დენის ულტრაბგერის გამოყენება ულტრაბგერითი რქების გამოყენებით
ულტრაბგერითი რქები ან ზონდები ფართოდ გამოიყენება მრავალჯერადი სითხის დამუშავებისთვის, მათ შორის ჰომოგენიზაციის, დისპერსიის, სველი დაფქვის, ემულსიფიკაციის, ექსტრაქციის, დაშლის, დაშლისა და დეაერაციის ჩათვლით. შეიტყვეთ საფუძვლები ულტრაბგერითი რქების, ულტრაბგერითი ზონდების და მათი გამოყენების შესახებ.
ულტრაბგერითი რქა vs ულტრაბგერითი ზონდი
ხშირად, ტერმინი ულტრაბგერითი რქა და ზონდი გამოიყენება ურთიერთშენაცვლებით და ეხება ულტრაბგერითი ღეროს, რომელიც გადასცემს ულტრაბგერითი ტალღებს სითხეში. სხვა ტერმინები, რომლებიც გამოიყენება ულტრაბგერითი ზონდისთვის, არის აკუსტიკური საყვირი, სონოტროდი, აკუსტიკური ტალღის გზამკვლევი ან ულტრაბგერითი თითი. თუმცა, ტექნიკურად არის განსხვავება ულტრაბგერით რქასა და ულტრაბგერით ზონდს შორის.
ორივე, რქა და ზონდი, ეხება ეგრეთ წოდებული ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის ნაწილებს. ულტრაბგერითი საყვირი არის ულტრაბგერითი გადამცემის ლითონის ნაწილი, რომელიც აღფრთოვანებულია პიეზოელექტრული ვიბრაციების საშუალებით. ულტრაბგერითი რქა ვიბრირებს გარკვეულ სიხშირეზე, მაგ. 20kHz, რაც ნიშნავს 20000 ვიბრაციას წამში. ტიტანი არის სასურველი მასალა ულტრაბგერითი რქების დასამზადებლად მისი შესანიშნავი აკუსტიკური გადაცემის თვისებების, ძლიერი დაღლილობის სიძლიერისა და ზედაპირის სიხისტის გამო.
ულტრაბგერითი ზონდი ასევე მოუწოდა sonotrode ან ულტრაბგერითი თითი. ეს არის ლითონის ღერო, რომელიც ყველაზე ხშირად დამზადებულია ტიტანისგან და მიბმული ულტრაბგერითი რქაზე. ულტრაბგერითი ზონდი არის ულტრაბგერითი პროცესორის მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომელიც გადასცემს ულტრაბგერითი ტალღებს გაჟღენთილ გარემოში. ხელმისაწვდომია ულტრაბგერითი ზონდები/სონოტროდები სხვადასხვა ფორმის (მაგ. მიუხედავად იმისა, რომ ტიტანი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული მასალა ულტრაბგერითი ზონდებისთვის, ასევე არსებობს სონოტროდი დამზადებული უჟანგავი ფოლადის, კერამიკის, მინის და სხვა მასალებისგან.
ვინაიდან ულტრაბგერითი საყვირი და ზონდი გაჟღენთვის დროს მუდმივი შეკუმშვის ან დაძაბულობის ქვეშ იმყოფება, რქისა და ზონდის მასალის შერჩევა გადამწყვეტია. მაღალი ხარისხის ტიტანის შენადნობი (კლასის 5) ითვლება ყველაზე საიმედო, გამძლე და ეფექტურ ლითონად, რათა გაუძლოს სტრესს, შეინარჩუნოს მაღალი ამპლიტუდები დიდი ხნის განმავლობაში და გადასცეს აკუსტიკური და მექანიკური თვისებები.
ულტრაბგერითი გადამყვანი UIP2000hdT ულტრაბგერითი რქით, გამაძლიერებლით და ზონდით (სონოტროდი)
- ულტრაბგერითი მაღალი ათვლის შერევა
- ულტრაბგერითი სველი დაფქვი
- ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერსია
- ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია
- ულტრაბგერითი ექსტრაქცია
- ულტრაბგერითი დაშლა
- ულტრაბგერითი უჯრედების დარღვევა და ლიზისი
- ულტრაბგერითი დეგაზაცია და დეაერაცია
- სონოქიმია (სონოსინთეზი, სონო-კატალიზი)
როგორ მუშაობს დენის ულტრაბგერა? – აკუსტიკური კავიტაციის სამუშაო პრინციპი
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი გამოყენებისთვის, როგორიცაა ჰომოგენიზაცია, ნაწილაკების ზომის შემცირება, დაშლა ან ნანო-დისპერსიები, მაღალი ინტენსივობის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერა წარმოიქმნება ულტრაბგერითი გადამცემით და გადაეცემა ულტრაბგერითი რქისა და ზონდის (სონოტროდის) მეშვეობით სითხეში. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა ითვლება ულტრაბგერით 16-30 kHz დიაპაზონში. ულტრაბგერითი ზონდი ფართოვდება და იკუმშება, მაგ., 20 კჰც სიხშირეზე, რითაც გადასცემს შესაბამისად 20000 ვიბრაციას წამში საშუალოში. როდესაც ულტრაბგერითი ტალღები მოგზაურობენ სითხეში, მაღალი წნევის (შეკუმშვის) / დაბალი წნევის (იშვიათობის / გაფართოების) ციკლების მონაცვლეობა ქმნის წვრილი ღრუებს (ვაკუუმის ბუშტები), რომლებიც იზრდება წნევის რამდენიმე ციკლზე. სითხისა და ბუშტების შეკუმშვის ფაზაში წნევა დადებითია, ხოლო იშვიათი ფაზა წარმოქმნის ვაკუუმს (უარყოფითი წნევა). შთანთქავს შემდგომ ენერგიას. ამ დროს ისინი ძალადობრივად აფეთქებენ. ამ ღრუების აფეთქება იწვევს სხვადასხვა უაღრესად ენერგიულ ეფექტებს, რომლებიც ცნობილია როგორც აკუსტიკური/ულტრაბგერითი კავიტაციის ფენომენი. აკუსტიკური კავიტაცია ხასიათდება მრავალფეროვანი მაღალი ენერგეტიკული ეფექტებით, რომლებიც გავლენას ახდენენ სითხეებზე, მყარ/თხევად სისტემებზე, ასევე გაზის/თხევად სისტემებზე. ენერგიით მკვრივი ზონა ან კავიტაციური ზონა ცნობილია, როგორც ეგრეთ წოდებული ცხელი წერტილის ზონა, რომელიც ყველაზე მეტად ენერგიით მკვრივია ულტრაბგერითი ზონდის სიახლოვეს და მცირდება სონოტროდიდან დაშორების ზრდასთან ერთად. ულტრაბგერითი კავიტაციის ძირითადი მახასიათებლები მოიცავს ადგილობრივ ძალიან მაღალ ტემპერატურასა და წნევას და შესაბამის დიფერენციალებს, ტურბულენტობას და სითხის ნაკადს. ულტრაბგერითი ცხელ წერტილებში ულტრაბგერითი ღრუების აფეთქების დროს შეიძლება გაიზომოს ტემპერატურა 5000 კელვინამდე, წნევა 200 ატმოსფერომდე და თხევადი ჭავლები 1000 კმ/სთ-მდე. ეს გამორჩეული ენერგეტიკული ინტენსიური პირობები ხელს უწყობს სონომექანიკურ და სონოქიმიურ ეფექტებს, რომლებიც აძლიერებენ პროცესებსა და ქიმიურ რეაქციებს სხვადასხვა გზით.
ულტრაბგერითი ზემოქმედების ძირითადი გავლენა სითხეებსა და ხსნარებზე შემდეგია:
- მაღალი ათვლის: ულტრაბგერითი მაღალი ათვლის ძალები არღვევს სითხეებსა და თხევად-მყარ სისტემებს, რაც იწვევს ინტენსიურ აჟიოტაჟს, ჰომოგენიზაციას და მასის გადატანას.
- Გავლენა: თხევადი ჭავლები და ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი ნაკადი აჩქარებს მყარ ნივთიერებებს სითხეებში, რაც შემდგომში იწვევს ნაწილაკთაშორის შეჯახებას. როდესაც ნაწილაკები ეჯახება ძალიან მაღალი სიჩქარით, ისინი იშლება, იშლება და იშლება და იშლება წვრილად, ხშირად ნანო ზომამდე. ბიოლოგიური ნივთიერებისთვის, როგორიცაა მცენარეული მასალები, მაღალი სიჩქარის თხევადი ჭავლები და მონაცვლეობითი წნევის ციკლები არღვევს უჯრედის კედლებს და ათავისუფლებს უჯრედშიდა მასალას. ეს იწვევს ბიოაქტიური ნაერთების მაღალეფექტურ მოპოვებას და ბიოლოგიური ნივთიერების ერთგვაროვან შერევას.
- Აგიტაცია: ულტრაბგერითი დამუშავება იწვევს ძლიერ ტურბულენტობას, ათვლის ძალებს და მიკრო მოძრაობას სითხეში ან ნალექში. ამრიგად, სონიკა ყოველთვის აძლიერებს მასის გადაცემას და ამით აჩქარებს რეაქციებსა და პროცესებს.
ულტრაბგერითი რქა
ინდუსტრიაში გავრცელებული ულტრაბგერითი აპლიკაციები გავრცელებულია კვების მრავალ ფილიალში & ფარმა, ჯარიმა-ქიმია, ენერგია & ნავთობქიმია, გადამუშავება, ბიოქარხნები და ა.შ. და მოიცავს შემდეგს:
- ულტრაბგერითი ბიოდიზელის სინთეზი
- ხილის წვენების ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაცია
- ვაქცინების ულტრაბგერითი წარმოება
- ულტრაბგერითი Li-ion ბატარეის გადამუშავება
- ნანო მასალების ულტრაბგერითი სინთეზი
- ფარმაცევტული საშუალებების ულტრაბგერითი ფორმულირება
- CBD-ის ულტრაბგერითი ნანო-ემულსიფიკაცია
- ბოტანიკური ნივთიერებების ულტრაბგერითი მოპოვება
- ულტრაბგერითი ნიმუშის მომზადება ლაბორატორიებში
- სითხეების ულტრაბგერითი დეგაზიზაცია
- ნედლეულის ულტრაბგერითი დესულფურიზაცია
- და მრავალი სხვა …
ულტრაბგერითი რქები და ზონდები მაღალი ხარისხის აპლიკაციებისთვის
Hielscher Ultrasonics არის დიდი ხნის გამოცდილების მწარმოებელი და დისტრიბუტორი მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი აპარატების, რომლებიც მთელ მსოფლიოში გამოიყენება მძიმე აპლიკაციებისთვის მრავალ ინდუსტრიაში.
ულტრაბგერითი პროცესორებით ყველა ზომის 50 ვატიდან 16 კვტ-მდე თითო მოწყობილობაზე, ზონდებში სხვადასხვა ზომისა და ფორმის, ულტრაბგერითი რეაქტორებით სხვადასხვა მოცულობითა და გეომეტრიით, Hielscher Ultrasonics-ს აქვს შესაბამისი აღჭურვილობა თქვენი აპლიკაციისთვის იდეალური ულტრაბგერითი კონფიგურაციისთვის.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების შერევას აპლიკაციების, დისპერსიის, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- 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.