Akusztikus és hidrodinamikai kavitáció keverési alkalmazásokhoz

Kavitáció keveréshez és elegyítéshez: Van különbség az akusztikus és a hidrodinamikai kavitáció között? És miért lehet az egyik kavitációs technológia jobb az Ön eljárásához?
Az akusztikus kavitáció – más néven ultrahangos kavitáció – és a hidrodinamikai kavitáció egyaránt a kavitáció formái; a kavitáció a folyadékban lévő vákuumüregek növekedésének és összeomlásának folyamata. Akusztikus kavitáció akkor lép fel, amikor egy folyadékot nagy intenzitású ultrahanghullámoknak tesznek ki, míg hidrodinamikai kavitáció akkor keletkezik, amikor egy folyadék szűkületen vagy akadály (pl. Venturi-fúvóka) körül áramlik át, ami nyomáscsökkenést és gőzüregek kialakulását okozza.
A kavitációs nyíróerőket homogenizálásra, keverésre, diszpergálásra, emulgeálásra, sejtfeltárásra, valamint kémiai reakciók elindítására és intenzifikálására használják.

Bár az akusztikus és a hidrodinamikai kavitációs technikák egyaránt a kavitációs buborékok összeomlásának azonos jelenségét és hatását használják, jelentős különbség van az ultrahanggal, illetve Venturi-fúvókákkal létrehozott kavitációt alkalmazó két technika között.

Az intenzív ultrahangos kezelés kavitációs buborékokat hoz létre a vízben. A kavitációs buborékok ezt követő összeomlása rendkívül erős mechanikai nyíróhatást kelt a folyadékban. Ez a hatás feltárja a sejteket, például növényi anyagok extrakciójához, vagy nagyon apróra bontja a vízben lévő olajcseppeket (emulgeálás). A kavitációs hatás révén a Hielscher ultrahangos homogenizátorai rendkívül hatékony eszközök a diszpergáláshoz, homogenizáláshoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz. A Hielscher Ultrasonics 50 watt és 16000 watt közötti teljesítményű ultrahangos szondákat gyárt a laboratóriumi és a teljes üzemi léptékű ultrahangos folyamatokhoz.

Itt megismerheti az akusztikus és a hidrodinamikai kavitáció közötti különbségeket, valamint azt, hogy miért lehet érdemes szondás ultrahangos készüléket választania a kavitáción alapuló eljárásához:

