Ultrasonics: अनुप्रयोगों और प्रक्रियाओं

अल्ट्रासोनिकेशन कई अनुप्रयोगों के लिए एक उपयोगी तकनीक है, जैसे होमोजेनाइजेशन, विघटन, फैलाव, सोनोकेमिस्ट्री, डीगैसिंग या सफाई। नीचे, आपको विशिष्ट अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग और प्रक्रियाएं मिलेंगी।

प्रत्येक अनुप्रयोग पर अधिक जानकारी के लिए निम्न सूची के आइटम पर क्लिक करें.

• homogenizing
  • Dispersing और deagglomeration
  • पायसीकरण
  • गीले-मिलिंग और पीस
• विघटन
  • सेल निष्कर्षण
  • गर्म पानी कीटाणुशोधन
• sonochemistry
  • ट्रान्सएस्टरीफिकेशन (बायोडीजल)
• degassing
  • रिसाव का पता लगाने (बोतलें और डिब्बे)
• सफाई (तार / पट्टी)

अल्ट्रासोनिक Homogenizing

अल्ट्रासोनिक समरूपता एकरूपता और फैलाव स्थिरता में सुधार करने के लिए तरल में छोटे कणों को कम करते हैं। कण (फैलाव चरण) ठोस या तरल बूंदों को तरल चरण में निलंबित किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक समरूपता नरम और कठोर कणों की कमी के लिए बहुत कुशल है। Hielscher किसी भी तरल मात्रा के समरूपता के लिए और बैच या इनलाइन प्रसंस्करण के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उत्पादन करता है। प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उपयोग 1.5 mL से लगभग 4L तक की मात्रा के लिए किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक औद्योगिक उपकरण 0.5 से लगभग 2000L तक बैचों को संसाधित कर सकते हैं या प्रक्रिया विकास या उत्पादन में 0.1L से 20 घन मीटर प्रति घंटे तक प्रवाह दर कर सकते हैं
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अल्ट्रासोनिक डिसर्सिंग और डिग्लोमेशन

तरल पदार्थों में ठोस पदार्थों का फैलाव और डीग्ग्लोमेरेशन अल्ट्रासोनिक उपकरणों का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन उच्च कतरनी बलों को उत्पन्न करता है जो कण को तोड़ते हैं व्यक्तिगत, एकल बिखरे हुए कणों में समूह। तरल पदार्थों में पाउडर का मिश्रण विभिन्न उत्पादों के निर्माण में एक आम कदम है, जैसे पेंट, शैम्पू, पेय पदार्थ, या चमकाने मीडिया। व्यक्तिगत कणों को वैन-डेर-वाल्स-बलों और तरल सतह तनाव सहित विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रकृति के आकर्षण बलों द्वारा एक साथ आयोजित किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन इन आकर्षण ताकतों पर काबू पा लेता है ताकि कणों को तरल मीडिया में डीग्ग्लोमेरेट और तितर-बितर किया जा सके। तरल पदार्थों में पाउडर के फैलाव और deagglomeration के लिए, उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिकेशन उच्च दबाव समरूप, उच्च कतरनी मिक्सर या रोटर-स्टेटर-मिक्सर के लिए एक दिलचस्प विकल्प है।
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अल्ट्रासोनिक पायसीकारी

मध्यवर्ती और उपभोक्ता उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला, जैसे सौंदर्य प्रसाधन और त्वचा लोशन, दवा मलहम, वार्निश, पेंट और स्नेहक और ईंधन पूरी तरह से या पायस के हिस्से में आधारित हैं। पायस दो या अधिक अचूक तरल पदार्थों के फैलाव हैं। अत्यधिक गहन अल्ट्रासाउंड एक दूसरे चरण (निरंतर चरण) में छोटी बूंदों में तरल चरण (छितरने वाले चरण) को तितर-बितर करने के लिए पर्याप्त तीव्र कतरनी की आपूर्ति करता है। फैलाव क्षेत्र में, कैविटेशन बुलबुले बिखर आसपास के तरल में गहन सदमे तरंगों का कारण बनते हैं और परिणामस्वरूप उच्च तरल वेग (उच्च कतरनी) के तरल जेट विमानों का गठन होता है। अल्ट्रासोनिकेशन 1 माइक्रोन (माइक्रो-पायस) से नीचे एक मतलब बूंद आकार प्राप्त कर सकता है।
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अल्ट्रासोनिक गीला-मिलिंग और पीस

