Ուլտրաձայնային մշակում հեղուկների, շլամների և քիմիական ռեակցիաների համար
Ուլտրաձայնային մշակումը մեխանիկական մշակման մեթոդ է, որն առաջացնում է ակուստիկ կավիտացիա և խիստ ինտենսիվ ֆիզիկական ուժեր։ Ուստի ուլտրաձայնն օգտագործվում է բազմաթիվ կիրառություններում, ինչպիսիք են խառնումը, հոմոգենացումը, աղացումը, դիսպերսումը, էմուլգացումը, էքստրակցիան, գազազերծումը և սոնոքիմիական ռեակցիաները։
Ստորև բերված աղյուսակում գտեք ձեր կիրառությունը, սեղմեք հղումը և անմիջապես անցեք ձեզ հետաքրքրող գործընթացին։ Իմացեք, թե ինչպես է ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում գործընթացն ու դրա արդյունավետությունը։
| Կիրառություն | Առավել հարմար է |
|---|---|
| Հոմոգենացում | Համասեռ սուսպենզիաների, էմուլսիաների և հեղուկ խառնուրդների ստեղծման համար |
| Դիսպերսում և դեագլոմերացում | Մասնիկների ագլոմերատների քայքայման և հեղուկներում պինդ նյութերի հավասարաչափ բաշխման համար |
| Էմուլգացում | Մանր կաթիլներով կայուն միկրոէմուլսիաների և նանոէմուլսիաների ստացման համար |
| Թաց աղացում | Հեղուկ սուսպենզիաներում մասնիկների չափերը միկրոմետրային և նանոմետրային մակարդակի հասցնելու համար |
| Բջիջների քայքայում և լիզիս | Կաթնասունների, բույսերի, բակտերիաների, ջրիմուռների և խմորասնկերի բջիջների քայքայման համար՝ որպես նմուշների նախավերլուծական պատրաստման փուլ։ |
| Էքստրակցիա | Կենսաակտիվ միացությունների, յուղերի, սպիտակուցների և բնական մզվածքների ստացման համար |
| Սոնոքիմիա | Քիմիական ռեակցիաների արագացման և գործընթացի արդյունավետության բարելավման համար |
| Բիոդիզելի արտադրություն | Վերաէսթերացման ինտենսիվացման և ռեակցիայի տևողության կրճատման համար |
| Գազազերծում և փրփրազերծում | Հեղուկներից լուծված գազերի և ներգրավված օդի հեռացման համար |
| Լարերի և պրոֆիլների մաքրում հոսքագծում | Հոսքագծում լարերի, մալուխների, ժապավենների, խողովակների և պրոֆիլների մաքրման համար |
| Ակուստիկ կավիտացիա | Ուլտրաձայնային մշակման հիմքում ընկած ֆիզիկական սկզբունքը հասկանալու համար |
Մտքում ունե՞ք որոշակի կիրառություն կամ ծավալ։
Կապվեք կիրառությունների գծով մեր ինժեներների հետ՝ գործընթացի վերաբերյալ անվճար խորհրդատվություն ստանալու համար, կամ խնդրեք ցուցադրություն։
UIP1000hdT-ը 1000 վատտ հզորությամբ ուլտրաձայնային մշակման սարք է՝ հոմոգենացման, աղացման և էքստրակցիայի կիրառությունների համար։
Ուլտրաձայնային հոմոգենացում
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները փոքրացնում են հեղուկում առկա մանր մասնիկների չափերը՝ բարելավելու համասեռությունն ու դիսպերսիայի կայունությունը։ Մասնիկները (դիսպերս փուլը) կարող են լինել հեղուկ փուլում կախված պինդ մասնիկներ կամ հեղուկի կաթիլներ։ Ուլտրաձայնային հոմոգենացումը շատ արդյունավետ է փափուկ և կարծր մասնիկների չափերի փոքրացման համար։ Hielscher-ը արտադրում է ուլտրաձայնային մշակման սարքեր՝ ցանկացած ծավալի հեղուկի հոմոգենացման և խմբաքանակային կամ հոսքային մշակման համար։ Լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերը կարող են օգտագործվել 1,5mL-ից մինչև մոտավորապես 4L ծավալների համար։ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը կարող են մշակել 0,5-ից մինչև մոտավորապես 2000L խմբաքանակներ կամ աշխատել 0,1L-ից մինչև ժամում 20 խորանարդ մետր հոսքի ծավալային ծախսերով՝ գործընթացների մշակման և առևտրային արտադրության ընթացքում։
