Ուլտրաձայնային եղջյուրների օգտագործմամբ ուժային ուլտրաձայնի կիրառում
Ուլտրաձայնային եղջյուրները կամ զոնդերը լայնորեն օգտագործվում են բազմակի հեղուկների մշակման համար, ներառյալ միատարրացումը, ցրումը, խոնավ ֆրեզումը, էմուլսացումը, արդյունահանումը, տարրալուծումը, լուծարումը և օդափոխումը: Իմացեք հիմունքները ուլտրաձայնային եղջյուրների, ուլտրաձայնային զոնդերի և դրանց կիրառությունների մասին:
Ուլտրաձայնային եղջյուր ընդդեմ ուլտրաձայնային զոնդ
Հաճախ ուլտրաձայնային եղջյուր և զոնդ տերմինը օգտագործվում է որպես փոխադարձաբար և վերաբերում է ուլտրաձայնային ձողին, որը փոխանցում է ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկի մեջ: Այլ տերմիններ, որոնք օգտագործվում են ուլտրաձայնային զոնդի համար, ակուստիկ շչակ, sonotrode, ակուստիկ ալիքատար կամ ուլտրաձայնային մատն են: Այնուամենայնիվ, տեխնիկապես տարբերություն կա ուլտրաձայնային շչակի և ուլտրաձայնային զոնդի միջև:
Ե՛վ եղջյուրը, և՛ զոնդը վերաբերում են այսպես կոչված զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքի մասերին: Ուլտրաձայնային շչակը ուլտրաձայնային փոխարկիչի մետաղական մասն է, որը հուզվում է պիեզոէլեկտրական գեներացվող թրթռումների միջոցով: Ուլտրաձայնային շչակը թրթռում է որոշակի հաճախականությամբ, օրինակ՝ 20 կՀց, ինչը նշանակում է վայրկյանում 20000 թրթռում: Տիտանը նախընտրելի նյութն է ուլտրաձայնային եղջյուրների արտադրության համար՝ շնորհիվ իր հիանալի ակուստիկ փոխանցման հատկությունների, իր ամուր հոգնածության ուժի և մակերեսային կարծրության շնորհիվ:
Ուլտրաձայնային զոնդը կոչվում է նաև sonotrode կամ ուլտրաձայնային մատ: Այն մետաղյա ձող է, որն առավել հաճախ պատրաստված է տիտանից և պարուրված է ուլտրաձայնային եղջյուրին: Ուլտրաձայնային զոնդը ուլտրաձայնային պրոցեսորի էական մասն է, որը փոխանցում է ուլտրաձայնային ալիքները դեպի sonicated միջավայր: Ուլտրաձայնային զոնդերը/սոնոտրոդները հասանելի են տարբեր ձևերի (օրինակ՝ կոնաձև, ծայրաձև, կոնաձև կամ որպես Կասկատրոդ): Թեև տիտանը ուլտրաձայնային զոնդերի համար առավել հաճախ օգտագործվող նյութն է, կան նաև չժանգոտվող պողպատից, կերամիկական, ապակուց և այլ նյութերից պատրաստված սոնոտրոդներ:
Քանի որ ուլտրաձայնային եղջյուրը և զոնդը գտնվում են մշտական սեղմման կամ լարման տակ՝ ձայնագրման ժամանակ, եղջյուրի և զոնդի նյութի ընտրությունը շատ կարևոր է: Բարձրորակ տիտանի համաձուլվածքը (5-րդ աստիճան) համարվում է ամենահուսալի, դիմացկուն և արդյունավետ մետաղը սթրեսին դիմակայելու, երկար ժամանակ բարձր ամպլիտուդները պահպանելու և ձայնային և մեխանիկական հատկությունները փոխանցելու համար:
Ուլտրաձայնային փոխարկիչ UIP2000hdT ուլտրաձայնային շչակով, ուժեղացուցիչով և զոնդով (սոնոտրոդ)
- ուլտրաձայնային բարձր կտրվածքային խառնուրդ
- ուլտրաձայնային թաց ֆրեզերային
