Akustična naspram hidrodinamičke kavitacije za primjene miješanja
Kavitacija za miješanje i miješanje: Postoji li razlika između akustične i hidrodinamičke kavitacije? I zašto bi jedna tehnologija kavitacije mogla biti bolja za vaš proces?
akustična kavitacija – također poznata kao ultrazvučna kavitacija – i hidrodinamička kavitacija su oba oblika kavitacije, što je proces rasta i kolapsa vakuumskih šupljina u tekućini. Akustična kavitacija nastaje kada je tekućina podvrgnuta ultrazvučnim valovima visokog intenziteta, dok se hidrodinamička kavitacija javlja kada tekućina struji kroz suženje ili oko prepreke (npr. Venturijeva mlaznica), uzrokujući pad tlaka i stvaranje parnih šupljina.
Kavitacijske sile smicanja koriste se za homogeniziranje, miješanje, dispergiranje, emulgiranje, razbijanje stanica kao i za pokretanje i intenziviranje kemijskih reakcija.
Ultrazvučna kavitacija na sondi kaskatrode ultrazvučnog uređaja UIP1000hdT (1000 watta, 20 kHz) u staklenom reaktoru.
Ovdje saznajte koje su razlike između akustične i hidrodinamičke kavitacije i zašto biste mogli odabrati ultrazvučni uređaj tipa sonde za svoj proces pokretan kavitacijom:
Prednosti akustične kavitacije u odnosu na hidrodinamičku kavitaciju
- Učinkovitije: Akustična kavitacija općenito je učinkovitija u stvaranju vakuumskih šupljina, budući da je energija potrebna za stvaranje kavitacije obično manja nego kod hidrodinamičke kavitacije. Stoga su kavitatori i kavitacijski reaktori na bazi ultrazvuka energetski učinkovitiji i ekonomičniji. Ultrazvuk je energetski najučinkovitija metoda za stvaranje kavitacije. Akustična / ultrazvučna kavitacija koju generiraju sonde-ultrasonicators sprječava stvaranje nepotrebnog trenja. Ultrazvučna sonda oscilira okomito sprječavajući stvaranje nepotrebnog trenja koje troši energiju. Za razliku od akustične kavitacije, hidrodinamička kavitacija koristi sustave rotor-stator ili mlaznice za stvaranje kavitacije. Obje tehnike – rotor-statori i mlaznice – uzrokovati trenje jer motor mora pokretati velike mehaničke dijelove. Ako studije tvrde energetsku učinkovitost hidrodinamičkih kavitacija, one uzimaju u obzir samo nazivnu snagu dotične tehnologije i zanemaruju stvarnu potrošnju energije. Te studije obično ne uzimaju u obzir gubitak energije trenja koji je dobro poznat i neželjen učinak tehnologija hidrodinamičke kavitacije.
- Veća kontrola: Akustična kavitacija može se lakše kontrolirati i regulirati, jer se intenzitet ultrazvučnih valova može precizno prilagoditi kako bi se proizvela željena razina kavitacije. Nasuprot tome, hidrodinamičku kavitaciju je teže kontrolirati, budući da ovisi o karakteristikama protoka tekućine i geometriji suženja ili prepreke. Dodatno, mlaznice su sklone začepljenju, što rezultira prekidima procesa i napornim čišćenjem.
- Može rukovati gotovo svim materijalima: Dok Venturi mlaznica i drugi hidrodinamički protočni reaktori imaju poteškoća s rukovanjem krutim tvarima, a posebno abrazivnim materijalima, ultrazvučni kavitatori mogu pouzdano obraditi gotovo sve vrste materijala. Ultrazvučni kavitacijski reaktori mogu homogenizirati čak i velika čvrsta opterećenja, abrazivne čestice i vlaknaste materijale bez začepljenja.
- Veća stabilnost: Akustična kavitacija općenito je stabilnija od hidrodinamičke kavitacije, budući da parne šupljine nastale akustičnom kavitacijom imaju tendenciju da budu ravnomjernije raspoređene po tekućini. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija može proizvesti parne šupljine koje su vrlo lokalizirane i mogu dovesti do neravnomjernog ili nestabilnog strujanja.
- Veća svestranost: akustična/ultrazvučna kavitacija može se koristiti u širokom rasponu primjena, uključujući homogenizaciju, miješanje, disperziju, emulzifikaciju, ekstrakciju, lizu i dezintegraciju stanica kao i za sonokemiju. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija prvenstveno je dizajnirana za kontrolu protoka i primjene u mehanici fluida.
Sve u svemu, akustična kavitacija nudi veću kontrolu, učinkovitost, stabilnost i svestranost u usporedbi s hidrodinamičkom kavitacijom, što je čini vrlo korisnom tehnikom za brojne industrijske primjene.
Ultrazvučni kavitacijski reaktori
Hielscher Ultrasonics nudi vam razne industrijske ultrazvučne sonde i kavitacijske reaktore. Svi Hielscher ultrasonicators i kavitacijski reaktori dizajnirani su za aplikacije visokog intenziteta i 24/7 rad pod punim opterećenjem.
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrazvučni kavitatori dobro su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih kavitatora u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrazvučnim kavitatorima.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Zašto Hielscher Ultrasonics?
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- serija & u redu
- za bilo koji volumen – od malih bočica do punjenja kamiona po satu
- znanstveno dokazano
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. protokoliranje podataka)
- CIP (čišćenje na mjestu)
- jednostavan i siguran rad
- jednostavna instalacija, malo održavanja
- ekonomski isplativo (manje radne snage, vremena obrade, energije)
Ako ste zainteresirani za tehniku ultrazvučne kavitacije, procese i sustave ultrazvučnih kavitatora spremnih za rad, obratite nam se. Naše dugogodišnje iskusno osoblje rado će s vama razgovarati o vašoj prijavi!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Braeutigam, Patrick (2015): Degradation of Organic Micropollutants by Hydrodynamic and/or Acoustic Cavitation. In: Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Springer 2015.
- Abhinav Priyadarshi, Mohammad Khavari, Tungky Subroto, Marcello Conte, Paul Prentice, Koulis Pericleous, Dmitry Eskin, John Durodola, Iakovos Tzanakis (2021): On the governing fragmentation mechanism of primary intermetallics by induced cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 70, 2021.
- Mottyll, S.; Skoda, R. (2015): Numerical 3D flow simulation of attached cavitation structures at ultrasonic horn tips and statistical evaluation of flow aggressiveness via load collectives. Journal of Physics: Conference Series, Volume 656, 9th International Symposium on Cavitation (CAV2015) 6–10 December 2015, Lausanne, Switzerland.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.