Macinazione a umido e micro-macinazione a ultrasuoni
Gli ultrasuoni sono un mezzo efficace per la macinazione a umido e la micro-macinazione delle particelle. Inoltre Dispersione e deagglomerazioneLa macinazione a umido è un'importante applicazione dei dispositivi a ultrasuoni Hielscher.
In particolare, per la produzione di impasti di dimensioni superfini, gli ultrasuoni presentano molti vantaggi rispetto alle comuni apparecchiature per la riduzione delle dimensioni, quali: mulini a colloide (ad esempio mulini a sfere, mulini a perle), mulini a disco, mulini a getto, miscelatori rotore-statore (ultra turrax) o omogeneizzatori ad alta pressione. L'ultrasuonizzazione consente di lavorare impasti ad alta concentrazione e ad alta viscosità, riducendo così il volume da trattare. La macinazione a ultrasuoni è particolarmente indicata per la lavorazione di prodotti di dimensioni micron e nano-dimensioni materiali, come ceramica, allumina triidrata, solfato di bario, carbonato di calcio e ossidi metallici. Le tabelle seguenti mostrano immagini al microscopio della macinazione di allumina triidrata (da 150 micron a 10 micron), ceramica (da 30 micron a 2 micron) e carbonato di sodio (da 70 micron a 3 micron).
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| Fare clic sulle immagini qui sopra per vederle a piena risoluzione (640x480px). L'allumina triidrata trattata è stata fornita da Alcoa World Alumina LLC, Pittsburgh, PA, USA. Allumina triidrata AL(OH)3 è noto anche come triidrossido di alluminio serie ATH, allumina idrata di Bayer, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, idragillite o Gibbsite. Ha un Mohs’ durezza di 2,5-3,5. | ||
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I dispositivi a ultrasuoni sono molto facili da installare e da utilizzare. Ci sono solo due parti a contatto con il materiale da fresare: il sonotrodo in titanio e la cella di flusso in acciaio inox. Grazie al design semplice della cella di flusso a ultrasuoni, le unità possono essere pulite rapidamente. Poiché i dispositivi a ultrasuoni Hielscher hanno un'efficienza molto elevata nella conversione dell'energia elettrica in energia meccanica, in genere la potenza necessaria per la fresatura a ultrasuoni è inferiore a quella delle apparecchiature di fresatura convenzionali.
L'effetto di macinazione delle particelle è basato su un'intensa Cavitazione ad ultrasuoni. Quando si sonicano i liquidi ad alta intensità, le onde sonore che si propagano nel mezzo liquido danno luogo a cicli alternati di alta pressione (compressione) e bassa pressione (rarefazione), con velocità che dipendono dalla frequenza. Durante il ciclo di bassa pressione, le onde ultrasoniche ad alta intensità creano piccole bolle o vuoti nel liquido. Quando le bolle raggiungono un volume tale da non poter più assorbire energia, collassano violentemente durante un ciclo di alta pressione. Questo fenomeno è definito cavitazione.
L'implosione delle bolle di cavitazione provoca microturbolenze e microgetti fino a 1000 km/ora. Le particelle di grandi dimensioni sono soggette a erosione superficiale (attraverso il collasso della cavitazione nel liquido circostante) o a riduzione delle dimensioni delle particelle (a causa della fissione per collisione interparticellare o del collasso delle bolle di cavitazione formatesi sulla superficie). Questo porta a una forte accelerazione della diffusione, dei processi di trasferimento di massa e delle reazioni in fase solida a causa della modifica delle dimensioni e della struttura dei cristalliti.
processori a ultrasuoni e celle a flusso per la dispersione e per la macinazione a umido di polveri sono disponibili per Laboratorio e produzione livello. I sistemi industriali possono essere facilmente adattati per lavorare in linea. Per la ricerca e il collaudo di questo processo e per molti altri Processi sicochimici consigliamo i nostri dispositivi di laboratorio o il UIP1000hd.