Բացահայտեք ուլտրաձայնային հոմոգենացման հզորությունը։
Ուլտրաձայնային դիսպերսում և դեագլոմերացում
Հեղուկներում պինդ նյութերի դիսպերսումն ու դեագլոմերացումը զոնդային տիպի ուլտրաձայնային մշակման սարքերի կարևոր կիրառություններից են։ Ուլտրաձայնային / ակուստիկ կավիտացիան առաջացնում է մեծ սահքային ուժեր, որոնք մասնիկների ագլոմերատները բաժանում են առանձին դիսպերսված մասնիկների։ Փոշիները հեղուկների մեջ խառնելը տարածված փուլ է տարբեր արտադրանքների բաղադրությունների պատրաստման ժամանակ, օրինակ՝ ներկերի, լաքերի, կոսմետիկ արտադրանքների, սննդամթերքի և ըմպելիքների կամ փայլեցնող միջավայրերի։ Առանձին մասնիկները միմյանց հետ պահվում են տարբեր ֆիզիկական և քիմիական բնույթի ձգողական ուժերով, այդ թվում՝ վան դեր Վալսի ուժերով և հեղուկի մակերևութային լարվածությամբ։ Ուլտրաձայնային մշակումը հաղթահարում է այս ձգողական ուժերը՝ հեղուկ միջավայրերում մասնիկները դեագլոմերացնելու և դիսպերսելու համար։ Հեղուկներում փոշիների դիսպերսման և դեագլոմերացման համար բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային մշակումը հետաքրքիր այլընտրանք է բարձր ճնշման հոմոգենիզատորներին, մեծ սահքային ուժերով խառնիչներին, բշտիկավոր աղացներին կամ ռոտոր-ստատորային խառնիչներին։
Ստացեք մանրամասն տեղեկություններ ուլտրաձայնային դիսպերսման և դեագլոմերացման մասին։
Ուլտրաձայնային էմուլգացում
Միջանկյալ և սպառողական արտադրանքների լայն շրջանակը, օրինակ՝ կոսմետիկ միջոցներն ու մաշկի լոսյոնները, դեղագործական քսուքները, լաքերը, ներկերը, քսանյութերն ու վառելիքները, ամբողջությամբ կամ մասամբ հիմնված են էմուլսիաների վրա։ Էմուլսիաները երկու կամ ավելի չխառնվող հեղուկ փուլերի դիսպերս համակարգեր են։ Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնն ապահովում է բավականաչափ ուժեղ սահքային ազդեցություն՝ հեղուկ փուլը (դիսպերս փուլը) մանր կաթիլներով երկրորդ փուլում (անընդհատ փուլում) դիսպերսելու համար։ Դիսպերսման գոտում ներպայթող կավիտացիոն պղպջակներն առաջացնում են ուժգին հարվածային ալիքներ շրջապատող հեղուկում և հանգեցնում հեղուկի բարձր արագությամբ շիթերի առաջացմանը (ուժեղ սահքային ազդեցություն)։ Ուլտրաձայնային մշակումը կարելի է ճշգրիտ հարմարեցնել էմուլսիայի նպատակային չափին՝ այդպիսով ապահովելով միկրոէմուլսիաների և նանոէմուլսիաների հուսալի արտադրությունը։
Սեղմեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային էմուլգացման մասին ավելին կարդալու համար։
Ուլտրաձայնային թաց աղացում և մանրացում
Ուլտրաձայնային մշակումը մասնիկների թաց աղացման և միկրոմանրացման արդյունավետ միջոց է։ Ուլտրաձայնը բազմաթիվ առավելություններ ունի հատկապես գերմանր մասնիկներով խյուսերի արտադրության համար։ Այն գերազանցում է չափերի փոքրացման ավանդական սարքավորումներին, ինչպիսիք են՝ կոլոիդային աղացները (օրինակ՝ գնդաղացները, ուլունքային աղացները), սկավառակային աղացները կամ շիթային աղացները։ Ուլտրաձայնային մշակմամբ կարելի է մշակել բարձր կոնցենտրացիայով և բարձր մածուցիկությամբ խյուսեր՝ այդպիսով նվազեցնելով մշակման ենթակա ծավալը։ Իհարկե, ուլտրաձայնային աղացումը հարմար է միկրոմետրային և նանոմետրային չափերի նյութերի մշակման համար, ինչպիսիք են կերամիկական նյութերը, գունանյութերը, բարիումի սուլֆատը, կալցիումի կարբոնատը կամ մետաղների օքսիդները։ Հատկապես նանոնյութերի դեպքում ուլտրաձայնային մշակումն աչքի է ընկնում իր արդյունավետությամբ, քանի որ դրա խիստ ազդեցիկ սահքի ուժերն առաջացնում են միատեսակ փոքր նանոմասնիկներ։
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային թաց աղացման և միկրոմանրացման մասին։
Բջիջների ուլտրաձայնային քայքայում և լիզիս
Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է մանր մասնիկների քայքայել թելքավոր, ցելյուլոզային նյութը և քանդել բջջային կառուցվածքի պատերը։ Դրա շնորհիվ ավելի մեծ քանակությամբ ներբջջային նյութեր, օրինակ՝ օսլա կամ շաքար, արտազատվում են հեղուկի մեջ։ Այս ազդեցությունը կարող է օգտագործվել օրգանական նյութի խմորման, մարսման և այլ փոխակերպման գործընթացներում։ Աղացումից և մանրացումից հետո ուլտրաձայնային մշակումն ավելի մեծ քանակությամբ ներբջջային նյութերը, օրինակ՝ օսլան, ինչպես նաև բջջապատի բեկորները հասանելի է դարձնում օսլան շաքարների վերածող ֆերմենտներին։ Այն նաև մեծացնում է հեղուկացման կամ շաքարացման ընթացքում ֆերմենտների ազդեցությանը ենթարկվող մակերեսի մակերեսը։ Սովորաբար սա մեծացնում է խմորասնկային խմորման և այլ փոխակերպման գործընթացների արագությունն ու ելքը, օրինակ՝ կենսազանգվածից էթանոլի արտադրությունը մեծացնելու համար։
Կարդացեք ավելին բջջային կառուցվածքների ուլտրաձայնային քայքայման մասին։
Բուսական նյութերի ուլտրաձայնային արդյունահանում
Բջիջներում և ենթաբջջային մասնիկներում կուտակված կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանումը բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի լայնորեն տարածված կիրառություններից է։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումն օգտագործվում է բույսերի և սնկերի բջջային մատրիքսից երկրորդային մետաբոլիտներ (օրինակ՝ պոլիֆենոլներ), պոլիսախարիդներ, սպիտակուցներ, եթերայուղեր և այլ ակտիվ բաղադրիչներ առանձնացնելու համար։ Հարմար լինելով օրգանական միացությունների՝ ջրով և լուծիչներով արդյունահանման համար՝ ուլտրաձայնային մշակումը զգալիորեն մեծացնում է բույսերում կամ սերմերում պարունակվող բուսական նյութերի ելքը։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումն օգտագործվում է դեղագործական արտադրանքների, նուտրացևտիկների / սննդային հավելումների, բուրավետ նյութերի և կենսաբանական հավելումների արտադրության համար։ Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան էկոլոգիապես մաքուր արդյունահանման մեթոդ է, որը կիրառվում է նաև կենսավերամշակման գործարաններում կենսաակտիվ բաղադրիչների արդյունահանման համար, օրինակ՝ արդյունաբերական գործընթացներում առաջացող և չօգտագործվող կողմնակի արտադրանքների հոսքերից արժեքավոր միացություններ ազատելու նպատակով։ Ուլտրաձայնային մշակումը բուսական նյութերի արդյունահանման բարձր արդյունավետությամբ տեխնոլոգիա է՝ լաբորատոր և արտադրական մասշտաբներով։
Բացահայտեք ուլտրաձայնային արդյունահանման առավելությունները։
Ուլտրաձայնի սոնոքիմիական կիրառությունը
Սոնոքիմիան ուլտրաձայնի կիրառումն է քիմիական ռեակցիաներում և գործընթացներում։ Հեղուկներում սոնոքիմիական ազդեցություններ առաջացնող մեխանիզմը ակուստիկ կավիտացիայի երևույթն է։ Քիմիական ռեակցիաների և գործընթացների վրա սոնոքիմիական ազդեցությունները ներառում են ռեակցիայի արագության կամ ելքի բարձրացումը, էներգիայի ավելի արդյունավետ օգտագործումը, միջֆազային փոխանցման կատալիզատորների արդյունավետության բարելավումը, մետաղների և պինդ նյութերի ակտիվացումը կամ ռեագենտների կամ կատալիզատորների ռեակցիոնունակության բարձրացումը։
Բացահայտե՛ք ուլտրաձայնի սոնոքիմիական ազդեցությունները։
(Բանեցված) յուղի ուլտրաձայնային տրանսէսթերիֆիկացում՝ բիոդիզելի ստացմամբ
Ուլտրաձայնային մշակումը բարձրացնում է բուսական յուղերի և կենդանական ճարպերի՝ բիոդիզելի փոխարկման տրանսէսթերիֆիկացման քիմիական ռեակցիայի արագությունն ու ելքը։ Սա թույլ է տալիս արտադրության մեջ խմբաքանակային մշակումից անցնել անընդհատ հոսքային մշակման և նվազեցնում է ներդրումային ու շահագործման ծախսերը։ Ուլտրաձայնային եղանակով բիոդիզելի արտադրության հիմնական առավելություններից մեկը բանեցված յուղերի, օրինակ՝ օգտագործված խոհարարական յուղերի և այլ ցածրորակ յուղային հումքի օգտագործումն է։ Ուլտրաձայնային տրանսէսթերիֆիկացումը կարող է նույնիսկ ցածրորակ հումքը փոխարկել բարձրորակ բիոդիզելի (ճարպաթթվի մեթիլ էսթեր / FAME)։ Բուսական յուղերից կամ կենդանական ճարպերից բիոդիզելի արտադրությունը ներառում է ճարպաթթուների՝ հիմքով կատալիզվող տրանսէսթերիֆիկացումը մեթանոլով կամ էթանոլով՝ համապատասխան մեթիլ էսթերների կամ էթիլ էսթերների ստացմամբ։ Ուլտրաձայնային մշակմամբ կարելի է հասնել բիոդիզելի՝ 99%-ից ավելի ելքի։ Ուլտրաձայնը զգալիորեն կրճատում է մշակման և բաժանման ժամանակը։
Սեղմե՛ք այստեղ՝ յուղից բիոդիզել ստանալու համար ուլտրաձայնի օժանդակությամբ տրանսէսթերիֆիկացման մասին ավելին կարդալու համար։
Հեղուկների ուլտրաձայնային գազազերծում, օդազերծում և փրփրազերծում
Հեղուկների գազազերծումը զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերի ևս մեկ կարևոր կիրառություն է։ Ուլտրաձայնային տատանումներն ու կավիտացիան առաջացնում են հեղուկում լուծված գազերի միաձուլում։ Գազի մանր պղպջակները միաձուլվելիս առաջացնում են ավելի մեծ պղպջակներ, որոնք արագորեն բարձրանում են հեղուկի վերին մակերևույթ, որտեղից դրանք կարելի է հեռացնել։ Այսպիսով, ուլտրաձայնային գազազերծումն ու օդազերծումը կարող են լուծված գազի մակարդակը նվազեցնել բնական հավասարակշռության մակարդակից ցածր։
Սեղմե՛ք այստեղ՝ հեղուկների ուլտրաձայնային գազազերծման մասին ավելին կարդալու համար։
Մետաղալարերի, մալուխների և շերտերի ուլտրաձայնային մաքրում
Ուլտրաձայնային մաքրումը էկոլոգիապես անվնաս այլընտրանք է անընդհատ նյութերի, օրինակ՝ մետաղալարերի և մալուխների, ժապավենների կամ խողովակների մաքրման համար։ Հզոր ուլտրաձայնային կավիտացիայի ազդեցությունը նյութի մակերևույթից հեռացնում է քսանյութերի մնացորդները, օրինակ՝ քսայուղը կամ թանձր քսուքը, օճառները, ստեարատները կամ փոշին։ Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է տարբեր ուլտրաձայնային համակարգեր՝ անընդհատ պրոֆիլների արտադրական գծում մաքրման համար։
Սեղմե՛ք այստեղ՝ անընդհատ պրոֆիլների ուլտրաձայնային մաքրման մասին լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար։
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Ի՞նչն է ուլտրաձայնային մշակումը դարձնում մշակման գերազանց մեթոդ։
Ուլտրաձայնային մշակումը՝ հեղուկները խառնելու նպատակով բարձր հաճախականության ձայնային ալիքների օգտագործումը, մի շարք պատճառներով մշակման արդյունավետ մեթոդ է։ Ահա մի քանի պատճառ, թե ինչու է բարձր ինտենսիվությամբ և մոտ 20kHz ցածր հաճախականությամբ ուլտրաձայնային մշակումը հատկապես ազդեցիկ և շահավետ հեղուկների ու կախույթների մշակման համար.
- Կավիտացիա. Ուլտրաձայնային մշակման հիմնական մեխանիզմներից մեկը մանր պղպջակների առաջացումն ու փլուզումն է՝ կավիտացիա կոչվող երևույթը։ 20kHz-ի դեպքում ձայնային ալիքներն ունեն հենց այն հաճախականությունը, որն անհրաժեշտ է պղպջակներն արդյունավետորեն առաջացնելու և փլուզելու համար։ Այս պղպջակների փլուզումն առաջացնում է բարձր էներգիայով հարվածային ալիքներ, որոնք կարող են մանրացնել մասնիկները և քայքայել բջիջները ուլտրաձայնով մշակվող հեղուկում։
- Տատանում և թրթռում. Բացի առաջացող ակուստիկ կավիտացիայից, ուլտրաձայնային զոնդի տատանումը հեղուկում առաջացնում է լրացուցիչ շարժում և խառնում՝ դրանով իսկ նպաստելով զանգվածափոխանակությանը և/կամ գազազերծմանը։
- Ներթափանցում. 20kHz հաճախականությամբ ձայնային ալիքներն ունեն համեմատաբար մեծ ալիքի երկարություն, ինչը թույլ է տալիս դրանց խորը ներթափանցել հեղուկների մեջ։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան տեղայնացված երևույթ է, որն առաջանում է ուլտրաձայնային զոնդի շրջակայքում։ Զոնդից հեռավորության մեծացման հետ կավիտացիայի ինտենսիվությունը նվազում է։ Այնուամենայնիվ, 20kHz հաճախականությամբ ուլտրաձայնային մշակումը կարող է արդյունավետորեն մշակել հեղուկի ավելի մեծ ծավալներ՝ համեմատած ավելի բարձր հաճախականությամբ ուլտրաձայնային մշակման հետ, որի ալիքների երկարությունն ավելի փոքր է, իսկ ներթափանցման խորությունը կարող է ավելի սահմանափակ լինել։
- Էներգիայի ցածր սպառում. Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է իրականացվել էներգիայի համեմատաբար ցածր սպառմամբ՝ համեմատած մշակման այլ մեթոդների հետ, ինչպիսիք են բարձր ճնշմամբ հոմոգենացումը կամ մեխանիկական խառնումը։ Սա այն դարձնում է հեղուկների մշակման ավելի էներգաարդյունավետ և տնտեսապես շահավետ մեթոդ։
- Գծային մասշտաբավորում. Ուլտրաձայնային գործընթացները կարող են մասշտաբավորվել լիովին գծային կերպով՝ ավելի մեծ կամ փոքր ծավալների համար։ Սա հուսալի է դարձնում արտադրության մեջ գործընթացի հարմարեցումները, քանի որ արտադրանքի որակը կարող է շարունակաբար կայուն պահպանվել։
- Խմբաքանակային մշակում և գծային հոսք. Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է իրականացվել խմբաքանակային կամ անընդհատ գծային գործընթացներով։ Խմբաքանակների ուլտրաձայնային մշակման համար ուլտրաձայնային զոնդը մտցվում է բաց անոթի կամ փակ խմբաքանակային ռեակտորի մեջ։ Անընդհատ հոսքի ուլտրաձայնային մշակման համար տեղադրվում է ուլտրաձայնային հոսքային խցիկ։ Հեղուկ միջավայրն անցնում է սոնոտրոդի (ուլտրաձայնային հաճախականությամբ տատանվող ձողի) կողքով՝ մեկ անցումով կամ վերաշրջանառությամբ, և ենթարկվում է ուլտրաձայնային ալիքների խիստ համաչափ ու արդյունավետ ազդեցությանը։
Ընդհանուր առմամբ, կավիտացիայի ինտենսիվ ուժերը, էներգիայի ցածր սպառումը և գործընթացի մասշտաբավորման հնարավորությունը ցածր հաճախականությամբ ու բարձր հզորությամբ ուլտրաձայնային մշակումը դարձնում են հեղուկների մշակման արդյունավետ մեթոդ։
Ուլտրաձայնային մշակման աշխատանքի սկզբունքը և կիրառումը
Ուլտրաձայնային մշակումը արդյունաբերական մշակման տեխնոլոգիա է, որը բազմաթիվ արդյունաբերական ճյուղեր ներդրել են լայնածավալ արտադրության համար։ Բարձր հուսալիությունն ու մասշտաբավորման հնարավորությունը, ինչպես նաև սպասարկման ցածր ծախսերն ու բարձր էներգաարդյունավետությունը ուլտրաձայնային մշակման սարքերը դարձնում են հեղուկների մշակման ավանդական սարքավորումների լավ այլընտրանք։ Ուլտրաձայնը նաև լրացուցիչ հետաքրքիր հնարավորություններ է առաջարկում. կավիտացիան՝ ուլտրաձայնի հիմնական ազդեցությունը, եզակի արդյունքներ է տալիս կենսաբանական, քիմիական և ֆիզիկական գործընթացներում։ Օրինակ՝ ուլտրաձայնային դիսպերսումն ու էմուլգացումը հեշտությամբ ապահովում են նանոչափային կայուն բաղադրակազմերի ստացում։ Բուսական նյութերի էքստրակցիայի ոլորտում ևս ուլտրաձայնը կենսաակտիվ միացությունների առանձնացման ոչ ջերմային մեթոդ է։
Մինչդեռ ցածր ինտենսիվության կամ բարձր հաճախականության ուլտրաձայնը հիմնականում օգտագործվում է վերլուծության, չքայքայող փորձարկումների և պատկերավորման համար, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը կիրառվում է հեղուկների և մածուկների մշակման համար, որտեղ ինտենսիվ ուլտրաձայնային ալիքներն օգտագործվում են խառնման, էմուլգացման, դիսպերգացման և դեագլոմերացման, բջիջների քայքայման կամ ֆերմենտների ապաակտիվացման նպատակով։ Հեղուկները բարձր ինտենսիվությամբ ուլտրաձայնով մշակելիս ձայնային ալիքները տարածվում են հեղուկ միջավայրերում։ Արդյունքում առաջանում են բարձր ճնշման (սեղմման) և ցածր ճնշման (նոսրացման) հերթագայվող ցիկլեր, որոնց կրկնման արագությունը կախված է հաճախականությունից։ Ցածր ճնշման ցիկլի ընթացքում բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկում ստեղծում են փոքր վակուումային պղպջակներ կամ խոռոչներ։ Երբ պղպջակները հասնում են այնպիսի ծավալի, որի դեպքում այլևս չեն կարող էներգիա կլանել, դրանք բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում ուժգին փլուզվում են։ Այս երևույթը կոչվում է կավիտացիա։ Ներս ուղղված փլուզման ընթացքում տեղային մակարդակում գրանցվում են շատ բարձր ջերմաստիճաններ (մոտ 5 000K) և ճնշումներ (մոտ 2 000atm)։ Կավիտացիոն պղպջակի ներս ուղղված փլուզման հետևանքով առաջանում են նաև վայրկյանում մինչև 280 մետր արագությամբ հեղուկի շիթեր։
Հեղուկներում ուլտրաձայնային կավիտացիան կարող է առաջացնել արագ և ամբողջական գազազերծում, նախաձեռնել տարբեր քիմիական ռեակցիաներ՝ առաջացնելով ազատ քիմիական իոններ (ռադիկալներ), արագացնել քիմիական ռեակցիաները՝ նպաստելով ռեագենտների խառնմանը, ուժեղացնել պոլիմերացման և դեպոլիմերացման ռեակցիաները՝ դիսպերգացնելով ագրեգատները կամ պոլիմերային շղթաներում անդառնալիորեն խզելով քիմիական կապերը, բարձրացնել էմուլգացման արագությունը, մեծացնել դիֆուզիայի արագությունը, ստանալ բարձր խտության էմուլսիաներ կամ միկրոմետրային կամ նանոմետրային չափերի նյութերի համասեռ դիսպերսիաներ, նպաստել կենդանական, բուսական, խմորասնկային կամ բակտերիալ բջիջներից այնպիսի նյութերի արդյունահանմանը, ինչպիսիք են ֆերմենտները, հեռացնել վիրուսները վարակված հյուսվածքից և, վերջապես, էրոզիայի ենթարկել ու քայքայել ազդեցության նկատմամբ զգայուն մասնիկները, այդ թվում՝ միկրոօրգանիզմները։ (հմմտ. Kuldiloke 2002)
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը ցածր մածուցիկության հեղուկներում առաջացնում է ուժգին շարժում, որը կարող է օգտագործվել հեղուկներում նյութերը դիսպերգացնելու համար։ (հմմտ. Ensminger, 1988) Հեղուկ/պինդ մարմին կամ գազ/պինդ մարմին բաժանման մակերևույթներում կավիտացիոն պղպջակների անհամաչափ ներս ուղղված փլուզումը կարող է առաջացնել չափազանց ուժգին տուրբուլենտություն, որը նվազեցնում է դիֆուզիոն սահմանային շերտի հաստությունը, մեծացնում կոնվեկտիվ զանգվածափոխանակությունը և զգալիորեն արագացնում դիֆուզիան այն համակարգերում, որտեղ սովորական խառնումը հնարավոր չէ։ (հմմտ. Nyborg, 1965)
Հաճախ տրվող հարցեր լաբորատոր, սեղանի վրա տեղադրվող և արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերի մասին
Արդյո՞ք Hielscher-ի ուլտրաձայնային պրոցեսորները նախագծված են ծանրաբեռնված արդյունաբերական կիրառությունների համար։
Այո։ Hielscher-ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը հատուկ նախագծված են ծանրաբեռնված արդյունաբերական միջավայրերում բարձր բեռնվածությամբ անընդհատ աշխատելու համար։ Յուրաքանչյուր սարքի ելքային հզորությունը տատանվում է 500 վատտից մինչև 16 կիլովատտ, և դրանք ստեղծված են բավարարելու լայնածավալ արտադրական գործընթացների խիստ պահանջները, որոնք լաբորատոր սարքերը չեն կարող ապահովել։
Որքանո՞վ են դիմացկուն Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը ծանր պայմաններում։
Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը ստեղծված են բացառիկ դիմացկունություն ապահովելու համար։ UIP շարքի յուրաքանչյուր բաղադրիչ մանրակրկիտ նախագծվում և փորձարկվում է երկարաժամկետ աշխատանք ապահովելու նպատակով։ Ամբողջ աշխարհում իրական շահագործման պայմաններում այս համակարգերը պարբերաբար դիմանում են բացօթյա տեղադրմանը, փոշոտ օդի, ցողվող հեղուկների ազդեցությանը և կոպիտ վարվելակերպին՝ առանց գործունակության խաթարման։
Կարելի՞ է վստահել Hielscher-ի սարքավորումներին անընդհատ՝ 24/7 աշխատանքի համար։
Անշուշտ։ Հուսալիությունը Hielscher-ի արդյունաբերական դասի նախագծման հիմնարար հենասյուներից է։ Նրանց ուլտրաձայնային պրոցեսորները հատուկ կառուցված են պահանջկոտ միջավայրերում անընդհատ աշխատելու համար՝ ապահովելով մշակման կայուն որակ և ձեր արտադրական գծի նվազագույն պարապուրդ։ Այս հուսալիությունը վճռորոշ է, երբ մշակման ծավալներն աճում են, իսկ շահագործման ծախսերը կարևոր նշանակություն ունեն։
Ի՞նչն է Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը դարձնում հարմար պահանջկոտ արդյունաբերական միջավայրերի համար։
Hielscher-ի սարքերն առանձնանում են պահանջկոտ միջավայրերում, քանի որ համատեղում են բարձր հզորությունը, ամուր կառուցվածքը և բացառիկ էներգաարդյունավետությունը։ Դրանց արդյունաբերական պրոցեսորները պահպանում են 85%-ից բարձր արդյունավետություն, ինչը ոչ միայն նվազեցնում է էլեկտրաէներգիայի ծախսերը, այլև ապահովում է կայուն մեխանիկական ելքային հզորություն մեծ բեռնվածքների պայմաններում։ Սա դրանք դարձնում է իդեալական այնպիսի բարդ հեղուկամշակման կիրառությունների համար, ինչպիսիք են բիոդիզելի արտադրությունը, գունանյութերի աղացումը և նանոնյութերի բաղադրակազմերի պատրաստումը։
Արդյո՞ք Hielscher-ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են երկար ծառայության ժամկետ։
Այո՛, երկար ծառայության ժամկետը Hielscher-ի նախագծման հիմնարար սկզբունքներից է։ Քանի որ յուրաքանչյուր բաղադրիչ խստորեն փորձարկվում է կայուն աշխատանքի համար, այս համակարգերը կառուցված են տարիներ շարունակ անընդհատ օգտագործման համար։ Էներգիայի փոխակերպման բարձր արդյունավետության և ամուր կառուցվածքի հետ մեկտեղ՝ Hielscher-ի պրոցեսորներն ապահովում են հուսալի, երկարատև աշխատանք նույնիսկ ամենաինտենսիվ արդյունաբերական պայմաններում։
Ինչպե՞ս է Hielscher-ն ապահովում սարքավորումների հուսալիությունը լաբորատոր մասշտաբից արտադրական մասշտաբի անցնելիս։
Hielscher-ը լուծում է մասշտաբավորման խնդիրը՝ առաջարկելով արդյունաբերական սարքերից կազմված խմբեր, որոնք ապահովում են ընդլայնված պահուստավորում և արտադրողականությունը հարմարեցնելու հնարավորություն։ Օգտագործելով մի քանի բարձր հզորության պրոցեսորներ (օրինակ՝ 6xUIP10000 խմբեր)՝ ձեռնարկությունները կարող են պահպանել հուսալի, անընդհատ աշխատանք՝ միաժամանակ մշակելով հսկայական ծավալներ (ժամում մինչև 50 խորանարդ մետր)՝ առանց առանձին բաղադրիչները գերբեռնելու։ Այս մոդուլային, մեծ բեռնվածքների համար նախատեսված մոտեցումը երաշխավորում է և՛ հուսալիություն, և՛ գործընթացի կայունություն մեծ մասշտաբներում։
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 Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- 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-ն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։