- նանո-մասնիկների ուլտրաձայնային ցրում
- ուլտրաձայնային նանոէմուլգացիա
- ուլտրաձայնային արդյունահանում
- ուլտրաձայնային տարրալուծում
- ուլտրաձայնային բջիջների խանգարում և լիզում
- ուլտրաձայնային գազազերծում և օդափոխություն
- սոնո-քիմիա (սոնո-սինթեզ, սոնո-կատալիզ)
Ինչպե՞ս է աշխատում ուժային ուլտրաձայնը: – Ակուստիկ կավիտացիայի աշխատանքային սկզբունքը
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային կիրառման համար, ինչպիսիք են համասեռացումը, մասնիկների չափի կրճատումը, տարրալուծումը կամ նանո-ցրումը, բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնը ստեղծվում է ուլտրաձայնային փոխարկիչի միջոցով և փոխանցվում ուլտրաձայնային շչակի և զոնդի միջոցով (sonotrode) հեղուկի մեջ: Բարձր հզորության ուլտրաձայնը համարվում է ուլտրաձայնային 16-30 կՀց միջակայքում: Ուլտրաձայնային զոնդն ընդլայնվում և կծկվում է, օրինակ, 20 կՀց հաճախականությամբ, այդպիսով համապատասխանաբար վայրկյանում 20000 թրթռում փոխանցելով միջավայր: Երբ ուլտրաձայնային ալիքները անցնում են հեղուկի միջով, փոփոխվող բարձր ճնշման (սեղմում) / ցածր ճնշման (հազվադեպ / ընդլայնում) ցիկլերը ստեղծում են փոքր խոռոչներ (վակուումային փուչիկներ), որոնք աճում են ճնշման մի քանի ցիկլերի ընթացքում: Հեղուկի և պղպջակների սեղմման փուլում ճնշումը դրական է, մինչդեռ հազվագյուտ փուլը առաջացնում է վակուում (բացասական ճնշում): Կոմպրեսիոն-ընդլայնման ցիկլերի ընթացքում հեղուկի խոռոչները մեծանում են մինչև հասնեն այն չափի, որը նրանք չեն կարող: կլանել հետագա էներգիան: Այս պահին նրանք ուժգին պայթում են: Այդ խոռոչների պայթեցումը հանգեցնում է տարբեր բարձր էներգետիկ էֆեկտների, որոնք հայտնի են որպես ակուստիկ/ուլտրաձայնային կավիտացիայի երևույթ: Ակուստիկ կավիտացիան բնութագրվում է բազմակի բարձր էներգետիկ ազդեցություններով, որոնք ազդում են հեղուկների, պինդ/հեղուկ համակարգերի, ինչպես նաև գազային/հեղուկ համակարգերի վրա: Էներգախիտ գոտին կամ կավիտացիոն գոտին հայտնի է որպես այսպես կոչված թեժ կետ գոտի, որն ամենաէներգետիկ խիտն է ուլտրաձայնային զոնդի մոտակայքում և նվազում է սոնոտրոդից հեռավորության բարձրացման հետ: Ուլտրաձայնային կավիտացիայի հիմնական բնութագրերը ներառում են տեղական շատ բարձր ջերմաստիճաններ և ճնշումներ և համապատասխան դիֆերենցիալներ, տուրբուլենտներ և հեղուկ հոսք: Ուլտրաձայնային թեժ կետերում ուլտրաձայնային խոռոչների ներթափանցման ժամանակ կարող են չափվել մինչև 5000 Կելվին ջերմաստիճան, մինչև 200 մթնոլորտ ճնշում և մինչև 1000 կմ/ժ արագությամբ հեղուկ շիթեր: Այս ակնառու էներգիայի ինտենսիվ պայմանները նպաստում են սոնոմեխանիկական և սոնոքիմիական ազդեցություններին, որոնք տարբեր ձևերով ուժեղացնում են գործընթացներն ու քիմիական ռեակցիաները:
Հիմնական ազդեցությունը Ultrasonication է հեղուկների եւ slurries են հետեւյալը.
