Ultrasonics: Ծրագրեր եւ գործընթացների
Ultrasonication-ը մեխանիկական մշակման մեթոդ է, որը ստեղծում է արտասովոր ինտենսիվ ակուստիկ կավիտացիա և հարակից ֆիզիկական ուժեր, ինչպիսիք են բարձր ճեղքման ուժերը և բարձր ճնշման դիֆերենցիալները: Այս ուլտրաձայնային գեներացվող ուժերը օգտագործվում են բազմաթիվ ծրագրերի համար, ինչպիսիք են խառնումը, համասեռացումը, ֆրեզումը, ցրումը, էմուլսացումը, արդյունահանումը և սոնո-քիմիական ռեակցիաները:
Ստորև դուք կգտնեք առավել բնորոշ ուլտրաձայնային հավելվածների և գործընթացների ընտրանի:
Ուլտրաձայնային Homogenizing
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները նվազեցնում են հեղուկի փոքր մասնիկները՝ բարելավելու միասնականությունը և ցրման կայունությունը: Մասնիկները (ցրված փուլ) կարող են լինել պինդ կամ հեղուկ կաթիլներ, որոնք կախված են հեղուկ փուլում: Ուլտրաձայնային հոմոգենացումը շատ արդյունավետ է փափուկ և կոշտ մասնիկների կրճատման համար: Hielscher-ը արտադրում է ուլտրաձայնային սարքեր ցանկացած հեղուկի ծավալի համասեռացման և խմբաքանակային կամ ներդիրային մշակման համար: Լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերը կարող են օգտագործվել 1,5 մլ-ից մինչև մոտ. 4լ. Ուլտրաձայնային արդյունաբերական սարքերը կարող են մշակել խմբաքանակներ 0,5-ից մինչև մոտ. 2000լ կամ հոսքի արագություն 0,1լ-ից մինչև 20 խմ/ժ պրոցեսի մշակման և առևտրային արտադրության մեջ:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային homogenizing!
Ուլտրաձայնային ցնցում եւ դեզգլոմացիա
Պինդ մարմինների հեղուկների մեջ ցրումը և ապաագլոմերացիան հանդիսանում է զոնդ տիպի ուլտրաձայնային սարքերի կարևոր կիրառություն: Ուլտրաձայնային / ակուստիկ կավիտացիան առաջացնում է բարձր կտրող ուժեր, որոնք կոտրում են մասնիկների ագլոմերատները առանձին, առանձին ցրված մասնիկների: Փոշիները հեղուկների մեջ խառնելը սովորական քայլ է տարբեր ապրանքների ձևավորման մեջ, ինչպիսիք են ներկը, լաքը, կոսմետիկ արտադրանքը, սննդամթերքը և խմիչքները կամ փայլեցնող միջոցները: Առանձին մասնիկներն իրար են պահում տարբեր ֆիզիկական և քիմիական բնույթի ձգողական ուժերով, ներառյալ վան-դեր-Վալս ուժերը և հեղուկի մակերեսային լարվածությունը: Ultrasonication-ը հաղթահարում է այս ձգողական ուժերը՝ հեղուկ միջավայրում մասնիկները ապաագլոմերացնելու և ցրելու նպատակով: Հեղուկների մեջ փոշիների ցրման և ապաագլոմերացիայի համար բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ախտահանումը հետաքրքիր այլընտրանք է բարձր ճնշման հոմոգենիզատորներին, բարձր կտրվածքային խառնիչներին, բշտիկային աղացներին կամ ռոտոր-ստատոր-խառնիչներին:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային ցրել եւ Deagglomeration!
Ուլտրաձայնային emulsification
Միջանկյալ և սպառողական ապրանքների լայն տեսականի, ինչպիսիք են կոսմետիկան և մաշկի լոսյոնները, դեղագործական քսուքները, լաքերը, ներկերը և քսանյութերը և վառելիքը ամբողջությամբ կամ մասամբ հիմնված են էմուլսիաների վրա: Էմուլսիաները երկու կամ ավելի չխառնվող հեղուկ փուլերի դիսպերսիա են: Բարձր ինտենսիվ ուլտրաձայնային հետազոտությունը ապահովում է բավականաչափ ինտենսիվ կտրում երկրորդ փուլում (շարունակական փուլ) հեղուկ փուլը (ցրված փուլ) փոքր կաթիլներով ցրելու համար: Ցրման գոտում պայթող կավիտացիոն փուչիկները առաջացնում են ինտենսիվ հարվածային ալիքներ շրջակա հեղուկում և հանգեցնում հեղուկի բարձր արագության (բարձր կտրվածք) հեղուկ շիթերի ձևավորմանը: Ultrasonication-ը կարող է ճշգրտորեն հարմարվել թիրախային էմուլսիայի չափին, դրանով իսկ թույլ տալով միկրոէմուլսիաների և նանոէմուլսիաների հուսալի արտադրություն:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային emulsification!
UIP1000hdT 1000 վտ հզորությամբ ուլտրաձայնային սարք է միատարրացման, ֆրեզերային և արդյունահանման ծրագրերի համար:
Ուլտրաձայնային Թաց ֆրեզերային եւ Grinding
Ultrasonication-ը արդյունավետ միջոց է մասնիկների թաց ֆրեզերացման և միկրո grinding-ի համար: Հատկապես գերնուրբ չափերի լուծույթների արտադրության համար ուլտրաձայնը շատ առավելություններ ունի: Այն գերազանցում է ավանդական չափերի կրճատման սարքավորումները, ինչպիսիք են՝ կոլոիդային ջրաղացները (օր.՝ գնդիկավոր աղացներ, բշտիկների գործարաններ), սկավառակային կամ ռեակտիվ ջրաղացներ: Ultrasonication-ը կարող է մշակել բարձր կոնցենտրացիայի և բարձր մածուցիկության լուծույթներ, հետևաբար նվազեցնելով մշակման ենթակա ծավալը: Իհարկե, ուլտրաձայնային ֆրեզումը հարմար է միկրոն և նանո չափի նյութերի մշակման համար, ինչպիսիք են կերամիկա, գունանյութեր, բարիումի սուլֆատ, կալցիումի կարբոնատ կամ մետաղական օքսիդներ: Հատկապես, երբ խոսքը վերաբերում է նանո-նյութերին, ուլտրաձայնային աշխատանքը գերազանցում է կատարողականությունը, քանի որ դրա խիստ ազդեցիկ կտրող ուժերը ստեղծում են միատեսակ փոքր նանոմասնիկներ:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային թաց ֆրեզերային եւ միկրո - grinding!
Սփրեյով չորացրած TiO2 ուլտրաձայնային ֆրեզումից առաջ և հետո
Ուլտրաձայնային բջիջների քայքայումը և լիզիսը
Ուլտրաձայնային բուժումը կարող է տարրալուծել մանրաթելային, ցելյուլոզային նյութը մանր մասնիկների մեջ և կոտրել բջիջների կառուցվածքի պատերը: Սա հեղուկի մեջ ազատում է ավելի շատ ներբջջային նյութերից, ինչպիսիք են օսլան կամ շաքարը: Այս ազդեցությունը կարող է օգտագործվել օրգանական նյութերի խմորման, մարսողության և այլ փոխակերպման գործընթացների համար: Ֆրեզավորումից և աղացումից հետո ուլտրաձայնացումը ավելի շատ ներբջջային նյութ է դարձնում, օրինակ ՝ օսլա, ինչպես նաև բջջային պատի մնացորդներ մատչելի ֆերմենտների համար, որոնք օսլան վերածում են շաքարի: Այն նաև մեծացնում է հեղուկացման կամ սրբացման ընթացքում ֆերմենտների ազդեցության տակ գտնվող մակերեսի մակերեսը: Սա, որպես կանոն, մեծացնում է խմորիչի խմորման և այլ փոխակերպման գործընթացների արագությունն ու բերքատվությունը, օրինակ `կենսազանգվածից էթանոլի արտադրությունը խթանելու համար:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային փլուզումից բջջային կառույցների!
