Akustična i hidrodinamička kavitacija u primjenama miješanja

Kavitacija za miješanje i umješavanje: Postoji li razlika između akustične i hidrodinamičke kavitacije? I zašto bi jedna kavitacijska tehnologija mogla biti bolja za vaš proces?
Akustična kavitacija – poznata i kao ultrazvučna kavitacija – i hidrodinamička kavitacija oblici su kavitacije, procesa rasta i kolapsa vakuumskih šupljina u tekućini. Akustična kavitacija nastaje kada se tekućina izloži ultrazvučnim valovima visokog intenziteta, dok hidrodinamička kavitacija nastaje kada tekućina struji kroz suženje ili oko prepreke (npr. Venturijeve mlaznice), što uzrokuje pad tlaka i nastanak parnih šupljina.
Kavitacijske smične sile upotrebljavaju se za homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulgiranje i razaranje stanica te za pokretanje i intenziviranje kemijskih reakcija.

Iako se tehnike akustične i hidrodinamičke kavitacije koriste istom pojavom i učinkom kolapsa kavitacijskih mjehurića, postoji znatna razlika između tih dviju tehnika, pri čemu se kavitacija stvara ultrazvukom ili s pomoću Venturijevih mlaznica.

Intenzivna ultrazvučna obrada stvara kavitacijske mjehuriće u vodi. Naknadni kolaps kavitacijskih mjehurića stvara izrazito snažno mehaničko smicanje u tekućini. Taj učinak razara stanice, primjerice pri ekstrakciji biljnih sirovina, ili usitnjava kapljice ulja u vodi na vrlo male veličine (emulgiranje). Kavitacijski učinak čini ultrazvučne homogenizatore Hielscher vrlo učinkovitim sredstvom za dispergiranje, homogenizaciju, emulgiranje i ekstrakciju. Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde snage od 50 vata do 16000 vata za ultrazvučne procese u laboratoriju i proizvodnji punog kapaciteta.

Ovdje saznajte koje su razlike između akustične i hidrodinamičke kavitacije i zašto biste za svoj proces koji se temelji na kavitaciji mogli odabrati ultrazvučni uređaj sa sondom:

Prednosti akustične kavitacije u odnosu na hidrodinamičku kavitaciju

1. Veća učinkovitost: Akustična kavitacija općenito je učinkovitija u stvaranju vakuumskih šupljina jer je energija potrebna za stvaranje kavitacije obično manja nego kod hidrodinamičke kavitacije. Stoga su kavitatori i kavitacijski reaktori koji se temelje na ultrazvuku energetski učinkovitiji i ekonomičniji. Ultrazvuk je energetski najučinkovitija metoda stvaranja kavitacije. Akustična / ultrazvučna kavitacija koju stvaraju ultrazvučni uređaji sa sondom sprječava nastanak nepotrebnog trenja. Ultrazvučna sonda oscilira okomito i tako sprječava nastanak nepotrebnog trenja kojim se rasipa energija. Za razliku od akustične kavitacije, hidrodinamička kavitacija za stvaranje kavitacije upotrebljava sustave rotor–stator ili sustave s mlaznicama. Obje tehnike – sustavi rotor–stator i mlaznice – uzrokuju trenje jer motor mora pokretati velike mehaničke dijelove. Ako se u istraživanjima tvrdi da je hidrodinamička kavitacija energetski učinkovita, u obzir se uzima samo nazivna snaga odgovarajuće tehnologije, a zanemaruje se stvarna potrošnja energije. U tim se istraživanjima obično ne uzima u obzir gubitak energije zbog trenja, koji je dobro poznat i neželjen učinak tehnologija hidrodinamičke kavitacije.
2. Veća kontrola: Akustičnu kavitaciju moguće je lakše kontrolirati i regulirati jer se intenzitet ultrazvučnih valova može precizno prilagoditi kako bi se postigla željena razina kavitacije. Nasuprot tome, hidrodinamičku kavitaciju teže je kontrolirati jer ovisi o karakteristikama strujanja tekućine i geometriji suženja ili prepreke. Osim toga, mlaznice su sklone začepljenju, što dovodi do prekida procesa i čišćenja koje zahtijeva mnogo rada.
3. Mogućnost obrade gotovo svih materijala: Dok Venturijeva mlaznica i drugi hidrodinamički protočni reaktori imaju poteškoća s obradom krutih tvari, a osobito abrazivnih materijala, ultrazvučni kavitatori mogu pouzdano obrađivati gotovo sve vrste materijala. Ultrazvučni kavitacijski reaktori mogu bez začepljenja homogenizirati čak i smjese s visokim udjelom krutih tvari, abrazivne čestice i vlaknaste materijale.
4. Veća stabilnost: Akustična kavitacija općenito je stabilnija od hidrodinamičke kavitacije jer su parne šupljine nastale akustičnom kavitacijom obično ravnomjernije raspoređene u cijeloj tekućini. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija može stvarati parne šupljine koje su izrazito lokalizirane i mogu dovesti do neujednačenih ili nestabilnih obrazaca strujanja.
5. Veća svestranost: Akustična / ultrazvučna kavitacija može se upotrebljavati u širokom rasponu primjena, uključujući homogenizaciju, miješanje, dispergiranje, emulgiranje, ekstrakciju, lizu i razaranje stanica te sonokemiju. Nasuprot tome, hidrodinamička kavitacija prvenstveno je namijenjena regulaciji protoka i primjenama u mehanici fluida.
   Općenito, akustična kavitacija pruža 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 ultrazvučne sonde i kavitacijske reaktore industrijske kvalitete. Svi ultrazvučni uređaji i kavitacijski reaktori Hielscher projektirani su za primjene visokog intenziteta i rad 24/7 pod punim opterećenjem.
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj
Ultrazvučni kavitatori Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i projektiranja. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih kavitatora u industrijska postrojenja. Ultrazvučni kavitatori Hielscher lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics tvrtka je s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji se odlikuju najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnošću uporabe. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su zahtjevima za oznaku CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Zašto Hielscher Ultrasonics?

• visoka učinkovitost
• najsuvremenija tehnologija
• pouzdanost i robusnost
• šaržna obrada i obrada u liniji
• za svaki volumen – od malih bočica do količina koje odgovaraju kamionskim teretima na sat
• znanstveno dokazano
• inteligentan softver
• pametne funkcije (npr. bilježenje podataka)
• CIP (čišćenje na mjestu)
• jednostavno i sigurno rukovanje
• jednostavna ugradnja, mali zahtjevi za održavanjem
• ekonomska isplativost (manje radne snage, vremena obrade i energije)

Ako vas zanimaju tehnika ultrazvučne kavitacije, procesi i sustavi ultrazvučnih kavitatora spremni za rad, obratite nam se sada. Naše osoblje s dugogodišnjim iskustvom rado će s vama razgovarati o vašoj primjeni!

Tablica u nastavku daje okvirni pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: