז ו מדים קלט כוח קולי. השליטה המלאה על sonication החשוב ביותר פרמטרים מבטיחה לחלוטין לשחזור תוצאות ואת מדרגיות לינארית תוצאות התהליך.

sonication עוצמה עם ultrasonicator בדיקה מסוג.

Pic.3: Sonication בתוך מבחנה פתוחה באמצעות מכשיר במעבדה קולי עם sonotrode / בדיקה

ספרות / הפניות

 

  • Dhanalakshmi, נ P .; Nagarajan, ר '(2011): גברת אולטרסאונד של ההתפרקות הכימית של מהתיל ויולט: מחקר ניסויי. ב: עולמות Acsd. Sci. הנדסת טק 2011, Vol.59, 537-542.
  • קיאני, H .; ג'אנג, Z. דלגדו, A .; שמש, D.-W. (2011): התגרענות סייעה אולטראסאונד של כמה מזונות מודל נוזלים ומוצקים במהלך ההקפאה. ב: Res מזון. Intl. 2011, Vol.44 / No.9, 2915-2921.
  • Moholkar, V. S .; סייבל, S. P .; פנדיט, א B. (2000): מיפוי עוצמת cavitation באמבטיה קולי באמצעות פליטה אקוסטית. ב: Aiche J. 2000, Vol.46 / מספר 4, 684-694.
  • Nascentes, ג ג .; קורן, M .; סוזה, ג S .; ארודה, M. א ז (2001): שימוש אמבטיות אולטרסאונד אנליטי יישומים: גישה חדשה עבור תנאי אופטימיזציה. ב: ג 'בראז. Chem. Soc. 2001, Vol.12 / No.1, 57-63.
  • סנטוס, H. M .; לודיירו, ג, Capelo-מרטינז, J.-L. (2009): The Power of אולטראסאונד. ב: אולטראסאונד בכימיה: Application אנליטית. (Ed. על ידי J.-L. Capelo-מרטינז). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, ק ס (1998): קירק-Othmer האנציקלופדיה של טכנולוגיה כימית; 4th Ed. ג'יי ויילי & בנים: ניו יורק, 1998, כרך א '. 26, 517-541.

 

צור קשר / בקש מידע נוסף

דבר איתנו על דרישות העיבוד שלך. נמליץ פרמטרי ההתקנה ועיבוד המתאימים ביותר עבור הפרויקט שלכם.





הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.




עובדות שראוי לדעת

homogenizers רקמות אולטרסאונד לעיתים קרובות מכונים sonicator בדיקה, סוניק lyser, המשבש אולטרסאונד, מטחנת קולי, סונו-ruptor, sonifier, dismembrator סוניק, משבש תא, disperser קולי או dissolver. המונחים השונים נובעים היישומים השונים שניתן למלאם sonication.