բուսաբանության ուլտրաձայնային արդյունահանում
Բջիջներում և ենթաբջջային մասնիկներում պահվող կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանումը բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային հետազոտության լայն կիրառություն է: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը օգտագործվում է բույսերի և սնկերի բջջային մատրիցից երկրորդական մետաբոլիտների (օրինակ՝ պոլիֆենոլների), պոլիսաքարիդների, սպիտակուցների, եթերայուղերի և այլ ակտիվ բաղադրիչների մեկուսացման համար: Հարմար է օրգանական միացությունների ջրով և լուծիչով արդյունահանման համար՝ sononication-ը զգալիորեն բարելավում է բույսերի կամ սերմերի մեջ պարունակվող բուսաբանական նյութերի բերքատվությունը: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը օգտագործվում է դեղագործական, սննդային նյութերի / սննդային հավելումների, բուրավետիչների և կենսաբանական հավելումների արտադրության համար: Ultrasonics-ը կանաչ արդյունահանման տեխնիկա է, որն օգտագործվում է նաև բիոակտիվ բաղադրիչների արդյունահանման համար բիովերամշակման գործարաններում, օրինակ. Ultrasonication-ը լաբորատոր և արտադրական մասշտաբով բուսաբանական արդյունահանման բարձր արդյունավետ տեխնոլոգիա է:
Կտտացրեք այստեղ ուլտրաձայնային արդյունահանման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար:
Ուլտրաձայնային ռեակտոր 16000 վտ հզորությամբ հեղուկի ուլտրաձայնային ուժեղացված մշակման համար:
Sonochemical կիրառումը ultrasonics
Սոնաքիմիան ուլտրաձայնային հետազոտության կիրառումն է քիմիական ռեակցիաների և գործընթացների նկատմամբ: Հեղուկների մեջ սոնաքիմիական էֆեկտներ առաջացնող մեխանիզմը ակուստիկ խոռոչի ֆենոմեն է: Քիմիական ռեակցիաների և պրոցեսների սոնաքիմիական ազդեցությունները ներառում են ռեակցիայի արագության կամ ելքի մեծացում, էներգիայի ավելի արդյունավետ օգտագործում, փուլային փոխանցման կատալիզատորների աշխատանքի բարելավում, մետաղների և պինդ նյութերի ակտիվացում կամ ռեակտիվների կամ կատալիզատորների ռեակտիվության բարձրացում:
Սեղմեք այստեղ, Ուլտրաձայնային համակարգի sonochemical հետեւանքների մասին ավելին կարդալու համար:
Ուլտրաձայնային Transesterification նավթի է Biodiesel
Ultrasonication-ը մեծացնում է քիմիական ռեակցիայի արագությունը և բիոդիզելի մեջ բուսական յուղերի և կենդանական ճարպերի տրանսեսթերֆիկացման եկամտաբերությունը: Սա թույլ է տալիս փոխել արտադրությունը խմբաքանակային վերամշակումից դեպի շարունակական հոսքի վերամշակում և նվազեցնում է ներդրումային և գործառնական ծախսերը: Ուլտրաձայնային բիոդիզելի արտադրության հիմնական առավելություններից մեկը թափոնների յուղերի օգտագործումն է, ինչպիսիք են սպառված ճաշ պատրաստելու յուղերը և այլ անորակ յուղի աղբյուրները: Ուլտրաձայնային տրանսեսթերֆիկացումը կարող է նույնիսկ ցածրորակ հումքը վերածել բարձրորակ բիոդիզելի (ճարպաթթվի մեթիլ էսթեր / FAME): Բուսական յուղերից կամ կենդանական ճարպերից բիոդիզելի արտադրությունը ներառում է ճարպաթթուների բազային կատալիզացված տրանսեսթերիֆիկացումը մեթանոլով կամ էթանոլով` համապատասխան մեթիլ եթերներ կամ էթիլ եթերներ ստանալու համար: Ultrasonication կարող է հասնել biodiesel եկամտաբերությունը գերազանցող 99%: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը զգալիորեն նվազեցնում է մշակման և տարանջատման ժամանակը:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին Ultrasonically օժանդակվող Transesterification նավթի մեջ biodiesel!