Az akusztikus kavitáció előnyei a hidrodinamikai kavitációval szemben

1. Nagyobb hatékonyság: Az akusztikus kavitáció általában hatékonyabban hoz létre vákuumüregeket, mivel a kavitáció előidézéséhez szükséges energia jellemzően kisebb, mint hidrodinamikai kavitáció esetén. Ezért az ultrahangon alapuló kavitációs készülékek és kavitációs reaktorok energiahatékonyabbak és gazdaságosabbak. Az ultrahang a kavitáció előidézésének leginkább energiahatékony módszere. A szondás ultrahangos készülékek által létrehozott akusztikus / ultrahangos kavitáció megakadályozza a szükségtelen súrlódás kialakulását. Az ultrahangos szonda merőlegesen rezeg, megakadályozva a szükségtelen, energiapazarló súrlódás kialakulását. Az akusztikus kavitációval szemben a hidrodinamikai kavitáció rotor–sztátor rendszereket vagy fúvókarendszereket használ a kavitáció létrehozására. Mindkét technika – a rotor–sztátor rendszerek és a fúvókák – súrlódást okoz, mivel a motornak nagy mechanikai alkatrészeket kell meghajtania. Ha tanulmányok a hidrodinamikai kavitáció energiahatékonyságát állítják, csak az adott technológia névleges teljesítményét veszik figyelembe, és figyelmen kívül hagyják a tényleges energiafogyasztást. Ezek a tanulmányok rendszerint nem veszik figyelembe a súrlódás miatti energiaveszteséget, amely a hidrodinamikai kavitációs technológiák jól ismert és nemkívánatos hatása.
2. Jobb szabályozhatóság: Az akusztikus kavitáció könnyebben vezérelhető és szabályozható, mivel az ultrahanghullámok intenzitása pontosan beállítható a kívánt kavitációs szint eléréséhez. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitáció nehezebben szabályozható, mivel a folyadék áramlási jellemzőitől és a szűkület vagy akadály geometriájától függ. Ezenkívül a fúvókák hajlamosak az eltömődésre, ami a folyamat megszakadását és munkaigényes tisztítást eredményez.
3. Szinte minden anyag kezelésére alkalmas: Míg a Venturi-fúvóka és más hidrodinamikai átfolyó reaktorok nehezen kezelik a szilárd anyagokat, különösen a koptató hatású anyagokat, az ultrahangos kavitációs készülékek szinte bármilyen típusú anyagot megbízhatóan képesek feldolgozni. Az ultrahangos kavitációs reaktorok még a nagy szilárdanyag-tartalmú közegeket, a koptató hatású részecskéket és a rostos anyagokat is képesek eltömődés nélkül homogenizálni.
4. Nagyobb stabilitás: Az akusztikus kavitáció általában stabilabb a hidrodinamikai kavitációnál, mivel az akusztikus kavitáció által létrehozott gőzüregek jellemzően egyenletesebben oszlanak el a folyadék egészében. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitáció erősen lokalizált gőzüregeket hozhat létre, amelyek egyenetlen vagy instabil áramlási mintázatokhoz vezethetnek.
5. Nagyobb sokoldalúság: Az akusztikus / ultrahangos kavitáció számos alkalmazásban használható, többek között homogenizálásra, keverésre, diszpergálásra, emulgeálásra, extrakcióra, lízisre és sejtek szétesésének előidézésére, valamint szonokémiai célokra. Ezzel szemben a hidrodinamikai kavitációt elsősorban áramlásszabályozási és áramlástani alkalmazásokra tervezték.
   Összességében az akusztikus kavitáció a hidrodinamikai kavitációhoz képest jobb szabályozhatóságot, nagyobb hatékonyságot, stabilitást és sokoldalúságot kínál, így számos ipari alkalmazásban igen hasznos technika.

Ultrahangos kavitációs reaktorok

A Hielscher Ultrasonics ipari minőségű ultrahangos szondák és kavitációs reaktorok széles választékát kínálja Önnek. Minden Hielscher ultrahangos készüléket és kavitációs reaktort nagy intenzitású alkalmazásokra és teljes terhelés melletti, 24/7 üzemelésre terveztek.
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség
A Hielscher ultrahangos kavitációs készülékek a legmagasabb minőségi és tervezési követelmények teljesítéséről ismertek. A robusztus felépítés és az egyszerű kezelés lehetővé teszi ultrahangos kavitációs készülékeink zökkenőmentes integrálását az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos kavitációs készülékek könnyedén megbirkóznak a zord körülményekkel és a nagy igénybevételt jelentő környezetekkel.

A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, amely különös hangsúlyt fektet a legkorszerűbb technológiát és felhasználóbarát kezelést kínáló, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. A Hielscher ultrahangos készülékek természetesen megfelelnek a CE-előírásoknak, és teljesítik az UL, a CSA és a RoHs követelményeit.

Miért a Hielscher Ultrasonics?

• nagy hatékonyság
• legkorszerűbb technológia
• megbízhatóság és robusztus felépítés
• szakaszos és sorba épített feldolgozás
• bármilyen térfogathoz – a kis fioláktól az óránkénti teherautónyi mennyiségekig
• tudományosan igazolt
• intelligens szoftver
• intelligens funkciók (pl. adatnaplózás)
• CIP (helyben történő tisztítás)
• egyszerű és biztonságos kezelés
• egyszerű telepítés, csekély karbantartási igény
• gazdasági előnyök (kevesebb munkaerő, rövidebb feldolgozási idő, kisebb energiaigény)

Ha érdeklik az ultrahangos kavitációs technikák, eljárások és az üzemkész ultrahangos kavitációs rendszerek, kérjük, vegye fel velünk most a kapcsolatot. Sokéves tapasztalattal rendelkező munkatársaink örömmel megbeszélik Önnel az alkalmazását!

Az alábbi táblázat ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását mutatja: