ულტრაბგერითი კავიტაცია ეფექტური საშუალებაა მელნის პიგმენტების დაშლისა და მიკროდაფქვისთვის (სველი დაფქვისთვის). ულტრაბგერითი დისპერსერები წარმატებით გამოიყენება კვლევებში, ისევე როგორც სამრეწველო წარმოებაში UV-, წყლის ან გამხსნელზე დაფუძნებული ჭავლური მელნის წარმოებაში.

ნანო-დისპერსირებული ჭავლური მელანი

ულტრაბგერა ძალიან ეფექტურია ნაწილაკების ზომის შემცირებაში 500 μm-დან დაახლოებით. 10 ნმ.
როდესაც ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება ჭავლური მელნის ნანონაწილაკების დასაშლელად, მელნის ფერის დიაპაზონი, გამძლეობა და ბეჭდვის ხარისხი შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს. ამიტომ, ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატები ფართოდ გამოიყენება ნანონაწილაკების შემცველი ჭავლური მელანების, სპეციალიზებული მელანების (მაგ. გამტარ მელანი, 3D-ბეჭდვადი მელანი, ტატუს მელანი) და საღებავების წარმოებაში.
 

ქვემოთ მოყვანილი გრაფიკები გვიჩვენებს მაგალითს ჭავლური მელნის არა-ბგერითი და ულტრაბგერითი დისპერსიული შავი პიგმენტებისთვის. ულტრაბგერითი მკურნალობა ჩატარდა ულტრაბგერითი ზონდით UIP1000hdT. ულტრაბგერითი მკურნალობის შედეგი არის ნაწილაკების შესამჩნევად მცირე ზომა და ნაწილაკების ზომის ძალიან ვიწრო განაწილება.

ულტრაბგერითი დისპერსიის შედეგად წარმოიქმნება მნიშვნელოვნად უფრო მცირე და ერთიანი მელნის პიგმენტები. (მწვანე დიაგრამა: გახმოვანებამდე – წითელი დიაგრამა: სონიკაციის შემდეგ)

როგორ აუმჯობესებს ულტრაბგერითი დისპერსია ჭავლური მელნის ხარისხს?

მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი აპარატები ძალზე ეფექტურია ნანონაწილაკების დისპერსიის, ზომის შემცირებისა და ერთგვაროვანი განაწილებისთვის.
ეს ნიშნავს, რომ ჭავლური მელნის ულტრაბგერითი ნანონაწილაკების განაწილებამ შეიძლება გააუმჯობესოს მისი შესრულება და გამძლეობა. ნანონაწილაკები არის ძალიან პატარა ნაწილაკები, რომელთა ზომებია 1-დან 100 ნანომეტრამდე და მათ აქვთ უნიკალური თვისებები, რომლებსაც შეუძლიათ ჭავლური მელნის გაძლიერება რამდენიმე გზით.

• პირველ რიგში, ნანონაწილაკებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ ჭავლური მელნის ფერთა დიაპაზონი, რაც ეხება ფერების დიაპაზონს, რომლის წარმოებაც შესაძლებელია. როდესაც ნანონაწილაკები თანაბრად იშლება ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატით, მელანი ავლენს, შესაბამისად, უფრო ნათელ და გაჯერებულ ფერებს. ეს იმიტომ ხდება, რომ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ შუქის გაფანტვა და ასახვა ისე, როგორც ტრადიციულ საღებავებსა და პიგმენტებს არ შეუძლიათ, რაც იწვევს ფერის რეპროდუქციის გაუმჯობესებას.
• მეორეც, ჰომოგენურად გაფანტულ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ გაზარდონ ჭავლური მელნის წინააღმდეგობა გაქრობის, წყლისა და დაბინძურების მიმართ. ეს იმიტომ ხდება, რომ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ უფრო მჭიდროდ შეაერთონ ქაღალდთან ან სხვა სუბსტრატთან, რაც ქმნის უფრო გამძლე და ხანგრძლივ სურათს. გარდა ამისა, ნანონაწილაკებს შეუძლიათ თავიდან აიცილონ მელნის სისხლდენა ქაღალდში, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დაბინძურება და შეამციროს დაბეჭდილი გამოსახულების სიმკვეთრე.
• და ბოლოს, ულტრაბგერითი გაფანტულ ნანონაწილაკებს ასევე შეუძლიათ გააუმჯობესონ ჭავლური მელნის ბეჭდვის ხარისხი და გარჩევადობა. ულტრაბგერითი დისპერსატორები განსაკუთრებით ეფექტურია, როდესაც საქმე ეხება ნანონაწილაკების დაფქვას და სითხეებში შერევას. მცირე ნაწილაკების გამოყენებით, მელანს შეუძლია შექმნას უფრო თხელი და ზუსტი ხაზები, რაც გამოიწვევს უფრო მკვეთრ და ნათელ სურათებს. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ისეთ აპლიკაციებში, როგორიცაა მაღალი ხარისხის ფოტო ბეჭდვა და სახვითი ხელოვნების ბეჭდვა.

კონტროლი პროცესის პარამეტრებზე და დისპერსიის შედეგებზე

ნაწილაკების ზომა და მელნის პიგმენტების ნაწილაკების ზომა განაწილება ბევრ პროდუქტის მახასიათებელს იწვევს, როგორიცაა ძალა ან ბეჭდვის ხარისხი. როდესაც საქმე ეხება ჭავლური ბეჭდვის მცირე რაოდენობით უფრო დიდი ნაწილაკების შეიძლება გამოიწვიოს dispersion არასტაბილურობის, sedimentation ან ჭავლური nozzle მარცხი. ამ მიზეზით მნიშვნელოვანია ჭავლური მელნის ხარისხისთვის პროდუქციის გამოყენების ზომა შემცირების პროცესის კარგი კონტროლი.

ჭავლური მელნის ნანო-დისპერსიების შიდა დამუშავება

Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები ჩვეულებრივ გამოიყენება in-line. ჭავლური მელანი შეედინება რეაქტორის ჭურჭელში. იქ მას ექვემდებარება ულტრაბგერითი კავიტაცია კონტროლირებადი ინტენსივობით. ექსპოზიციის დრო არის რეაქტორის მოცულობის და მასალის კვების სიჩქარის შედეგი. Inline sonication გამორიცხავს გვერდის ავლით, რადგან ყველა ნაწილაკი გადის რეაქტორის კამერას განსაზღვრული გზით. ვინაიდან ყველა ნაწილაკი ყოველი ციკლის განმავლობაში ერთსა და იმავე დროს ექვემდებარება ზემოქმედების იდენტურ პარამეტრებს, ულტრაბგერითი გამომუშავება, როგორც წესი, ვიწროვდება და ცვლის განაწილების მრუდს, ვიდრე აფართოებს მას. ულტრაბგერითი დისპერსია წარმოქმნის შედარებით სიმეტრიულ ნაწილაკების ზომის განაწილებას. საერთოდ, მარჯვენა კუდა – მრუდის უარყოფითი გადახრა, რომელიც გამოწვეულია უხეში მასალებზე გადაადგილებით ("კუდი" მარჯვნივ) – ვერ აკვირდება sonicated ნიმუშები.

დისპერსია კონტროლირებად ტემპერატურებზე: პროცესის გაგრილება

ტემპერატურის მგრძნობიარე მანქანებისათვის, Hielscher გთავაზობთ jacketed ნაკადის საკანში რეაქტორები ყველა ლაბორატორიული და სამრეწველო მოწყობილობები. შიდა რეაქტორის კედლების გაგრილებით, პროცესი სითბოს შეიძლება ეფექტურად გაუქმდეს.

ქვემოთ მოყვანილ სურათებზე ნაჩვენებია ნახშირბადის შავი პიგმენტი, რომელიც გაფანტულია ულტრაბგერითი ზონდით UIP1000hdT UV მელნით.

ულტრაბგერითი დისპერსია უზრუნველყოფს ნაწილაკების ზომის ეფექტურ შემცირებას და ნახშირბადის შავი პიგმენტების ერთგვაროვან განაწილებას UV მელანში.

ჭავლური მელნის დისპერსირება და დეაგლომერაცია ნებისმიერი მასშტაბით

Hielscher აწარმოებს ულტრაბგერით დისპერსიულ მოწყობილობას მელნის დასამუშავებლად ნებისმიერი მოცულობისთვის. ულტრაბგერითი ლაბორატორიული ჰომოგენიზატორები გამოიყენება მოცულობებისთვის 1.5 მლ-დან დაახლ. 2 ლ და იდეალურია მელნის ფორმულირებების R+D ეტაპისთვის, ასევე ხარისხის ტესტირებისთვის. გარდა ამისა, ლაბორატორიაში ტექნიკურ-ეკონომიკური ტესტირება საშუალებას გაძლევთ ზუსტად შეარჩიოთ კომერციული წარმოებისთვის საჭირო აღჭურვილობის ზომა.
სამრეწველო ულტრაბგერითი დისპერსერები გამოიყენება წარმოებაში 0.5-დან დაახლოებით 2000 ლ-მდე პარტიებისთვის ან ნაკადის სიჩქარეზე 0.1 ლ-დან 20 მ³ საათში. სხვა დისპერსიული და დაფქვის ტექნოლოგიებისგან განსხვავებით, ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება ადვილად გაფართოვდეს, რადგან პროცესის ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრი შეიძლება იყოს წრფივი მასშტაბირება.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ულტრაბგერითი აპარატის ზოგად რეკომენდაციებს, რაც დამოკიდებულია დასამუშავებელი სერიის მოცულობაზე ან ნაკადის სიჩქარეზე.

 
როგორ მუშაობს ულტრაბგერითი დისპერსერები? – აკუსტიკური კავიტაციის მუშაობის პრინციპი
ულტრაბგერითი კავიტაცია არის პროცესი, რომელიც იყენებს მაღალი სიხშირის ხმის ტალღებს სითხეში გაზის პატარა ბუშტების წარმოქმნისთვის. როდესაც ბუშტები ექვემდებარება მაღალ წნევას, ისინი შეიძლება დაიშალოს, ან აფეთქდეს, ათავისუფლებს ენერგიის აფეთქებას. ეს ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითხეში ნაწილაკების დასაშლელად, მათი დაშლის მცირე ზომებად.
ულტრაბგერითი კავიტაციის დროს ხმის ტალღები წარმოიქმნება ულტრაბგერითი გადამცემით, რომელიც, როგორც წესი, დამონტაჟებულია ზონდზე ან რქაზე. გადამყვანი ელექტრო ენერგიას გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად ხმის ტალღების სახით, რომლებიც შემდეგ გადაეცემა სითხეში ზონდის ან რქის მეშვეობით. როდესაც ხმის ტალღები სითხემდე აღწევს, ისინი ქმნიან მაღალი წნევის ტალღებს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გაზის ბუშტების აფეთქება.
დისპერსიულ პროცესებში ულტრაბგერითი კავიტაციის რამდენიმე პოტენციური გამოყენება არსებობს, მათ შორის ემულსიების წარმოება, პიგმენტების და შემავსებლების დისპერსია და ნაწილაკების დეაგლომერაცია. ულტრაბგერითი კავიტაცია შეიძლება იყოს ეფექტური გზა ნაწილაკების დასაშლელად, რადგან მას შეუძლია წარმოქმნას მაღალი ათვლის ძალები და ენერგიის შეყვანა, ისევე როგორც პროცესის სხვა მნიშვნელოვანი პარამეტრი, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა, შეიძლება ზუსტად იყოს კონტროლირებადი, რაც შესაძლებელს გახდის პროცესის მორგებას კონკრეტულ საჭიროებებზე. განაცხადი. პროცესის ეს ზუსტი კონტროლი გაჟღერების ერთ-ერთი გამორჩეული უპირატესობაა, რადგან მაღალი ხარისხის პროდუქტები შეიძლება იყოს საიმედო და რეპროდუცირებულად წარმოებული და ნაწილაკების ან სითხის არასასურველი დეგრადაციის თავიდან აცილება.

ძლიერი და მარტივი გაწმენდა

ულტრაბგერითი რეაქტორი შედგება რეაქტორის ჭურჭლისა და ულტრაბგერითი სონოტროდისგან. ეს არის ერთადერთი ნაწილი, რომელიც ექვემდებარება ცვეთას და მისი მარტივად შეცვლა შესაძლებელია რამდენიმე წუთში. რხევა-გამყოფი ფლანგები საშუალებას იძლევა დაამონტაჟოს სონოტროდი ღია ან დახურულ წნევით კონტეინერებში ან ნაკადის უჯრედებში ნებისმიერი მიმართულებით. საკისრები არ არის საჭირო. ნაკადის უჯრედის რეაქტორები, როგორც წესი, დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან და აქვთ მარტივი გეომეტრია და ადვილად შეიძლება დაიშალა და წაშალოს. არ არის პატარა ხვრელები ან ფარული კუთხეები.

ულტრაბგერითი სუფთა ადგილი

ულტრაბგერითი ინტენსივობა, რომელიც გამოიყენება აპლიკაციების დასაშლელად, ბევრად უფრო მაღალია, ვიდრე ტიპიური ულტრაბგერითი გაწმენდისთვის. ამიტომ, ულტრაბგერითი სიმძლავრე შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაწმენდისა და გამრეცხვის დროს, რადგან ულტრაბგერითი კავიტაცია აშორებს ნაწილაკებს და სითხის ნარჩენებს სონოტროდიდან და ნაკადის უჯრედის კედლებიდან.