Հեղուկների ուլտրաձայնային գազազերծում և օդափոխություն
Հեղուկների գազազերծումը զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքերի ևս մեկ կարևոր կիրառություն է: Ուլտրաձայնային թրթռումները և կավիտացիան առաջացնում են հեղուկի մեջ լուծված գազերի միաձուլում: Երբ գազի պղպջակների րոպեները միանում են, նրանք ձևավորում են ավելի մեծ պղպջակներ, որոնք արագ լողում են դեպի հեղուկի վերին մակերես, որտեղից դրանք կարող են հեռացվել: Այսպիսով, ուլտրաձայնային գազազերծումը և օդազերծումը կարող են նվազեցնել լուծված գազի մակարդակը բնական հավասարակշռության մակարդակից ցածր:
Սեղմեք այստեղ կարդալ ավելին մասին ուլտրաձայնային Degassing հեղուկների!
Ուլտրաձայնային Wire, Մալուխ եւ Strip մաքրում
Ուլտրաձայնային մաքրումը էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանք է շարունակական նյութերի մաքրման համար, ինչպիսիք են մետաղալարերը և մալուխները, ժապավենը կամ խողովակները: Հզոր ուլտրաձայնային կավիտացիայի ազդեցությունը նյութի մակերեսից հեռացնում է յուղման մնացորդները, ինչպիսիք են յուղը կամ քսուքը, օճառները, ստեարատները կամ փոշին: Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է տարբեր ուլտրաձայնային համակարգեր՝ շարունակական պրոֆիլների ներգծային մաքրման համար:
Կտտացրեք այստեղ շարունակական պրոֆիլների ուլտրաձայնային մաքրման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար:
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Ուլտրաձայնային մշակման աշխատանքային սկզբունքը և օգտագործումը
Ultrasonication-ը կոմերցիոն մշակման տեխնոլոգիա է, որն ընդունվել է բազմաթիվ ոլորտների կողմից լայնածավալ արտադրության համար: Բարձր հուսալիությունը և մասշտաբայնությունը, ինչպես նաև պահպանման ցածր ծախսերը և բարձր էներգաարդյունավետությունը ուլտրաձայնային պրոցեսորները դարձնում են լավ այլընտրանք ավանդական հեղուկ վերամշակող սարքավորումների համար: Ուլտրաձայնային հետազոտությունն առաջարկում է լրացուցիչ հետաքրքիր հնարավորություններ. կավիտացիան՝ հիմնական ուլտրաձայնային էֆեկտը, եզակի արդյունքներ է տալիս կենսաբանական, քիմիական և ֆիզիկական գործընթացներում: Օրինակ, ուլտրաձայնային դիսպերսիան և էմուլսացումը հեշտությամբ արտադրում են կայուն նանո չափի ձևակերպումներ: Նաև բուսաբանական արդյունահանման ոլորտում ուլտրաձայնը կենսաակտիվ միացությունների մեկուսացման ոչ ջերմային տեխնիկա է:
Մինչ ցածր ինտենսիվության կամ բարձր հաճախականության ուլտրաձայնը հիմնականում օգտագործվում է վերլուծության, ոչ կործանարար փորձարկման և պատկերման համար, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը օգտագործվում է հեղուկների և մածուկների մշակման համար, որտեղ ինտենսիվ ուլտրաձայնային ալիքներն օգտագործվում են խառնելու, էմուլգացնելու, ցրելու և ապաագլոմերացիայի համար: , բջիջների տարրալուծում կամ ֆերմենտների ապաակտիվացում։ Բարձր ինտենսիվությամբ հեղուկներ ձայնագրելիս ձայնային ալիքները տարածվում են հեղուկ միջավայրի միջոցով: Սա հանգեցնում է բարձր ճնշման (սեղմման) և ցածր ճնշման (հազվադեպ) ցիկլերի