अल्ट्रासोनिकेशन गीले-मिलिंग और कणों के माइक्रो-पीसने के लिए एक कुशल साधन है। विशेष रूप से अति सूक्ष्म आकार के स्लरी के निर्माण के लिए, अल्ट्रासाउंड के कई फायदे हैं। यह पारंपरिक आकार कटौती उपकरण से बेहतर है, जैसे: कोलॉयड मिलें (जैसे बॉल मिलें, मनका मिलें), डिस्क मिलें या जेट मिलें। अल्ट्रासोनिकेशन उच्च एकाग्रता और उच्च चिपचिपाहट घोल को संसाधित कर सकता है - इसलिए मात्रा को संसाधित करने के लिए कम किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक मिलिंग माइक्रोन आकार और नैनो आकार की सामग्री, जैसे सिरेमिक, पिगमेंट, बेरियम सल्फेट, कैल्शियम कार्बोनेट या धातु ऑक्साइड प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।
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अल्ट्रासोनिक सेल विघटन

अल्ट्रासोनिक उपचार रेशेदार, सेल्यूलोसिक सामग्री को बारीक कणों में विघटित कर सकता है और कोशिका संरचना की दीवारों को तोड़ सकता है। यह इंट्रा-सेलुलर सामग्री का अधिक रिलीज करता है, जैसे स्टार्च या चीनी तरल में। इस प्रभाव का उपयोग किण्वन, पाचन और कार्बनिक पदार्थ की अन्य रूपांतरण प्रक्रियाओं के लिए किया जा सकता है। मिलिंग और पीसने के बाद, अल्ट्रासोनिकेशन इंट्रा-सेलुलर सामग्री का अधिक बनाता है जैसे स्टार्च के साथ-साथ कोशिका दीवार मलबे एंजाइमों के लिए उपलब्ध है जो स्टार्च को शर्करा में परिवर्तित करते हैं। यह द्रवीकरण या सैच्रिफिकेशन के दौरान एंजाइमों के संपर्क में आने वाले सतह क्षेत्र को भी बढ़ाता है। यह आम तौर पर खमीर किण्वन और अन्य रूपांतरण प्रक्रियाओं की गति और उपज में वृद्धि करता है, उदाहरण के लिए बायोमास से इथेनॉल उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए।
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अल्ट्रासोनिक सेल निष्कर्षण

कोशिकाओं और उपकोशिकीय कणों में संग्रहित एंजाइमों और प्रोटीन का निष्कर्षण उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला अनुप्रयोग है। पौधों या बीजों के भीतर निहित कार्बनिक यौगिकों के विलायक निष्कर्षण में काफी सुधार किया जा सकता है। अल्ट्रासाउंड को उपन्यास संभावित बायोएक्टिव घटकों के निष्कर्षण और अलगाव में संभावित लाभ होता है, उदाहरण के लिए वर्तमान प्रक्रियाओं में गठित गैर-उपयोग किए गए उप-उत्पाद धाराओं से। अल्ट्रासोनिकेशन प्रयोगशाला और उत्पादन पैमाने पर वनस्पति निष्कर्षण के लिए एक बहुत प्रभावी तकनीक है।
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Ultrasonics के Sonochemical आवेदन

