प्रोब टाइप सोनिकिंग बनाम अल्ट्रासोनिक बाथ: एक क्षमता तुलना

अल्ट्रासोनिक्स को तरल पदार्थ देखि वांछित प्रभाव – सहित Homogenization, विच्छेदन, डिगलगोमेसन, मिलिंग, उत्तेजना, निकासी, lysis, विघटन र सुनकोमिकल प्रभाव - को कारण हो cavitation। तरल मध्यममा उच्च शक्ति अल्ट्रासाउन्डको परिचय गरेर, ध्वनि तरंगहरू तरल पदार्थमा फैलिएको छ र उच्च रक्तचाप (सङ्कुचन) र कम-दबाव (दुर्लभ) चक्र सिर्जना गर्दछ। कम-दबाव चक्रको समयमा, उच्च-तीव्रता अल्ट्रासोनिक तरंगहरू सानो वैक्यूम बुलबुले बनाउँछ वा तरलमा आवाज गर्दछ। जब बुलबुले एक भोल्युम प्राप्त गर्दछ जुन उनीहरूले अब ऊर्जालाई अवशोषित गर्न सक्दैनन्, उनीहरूले उच्च दबाव चक्रको समयमा उल्लङ्घन गरे। यो घटनाले cavitation लाई निषेध गरिएको छ। इम्प्लोसेशनको समयमा धेरै उच्च तापमान (लगभग 5,000 किलोमिटर) र दबाब (लगभग 2000,000) स्थानीय स्तरमा पुगेको छ। Cavitation बुलबुले को सम्पीडन पनि 280m / s को वेग को तरल जेटहरु मा परिणाम गर्दछ। [Suslick 1 99 8]

मोहोलकर एट अल। (2000) मा पाया कि बुलबुले को उच्चतम cavitation तीव्रता को क्षेत्र मा एक क्षणिक गति को रूप मा छ, जबकि कम cavitation तीव्रता को क्षेत्र मा बुलबुले स्थिर / oscillatory गति को सामना गरे। बुलबुले को क्षणिक पतन जसले स्थानीय तापमान र दबाव मैक्सिमा बढाउँछ जसले अल्ट्रासाउन्डको रासायनिक प्रणालीमा देखाएको प्रभावको मूल हो।
अल्ट्रासोनिकेशन को तीव्रता ऊर्जा इनपुट र सोनोट्रोड सतह क्षेत्र को एक प्रकार्य हो। दिइएको ऊर्जा इनपुटको लागी: सोनोट्रोडको सतह क्षेत्र ठूलो, अल्ट्रासाउन्डको तीव्रता।
अल्ट्रासाउन्ड तरंगहरू विभिन्न प्रकारका अल्ट्रासोनिक प्रणालीद्वारा उत्पन्न गर्न सकिन्छ। निम्नमा, प्रवाह सेल च्याम्बर सँग एक खुला पोत र अल्ट्रासोनिक जांच यन्त्रमा अल्ट्रासोनिक स्नान, अल्ट्रासोनिक जांच यन्त्र प्रयोग गरेर sonication बीच मतभेद तुलनात्मक रूपमा तुलना गरिनेछ।

Cavitational hot spot distribution को तुलना

अल्ट्रासोनिक स्नान

अल्ट्रासोनिक स्नानमा, cavitation गैर-अनुरूपता र ट्यांक मार्फत अनियमित रूपमा वितरित हुन्छ। Sonication प्रभाव हो कम तीव्रता र अहिल्यै फिंजाउनु। प्रक्रिया को दोहोरीपन र स्केलेबिलिटी धेरै खराब छ।
तल चित्रले अल्ट्रासोनिक टैंकमा पन्नी परीक्षणको नतीजा देखाउँछ। यसैले, एक पतली एल्यूमिनियम वा टिन पन्नी पानी भरिएको अल्ट्रासोनिक ट्यांकको तलमा राखिएको छ। Sonication पछि, एक किरण ईर्ष्याहरू देखिने छन्। ती एकल प्रचलित स्थानहरू र पन्नीमा प्वालहरू cavitational hot spots लाई संकेत गर्दछ। यस कारणले कम ऊर्जा र असमान ट्यांक भित्र अल्ट्रासाउन्डको वितरण, छोटो पङ्क्ति मात्र स्पेस-बुद्धि हुन्छ। यसैले, अल्ट्रासोनिक नहाने प्राय: अनुप्रयोगहरुको सफाईका लागि प्रयोग गरिन्छ।

तलका तथ्याङ्कहरू अल्ट्रासोनिक नहाइमा सेतोटिटिक हट स्पटहरूको असामान्य वितरण देखाउँछन्। छवि 2 मा, 20 को तल्लो क्षेत्र संग एक स्नान×10 सेमी प्रयोग गरिएको छ।

छवि 3 मा देखाएको मापको लागि, 12x10 सेन्टिमिटरको तलको स्थानमा अल्ट्रासोनिक नहाइ प्रयोग गरिएको छ।

दुवै मापले थाहा छ कि अल्ट्रासोनिक ट्यांकमा अल्ट्रासोनिक विक्रय क्षेत्रको वितरण धेरै असमान छ।
स्नानमा विभिन्न स्थानहरूमा अल्ट्रासोनिक विक्रिरणको अध्ययन अल्ट्रासोनिक स्नानमा cavitation तीव्रतामा महत्त्वपूर्ण स्थानिक भिन्नताहरू देखाउँछ।

आकृति 4 ले तल अल्ट्रासोनिक स्नान र अल्ट्रासोनिक जांच यन्त्रको दक्षता तुलना गर्दछ जुन अजई डाई मिथाइल वायलेट को विकृतिकरण द्वारा प्रदान गरिएको छ।

धनगढी र एट अल। उनीहरूको अध्ययनमा भेटिए जांच प्रकार अल्ट्रासोनिक उपकरणहरू छन् high localized तीव्रताले गर्दा टेलिभिजनको तुलनामा रगतको तुलनामा अधिक स्थानीय प्रभाव देखाएको छ। यसको अर्थ उच्चतमता र sonication प्रक्रियाको क्षमता हो।
चित्र 4 मा देखाईएको अल्ट्रासोनिक सेटअप, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्यारामिटरहरूमा पूर्ण नियन्त्रणको लागि अनुमति दिन्छ - आयाम, दबाब, तापमान, भिसेकोस, एकाग्रता, रिएक्टर भोल्युम।

खुल्ला बेकरमा अल्ट्रासोनिक प्रोब उपकरण

जब अल्ट्रासोनिक जांच यन्त्रको प्रयोग गरी नमूनाहरू पुर्याइन्छ, तीव्र पुष्टिकरण क्षेत्र सोनोट्रोड / जांचको तल प्रत्यक्ष छ। अल्ट्रासोनिक विक्रयिकरण दूरी सोनोट्रोडको टिपको निश्चित क्षेत्रमा सीमित छ। (तस्वीर हेर्नुहोस् .1)
खुला बकरहरूमा अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाहरू प्राय: व्यवहार्यता परीक्षणको लागि प्रयोग गरिन्छ र सानो मात्रामा नमूना तयारीका लागि।

निरन्तर प्रवाह मोडमा अल्ट्रासोनिक जांच यन्त्र

सबैभन्दा परिष्कृत ध्वनिकरण परिणामहरू बन्द प्रवाह-मोड मोडमा निरंतर प्रसोधन द्वारा प्राप्त हुन्छ। सबै सामग्री उस्तै अल्ट्रासाउन्ड तीव्रताद्वारा प्रशोधन गरिन्छ किनभने अल्ट्रासोनिक रिएक्टर चैम्बरमा प्रवाह पथ र निवास समय नियन्त्रण गरिन्छ।

Pic। 4: 1kW अल्ट्रासोनिक प्रणाली UIP1000hd प्रवाह सेल र पंप संग

दिइएको पैरामीटर कन्फिगरेसनको लागि अल्ट्रासोनिक तरल प्रसोधनको प्रक्रिया प्रति प्रवाह प्रति प्रवाह गरिएको मात्राको प्रकार्य हो। प्रकार्यले व्यक्तिगत प्यारामिटरहरूमा परिवर्तनहरूसँग परिवर्तन गर्दछ। यसबाहेक, अल्ट्रासोनिक एकाइ को सोनोट्रोड को सतह को प्रति वास्तविक शक्ति र तीव्रता को मापदंड मा निर्भर गर्दछ।

अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करणको परिक्रेटिक प्रभाव सतह तीव्रतामा निर्भर गर्दछ जुन आयाम (ए), दबाव (पी), रिएक्टर भोल्युम (वीआर), तापमान (टी), भिषासिस (η) र अन्य द्वारा अस्वीकार गरिएको छ। प्लस र माइनस लक्षणहरूले पुष्टिकरण तीव्रतामा निर्दिष्ट प्यारामिटरको सकारात्मक वा नकारात्मक प्रभावलाई संकेत गर्दछ।

हानिकारक प्रक्रियाको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर नियन्त्रण गरेर प्रक्रिया पूर्ण रूपमा दोहोरो छ र प्राप्त परिणामहरू पूर्ण रूपमा रैखिक हुन सक्छ। विभिन्न प्रकारका सोनोट्रोड्स र अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टरहरूले एपिरेसनलाई विशेष प्रक्रियाका आवश्यकताहरूलाई अनुमति दिन्छ।

सारांश

एक whilst अल्ट्रासोनिक स्नान एक प्रदान गर्दछ कमजोर सनक्कनको साथ लगभग। 20-40 W / L र धेरै गैर वर्दी वितरण, अल्ट्रासोनिक जांच प्रकार यन्त्रहरू सजिलै संग जोडी गर्न सक्छन्। 20.000 W / L प्रसोधित माध्यममा। यसको अर्थ हो कि अल्ट्रासोनिक जांच-प्रकार उपकरण एक अल्ट्रासोनिक नहालको कारक 1000 (1000x उच्च ऊर्जा इनपुट प्रति भोल्युम) को कारणले गर्दा ध्यान केन्द्रित र वर्दी अल्ट्रासोनिक पावर इनपुट। सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण sonication प्यारामिटरहरूमा पूर्ण नियन्त्रण सुनिश्चित गर्दछ पुरा तरिकाले reproducible परिणाम र linear scalability प्रक्रिया परिणामहरु।