փոփոխման, որոնց արագությունը կախված է հաճախականությունից: Ցածր ճնշման ցիկլի ընթացքում բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկում ստեղծում են փոքր վակուումային փուչիկներ կամ դատարկություններ: Երբ փուչիկները հասնում են այնպիսի ծավալի, որով նրանք այլևս չեն կարող էներգիա կլանել, նրանք կատաղի փլուզվում են բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում: Այս երեւույթը կոչվում է կավիտացիա: Պայթյունի ժամանակ տեղական մակարդակում հասնում են շատ բարձր ջերմաստիճաններ (մոտ 5000K) և ճնշում (մոտ 2000ատմ): Կավիտացիոն փուչիկի պայթեցումը հանգեցնում է նաև հեղուկի շիթերի՝ վայրկյանում մինչև 280 մետր արագությամբ:
Հեղուկների մեջ ուլտրաձայնային կավիտացիան կարող է առաջացնել արագ և ամբողջական գազազերծում; սկսել տարբեր քիմիական ռեակցիաներ՝ առաջացնելով ազատ քիմիական իոններ (ռադիկալներ); արագացնել քիմիական ռեակցիաները՝ հեշտացնելով ռեակտիվների խառնումը. ուժեղացնել պոլիմերացման և ապապոլիմերացման ռեակցիաները՝ ագրեգատները ցրելով կամ պոլիմերային շղթաներում քիմիական կապերը մշտապես կոտրելով. բարձրացնել էմուլսացման արագությունը; բարելավել դիֆուզիոն արագությունը; արտադրել բարձր խտացված էմուլսիաներ կամ միկրոն կամ նանո չափի նյութերի միատեսակ դիսպերսիաներ. օժանդակել այնպիսի նյութերի արդյունահանմանը, ինչպիսիք են ֆերմենտները կենդանիների, բույսերի, խմորիչի կամ բակտերիաների բջիջներից. հեռացնել վիրուսները վարակված հյուսվածքից; և վերջապես քայքայել և քայքայել զգայուն մասնիկները, ներառյալ միկրոօրգանիզմները: (տես Կուլդիլոկե 2002 թ.)
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը ցածր մածուցիկությամբ հեղուկներում կատաղի իրարանցում է առաջացնում, որը կարող է օգտագործվել հեղուկների մեջ նյութերը ցրելու համար: (տես Էնսմինգեր, 1988) Հեղուկ/պինդ կամ գազ/պինդ միջերեսներում կավիտացիոն փուչիկների ասիմետրիկ պայթյունը կարող է առաջացնել ծայրահեղ տուրբուլենտներ, որոնք նվազեցնում են դիֆուզիոն սահմանային շերտը, մեծացնում կոնվեկցիոն զանգվածի փոխանցումը և զգալիորեն արագացնում դիֆուզիոն համակարգերում, որտեղ սովորական խառնումը տեղի է ունենում։ անհնար. (տես Nyborg, 1965)
Ուլտրաձայնային ռեակտոր՝ 4x2000 վտ հզորությամբ զոնդերով (8 կՎտ)՝ սոնոքիմիական պրոցեսների համար:
Գրականություն
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molec
- 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.
- Ensminger, D. E. (1988): Acoustic and electroacoustic methods of dewatering and drying, in: Drying Tech. 6, 473 (1988).
- Kuldiloke, J. (2002): Effect of Ultrasound, Temperature and Pressure Treatments on Enzyme Activity an Quality Indicators of Fruit and Vegetable Juices; Ph.D. Thesis at Technische Universität Berlin (2002).
- Nyborg, W.L. (1965): Acoustic Streaming, Vol. 2B, Academic Press, New York (1965).
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային հոմոգենացնողներից ` Լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափը