液体中での超音波キャビテーション

高強度超音波の超音波は、液体中にキャビテーションを発生させます。キャビテーションは、最大千キロ/時間の液体ジェット、2000atmまでの圧力及び最大5000ケルビンの温度として、局所的に極端な影響を引き起こします。

超音波キャビテーションについて

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicator
高強度で液体を超音波処理する際に、液体培地中に伝播する音波は、周波数に応じてレートで、高圧(圧縮)及び低圧(希薄化)のサイクルを交互につながります。低圧サイクルの間に、高強度の超音波は、液体中に小さな真空泡又は空隙を作ります。気泡が、彼らはもはやエネルギーを吸収することはできませんこれでボリュームを達成すると、彼らは、高圧サイクル中に激しく崩壊します。この現象はキャビテーションと呼ばれています。爆縮時には非常に高い温度(約5,000K)と圧力(約2,000atm)がローカルに達しています。キャビテーション気泡の内破はまた、最大280メートル/秒の速度の液体ジェットをもたらします。

音響または超音波キャビテーション:気泡の成長と爆縮

音響キャビテーション(パワー超音波によって生成される)は、局所的に極端な条件、いわゆるソノメカニカルおよび音響化学的効果を作り出す。これらの効果のために、超音波処理は、より高い収率、より速い反応速度、新しい経路、および改善された全体的な効率につながる化学反応を促進する。

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Acoustic cavitation as shown here at the Hielscher ultrasonicator UIP1500hdT is used to initiate and promote chemical reactions. Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1500hdT (1500W) ultrasonicator for sonochemical reactions.

ガラス反応器内の超音波装置UIP1000hdT(1000ワット、20kHz)のカスカトロードプローブでの超音波キャビテーション。

音響キャビテーションのビデオ

このビデオは、ヒールシャーUIP1000によって生成された水中の超音波/音響キャビテーションを示しています。超音波キャビテーションは、多くの液体用途に使用されます。

UIP1000を使用した液体中の超音波キャビテーション

キャビテーションアプリケーション

効果は、例えば、多くのプロセスのために液体中で使用することができます混合およびブレンドするため、解凝集、 製粉 そして 細胞崩壊。特に、液体ジェットの高剪断は、粒子表面および粒子間の衝突で亀裂を生じさせます。

水中の超音波グラフェン剥離

3-mmソノトロードを備えた200W超音波装置であるUP200Sを使用した水中のグラファイトフレークのソノ機械的剥離を示すフレームの高速シーケンス(aからfまで)。矢印は、分裂(剥離)の場所を示し、キャビテーション気泡が分裂を貫通する。
© 2020年トゥルニナら (CC BY-NC-ND 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)

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下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000
超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロット、産業加工で使用されます。

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。



文献 / 参考文献


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。