तरल पदार्थों में ठोस पदार्थों का फैलाव और विघटन पावर अल्ट्रासाउंड और जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है। अल्ट्रासोनिक गुहिकायन असाधारण रूप से उच्च कतरनी उत्पन्न करता है जो कण समूह को एकल छितरी हुई कणों में तोड़ता है। अपने स्थानीय रूप से केंद्रित उच्च कतरनी बलों के कारण, सोनिकेशन प्रयोग, अनुसंधान और विकास और निश्चित रूप से औद्योगिक उत्पादन के लिए मिरकॉन- और नैनो-आकार के फैलाव का उत्पादन करने के लिए आदर्श है।

तरल पदार्थों में पाउडर का मिश्रण विभिन्न उत्पादों, जैसे पेंट, स्याही, सौंदर्य प्रसाधन, पेय पदार्थ, हाइड्रोगेल, या पॉलिशिंग मीडिया के निर्माण में एक आम कदम है। अलग-अलग कणों को विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रकृति के आकर्षण बलों द्वारा एक साथ रखा जाता है, जिसमें वैन डेर वाल्स बल और तरल सतह तनाव शामिल हैं। यह प्रभाव पॉलिमर या रेजिन जैसे उच्च चिपचिपाहट तरल पदार्थ के लिए मजबूत है। कणों को तरल मीडिया में विभाजित करने और फैलाने के लिए आकर्षण बलों को दूर किया जाना चाहिए। नीचे पढ़ें कि अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र प्रयोगशाला और उद्योग में सबमाइक्रोन- और नैनो-आकार के कणों के फैलाव के लिए बेहतर फैलाने वाले उपकरण क्यों हैं।

तरल पदार्थों में ठोस पदार्थों का अल्ट्रासोनिक फैलाव

अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का कार्य सिद्धांत ध्वनिक गुहिकायन की घटना पर आधारित है। ध्वनिक गुहिकायन को तीव्र शारीरिक बल बनाने के लिए जाना जाता है, जिसमें बहुत मजबूत कतरनी बल शामिल हैं। यांत्रिक तनाव का अनुप्रयोग कण समूहों को अलग करता है। इसके अलावा, कणों के बीच तरल दबाया जाता है।
तरल पदार्थों में पाउडर के फैलाव के लिए, विभिन्न प्रौद्योगिकियां जैसे उच्च दबाव होमोजेनाइज़र, आंदोलनकारी मोती मिल, जेट मिलों और रोटर-स्टेटर-मिक्सर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। हालांकि अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों के महत्वपूर्ण फायदे हैं। नीचे पढ़ें कि अल्ट्रासोनिक फैलाव कैसे काम करता है और अल्ट्रासोनिक फैलाव के फायदे क्या हैं।

 

 

अल्ट्रासोनिक कैविटेशन और फैलाव का कार्य सिद्धांत

सोनिकेशन के दौरान, उच्च आवृत्ति ध्वनि तरंगें तरल माध्यम में संपीड़न और दुर्लभता के वैकल्पिक क्षेत्रों का निर्माण करती हैं। जैसे ही ध्वनि तरंगें माध्यम से गुजरती हैं, वे बुलबुले पैदा करती हैं जो तेजी से फैलती हैं और फिर हिंसक रूप से ढह जाती हैं। इस प्रक्रिया को ध्वनिक गुहिकायन कहा जाता है। बुलबुले का पतन उच्च दबाव वाली शॉक तरंगों, माइक्रोजेट और कतरन बलों को उत्पन्न करता है जो बड़े कणों और समूहों को छोटे कणों में तोड़ सकते हैं। अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रक्रियाओं में, फैलाव में कण स्वयं मिलिंग माध्यम के रूप में कार्य करते हैं। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कतरनी बलों द्वारा त्वरित, कण एक दूसरे से टकराते हैं और छोटे टुकड़ों में बिखर जाते हैं। चूंकि अल्ट्रासोनिक रूप से उपचारित फैलाव में कोई मोती या मोती नहीं जोड़ा जाता है, इसलिए मिलिंग मीडिया के साथ-साथ संदूषण के समय लेने वाले और श्रम-तीव्र पृथक्करण और सफाई से पूरी तरह से बचा जाता है।
यह सोनिकेशन को कणों को फैलाने और विघटित करने में इतना प्रभावी बनाता है, यहां तक कि उन लोगों को भी जो अन्य तरीकों से तोड़ना मुश्किल है। इसके परिणामस्वरूप कणों का अधिक समान वितरण होता है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता और प्रदर्शन में सुधार होता है।
इसके अलावा, सोनिकेशन नैनोमैटेरियल्स जैसे नैनोस्फीयर, नैनोक्रिस्टल, नैनोशीट्स, नैनोफाइबर, नैनोवायर्स, कोर-शेल कणों और अन्य जटिल संरचनाओं को आसानी से संभाल, फैला और संश्लेषित कर सकता है।
इसके अलावा, सोनिकेशन अपेक्षाकृत कम समय सीमा में किया जा सकता है, जो अन्य फैलाव तकनीकों पर एक बड़ा लाभ है।

वैकल्पिक मिश्रण प्रौद्योगिकियों पर अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों के लाभ

अल्ट्रासोनिक फैलाव वैकल्पिक मिश्रण प्रौद्योगिकियों जैसे उच्च दबाव होमोजेनाइज़र, बीड मिलिंग या रोटर-स्टेटर मिश्रण पर कई फायदे प्रदान करते हैं। सबसे प्रमुख लाभों में से कुछ में शामिल हैं:

• बेहतर कण आकार में कमी: अल्ट्रासोनिक फैलाने वाले नैनोमीटर रेंज में कण आकार को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं, जो कई अन्य मिश्रण प्रौद्योगिकियों के साथ संभव नहीं है। यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जहां एक ठीक कण आकार महत्वपूर्ण है।
• तेजी से मिश्रण: अल्ट्रासोनिक फैलाने वाले कई अन्य तकनीकों की तुलना में तेजी से सामग्री को मिला और फैला सकते हैं, जो समय बचाता है और उत्पादकता बढ़ाता है।
• कोई संदूषण नहीं: अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों को मोतियों या मोती जैसे मिलिंग मीडिया के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, जो घर्षण द्वारा फैलाव को दूषित करते हैं।
• बेहतर उत्पाद की गुणवत्ता: अल्ट्रासोनिक फैलाने वाले अधिक समान मिश्रण और निलंबन का उत्पादन कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर उत्पाद की गुणवत्ता और स्थिरता होती है। विशेष रूप से प्रवाह-थ्रू मोड में, फैलाव घोल अल्ट्रासोनिक कैविटेशन ज़ोन को अत्यधिक नियंत्रित तरीके से गुजरता है जो एक बहुत ही समान उपचार सुनिश्चित करता है।
• कम ऊर्जा की खपत: अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों को आमतौर पर अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो परिचालन लागत को कम करती है।
• बहुमुखी प्रतिभा: अल्ट्रासोनिक फैलाने वालों का उपयोग होमोजेनाइजेशन, पायसीकरण, फैलाव और जनसमूह सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए किया जा सकता है। वे अपघर्षक सामग्री, फाइबर, संक्षारक तरल पदार्थ और यहां तक कि गैसों सहित विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को भी संभाल सकते हैं।

इन प्रक्रिया लाभों के साथ-साथ विश्वसनीयता और सरल संचालन के कारण, अल्ट्रासोनिक डिस्पर्सर वैकल्पिक मिश्रण प्रौद्योगिकियों से आगे निकल जाते हैं, जिससे उन्हें कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बना दिया जाता है।

किसी भी पैमाने में अल्ट्रासोनिक फैलाव और विघटन

Hielscher बैच या इनलाइनप्रोसेसिंग के लिए किसी भी मात्रा के फैलाव और विघटन के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरण प्रदान करता है। अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला उपकरणों का उपयोग 1.5 एमएल से लगभग 2 एल तक की मात्रा के लिए किया जाता है। औद्योगिक अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उपयोग 0.5 से लगभग 2000 एल तक बैचों के लिए प्रक्रिया विकास और उत्पादन में किया जाता है या प्रवाह दर 0.1 एल से 20 वर्ग मीटर प्रति घंटे तक होती है।

Hielscher Ultrasonics औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत अधिक आयाम प्रदान कर सकते हैं जिससे नैनो-स्केल पर मज़बूती से कणों को फैलाया और मिलिंग किया जा सकता है। 24/7 ऑपरेशन में 200 μm तक के आयाम आसानी से लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रॉड्स उपलब्ध हैं।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

अल्ट्रासोनिक फैलाव के लाभ: स्केल करने में आसान

अन्य फैलाने वाली प्रौद्योगिकियों से अलग, अल्ट्रासोनिकेशन को प्रयोगशाला से उत्पादन आकार तक आसानी से बढ़ाया जा सकता है। प्रयोगशाला परीक्षण आवश्यक उपकरण आकार को सटीक रूप से चुनने की अनुमति देगा। जब अंतिम पैमाने पर उपयोग किया जाता है, तो प्रक्रिया के परिणाम प्रयोगशाला परिणामों के समान होते हैं।

अल्ट्रासोनिकेटर: मजबूत और साफ करने में आसान

अल्ट्रासोनिक शक्ति को सोनोट्रोड के माध्यम से तरल में प्रेषित किया जाता है। यह एक आम तौर पर रोटरी सममित भाग है, जो ठोस विमान की गुणवत्ता टाइटेनियम से मशीनीकृत है। यह एकमात्र गतिशील / कंपन गीला हिस्सा भी है। यह एकमात्र हिस्सा है, जो पहनने के अधीन है और इसे आसानी से मिनटों के भीतर बदला जा सकता है। दोलन-डिकपलिंग फ्लैंज किसी भी अभिविन्यास में खुले या बंद प्रेसुरिज़ेबल कंटेनर या प्रवाह कोशिकाओं में सोनोट्रोड को माउंट करने की अनुमति देते हैं। किसी बियरिंग की जरूरत नहीं है। अन्य सभी गीले भाग आम तौर पर स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं। फ्लो सेल रिएक्टरों में सरल ज्यामिति होती है और इसे आसानी से अलग और साफ किया जा सकता है, उदाहरण के लिए फ्लशिंग और पोंछकर। कोई छोटे छिद्र या छिपे हुए कोने नहीं हैं।

प्लेस में अल्ट्रासोनिक क्लीनर

अल्ट्रासाउंड अपने सफाई अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है, जैसे कि सतह, भाग की सफाई। अनुप्रयोगों को फैलाने के लिए उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासोनिक तीव्रता विशिष्ट अल्ट्रासोनिक सफाई की तुलना में बहुत अधिक है। जब अल्ट्रासोनिक डिवाइस के गीले हिस्सों की सफाई की बात आती है, तो अल्ट्रासोनिक शक्ति का उपयोग फ्लशिंग और कुल्ला के दौरान सफाई में सहायता के लिए किया जा सकता है, क्योंकि अल्ट्रासोनिक / ध्वनिक गुहिकायन सोनोट्रोड और प्रवाह सेल की दीवारों से कणों और तरल अवशेषों को हटा देता है।

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साहित्य/संदर्भ

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