- Բարձր կտրվածք. Ուլտրաձայնային բարձր ճեղքման ուժերը խաթարում են հեղուկները և հեղուկ-պինդ համակարգերը՝ առաջացնելով ինտենսիվ գրգռում, համասեռացում և զանգվածի փոխանցում:
- Ազդեցություն: Հեղուկ շիթերը և ուլտրաձայնային կավիտացիայի արդյունքում առաջացած հոսքը արագացնում են պինդ մարմինները հեղուկներում, ինչը հետագայում հանգեցնում է միջմասնիկային բախման: Երբ մասնիկները բախվում են շատ մեծ արագությամբ, դրանք քայքայվում են, փշրվում և մանրացվում և մանրակրկիտ ցրվում, հաճախ մինչև նանո չափսեր: Կենսաբանական նյութերի համար, ինչպիսիք են բուսական նյութերը, բարձր արագությամբ հեղուկի շիթերը և փոփոխվող ճնշման ցիկլերը խախտում են բջջային պատերը և ազատում ներբջջային նյութը: Սա հանգեցնում է կենսաակտիվ միացությունների բարձր արդյունավետ արդյունահանման և կենսաբանական նյութերի միատարր խառնուրդի:
- Գրգռում. Ultrasonication առաջացնում ինտենսիվ turbulences, կտրել ուժեր եւ միկրո-շարժում է հեղուկ կամ slurry. Այսպիսով, sonication միշտ ուժեղացնում է զանգվածի փոխանցումը և դրանով իսկ արագացնում ռեակցիաները և գործընթացները:
ուլտրաձայնային շչակ
Արդյունաբերության մեջ տարածված ուլտրաձայնային կիրառությունները տարածված են սննդի բազմաթիվ ճյուղերում & դեղագործություն, նուրբ քիմիա, էներգիա & նավթաքիմիա, վերամշակում, բիովերամշակման գործարաններ և այլն և ներառում են հետևյալը.
- ուլտրաձայնային կենսադիզելի սինթեզ
- Մրգային հյութերի ուլտրաձայնային համասեռացում
- պատվաստանյութերի ուլտրաձայնային արտադրություն
- ուլտրաձայնային Li-ion մարտկոցի վերամշակում
- նանո-նյութերի ուլտրաձայնային սինթեզ
- Դեղագործական դեղամիջոցների ուլտրաձայնային ձևակերպում
- CBD-ի ուլտրաձայնային նանոէմուլսացում
- բուսաբանական նյութերի ուլտրաձայնային արդյունահանում
- ուլտրաձայնային նմուշի պատրաստում լաբորատորիաներում
- հեղուկների ուլտրաձայնային գազազերծում
- Հումքի ուլտրաձայնային ծծմբազրկում
- եւ շատ ավելի …
Ուլտրաձայնային եղջյուրներ և զոնդեր բարձր արդյունավետության կիրառման համար
Hielscher Ultrasonics-ը երկարամյա փորձառությամբ արտադրող և դիստրիբյուտոր է բարձր հզորության ուլտրաձայնային սարքերի, որոնք ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում ծանր կիրառման համար:
Ուլտրաձայնային պրոցեսորներով բոլոր չափերի՝ 50 Վտ-ից մինչև 16 կՎտ մեկ սարքի համար, տարբեր չափերի և ձևերի զոնդեր, տարբեր ծավալներով և երկրաչափություններով ուլտրաձայնային ռեակտորներով, Hielscher Ultrasonics-ն ունի ճիշտ սարքավորում՝ ձեր հավելվածի համար իդեալական ուլտրաձայնային կարգավորումը կարգավորելու համար:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- Kenneth S. Suslick, Yuri Didenko, Ming M. Fang, Taeghwan Hyeon, Kenneth J. Kolbeck, William B. McNamara, Millan M. Mdleleni, Mike Wong (1999): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 357, Issue 1751, 1999. 335-353.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.