सोनोकेमिस्ट्री रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं के लिए अल्ट्रासाउंड का अनुप्रयोग है। तरल पदार्थ में सोनोकेमिकल प्रभाव पैदा करने वाला तंत्र ध्वनिक कैविटेशन की घटना है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं के लिए सोनोकेमिकल प्रभावों में प्रतिक्रिया गति या उत्पादन में वृद्धि, अधिक कुशल ऊर्जा उपयोग, चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक के प्रदर्शन में सुधार, धातुओं और ठोसओं की सक्रियता या अभिकर्मकों या उत्प्रेरक की प्रतिक्रियाशीलता में वृद्धि शामिल है।
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बायोडीजल के लिए तेल की अल्ट्रासोनिक ट्रान्सएस्टरीफिकेशन

Ultrasonication रासायनिक प्रतिक्रिया की गति और वनस्पति तेल और पशु वसा की ट्रान्सएस्टरीफिकेशन बायोडीजल में की उपज बढ़ जाती है। यह सतत प्रवाह प्रसंस्करण के लिए बैच प्रोसेसिंग से उत्पादन को बदलने की अनुमति देता है और यह निवेश और परिचालन लागत को कम कर देता है। वनस्पति तेल या पशु वसा, से जैव-डीजल के विनिर्माण इसी मिथाइल एस्टर या एथिल एस्टर देने के लिए मेथनॉल या इथेनॉल के साथ फैटी एसिड के आधार उत्प्रेरित ट्रान्सएस्टरीफिकेशन शामिल है। Ultrasonication 99% से अधिक की जैव-डीजल उपज प्राप्त कर सकते हैं। अल्ट्रासाउंड प्रसंस्करण समय और जुदाई समय काफी कम कर देता है।
बायोडीजल में तेल की ultrasonically सहायता प्रदान की ट्रान्सएस्टरीफिकेशन के बारे में अधिक पढ़ने के लिए यहां क्लिक करें!

तरल पदार्थ की अल्ट्रासोनिक Degassing

तरल पदार्थ की degassing अल्ट्रासोनिक उपकरण का एक दिलचस्प आवेदन है। इस मामले में अल्ट्रासाउंड तरल से छोटे निलंबित गैस बुलबुले दूर करता है और प्राकृतिक संतुलन स्तर से नीचे भंग गैस का स्तर कम कर देता है।
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बोतलें और रिसाव का पता लगाने के लिए डिब्बे के sonication

आप लीक के लिए डिब्बे और बोतलों की जांच करने के लिए बॉटलिंग और फिलिंग मशीनों में अल्ट्रासोनिक डिवाइस स्थापित कर सकते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड की तात्कालिक रिहाई कार्बोनेटेड पेय पदार्थों से भरे कंटेनरों के अल्ट्रासोनिक रिसाव परीक्षणों का निर्णायक प्रभाव है।
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गर्म पानी प्रणाली की सतत कीटाणुशोधन

गर्म पानी की प्रणालियों में खतरनाक लीजोनेला बैक्टीरिया से लड़ने और एक सुरक्षित वर्षा वातावरण को सुरक्षित करने के लिए ग्रुएनबेक कंपनी ने जीनो-ब्रेक सिस्टम विकसित किया है। यह सिस्टम यूवी-सी लाइट के साथ कॉम्बिनेशन में हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक तकनीक का इस्तेमाल करता है।
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अल्ट्रासोनिक तार, केबल और पट्टी सफाई

अल्ट्रासोनिक सफाई इस तरह के तार और केबल, टेप या ट्यूब के रूप में निरंतर सामग्री, की सफाई के लिए एक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प है । शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक कैविटेशन का प्रभाव सामग्री की सतह से तेल या तेल, साबुन, स्टेरेट या धूल जैसे स्नेहन अवशेषों को हटा देता है।
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अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण के बारे में सामान्य जानकारी

अल्ट्रासोनिकेशन एक पूरी तरह से वाणिज्यिक प्रसंस्करण तकनीक है। उच्च विश्वसनीयता और तराजू के साथ-साथ कम रखरखाव लागत और उच्च ऊर्जा दक्षता अल्ट्रासोनिक उपकरणों को पारंपरिक तरल प्रसंस्करण उपकरणों के लिए एक अच्छा विकल्प बनाती है। अल्ट्रासाउंड अतिरिक्त रोमांचक अवसर प्रदान करता है: कैविटेशन - मूल अल्ट्रासोनिक प्रभाव - जैविक, रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं में अद्वितीय परिणाम पैदा करता है।

जबकि कम तीव्रता या उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड मुख्य रूप से विश्लेषण, गैर विनाशकारी परीक्षण और इमेजिंग के लिए प्रयोग किया जाता है, उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड मिश्रण, पायस, फैलाव और deagglomeration, सेल विघटन या एंजाइम निष्क्रियता के रूप में तरल पदार्थ के प्रसंस्करण के लिए प्रयोग किया जाता है । जब उच्च तीव्रता पर तरल पदार्थ सोनिकेट, ध्वनि तरंगों तरल मीडिया के माध्यम से प्रचारित । इसके परिणामस्वरूप आवृत्ति के आधार पर दरों के साथ उच्च-दबाव (संपीड़न) और निम्न-ददव (दुर्लभ) चक्र बारी-बारी से होते हैं। कम दबाव चक्र के दौरान, उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे वैक्यूम बुलबुले या शून्य बनाती हैं। जब बुलबुले एक मात्रा प्राप्त करते हैं जिस पर वे अब ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, तो वे उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से गिर जाते हैं। इस घटना को कैविटेशन कहा जाता है। विविधता के दौरान बहुत अधिक तापमान (लगभग 5,000K) और दबाव (लगभग 2,000atm) स्थानीय रूप से पहुंच रहे हैं। कैविटेशन बुलबुले की विविधता के परिणामस्वरूप 280 मीटर प्रति सेकंड वेग तक तरल जेट भी होते हैं।

तरल पदार्थों में अल्ट्रासोनिक कैविटेशन तेजी से और पूर्ण डिगैसिंग का कारण बन सकता है; मुक्त रासायनिक आयनों (कण) पैदा करके विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करें; प्रतिक्रियाओं के मिश्रण को सुविधाजनक बनाकर रासायनिक प्रतिक्रियाओं में तेजी लाएं; समुच्चय को फैलाकर या पॉलीमेरिक चेन में रासायनिक बांड को स्थायी रूप से तोड़कर बहुलकीकरण और अपोर्मीकरण प्रतिक्रियाओं को बढ़ाएं; पायसीकरण दरों में वृद्धि; प्रसार दरों में सुधार; माइक्रोन आकार या नैनो आकार की सामग्रियों के अत्यधिक केंद्रित पायस या एक समान फैलाव का उत्पादन; जानवर, पौधे, खमीर, या जीवाणु कोशिकाओं से एंजाइमों जैसे पदार्थों के निष्कर्षण में सहायता करें; संक्रमित ऊतकों से वायरस को हटा दें; और अंत में, सूक्ष्म जीवों सहित अतिसंवेदनशील कणों को इरोड और तोड़ देते हैं। (कुलदीलोक 2002)

उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड कम चिपचिपाहट तरल पदार्थों में हिंसक आंदोलन पैदा करते हैं, जिसका उपयोग तरल पदार्थों में सामग्री को फैलाने के लिए किया जा सकता है। (एन्सिंगर, 1988) तरल / ठोस या गैस / ठोस इंटरफेस में गुहिकायन बुलबुले के असममित विविधता चरम turbulences कि प्रसार सीमा परत को कम कर सकते हैं, संवहन जन स्थानांतरण में वृद्धि, और काफी प्रणालियों में प्रसार में तेजी लाने के जहां साधारण मिश्रण संभव नहीं है। (Nyborg, 1965)