Ultrasonidos: aplicaciones ne procesos

Ar ultrasonicación ge 'nar nt'ot'e procesamiento mecánico da crea cavitación acústica ne ya ndu nzafi físicas xi hmä. Ir ya ultrasonidos ar utilizan pa numerosas aplicaciones, komongu ar mezcla, ar homogeneización, ar molienda, ar dispersión, ar emulsificación, ar extracción, ar desgasificación ne ar reacciones ya sonoquímicas.
Tso̲kwa continuación, da meya ga̲tho dige ya aplicaciones ne procesos wa ya nza̲those̲ ja ya ultrasonidos.

Homogeneización ultrasónica

Ya homogeneizadores ultrasónicos reducen ya partículas t'olo ja 'nar líquido pa mejorar jar uniformidad ne nzäm'bu jar dispersión. Ya partículas (fase dispersa) xi to ar sólidos wa gotas líquidas suspendidas 'nar fase líquida. Ar homogeneización ultrasónica ge xi na hño pa ar reducción partículas blandas ne duras. Hielscher fabrica ultrasonidos pa ar homogeneización 'na volumen ar líquido ne ar procesamiento lotes wa jar 'ñu. Ya dispositivos ultrasónicos laboratorio xi utilizar ar pa volúmenes 1,5 ml bí 4 ar l aproximadamente. Ya dispositivos industriales ultrasónicos ar xi procesar lotes 0,5 da aprox. 2000 L wa caudales 0,1 L jar 20 metros cúbicos ya ora ja ár nte procesos ne ar producción yá 'ma.
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Dispersión ne desaglomeración ultrasónica

Ar dispersión ne ar desaglomeración sólidos jar líquidos ge 'nar nt'ot'e mahyoni ja ya ultrasonidos ar klase sonda. Ar cavitación ultrasónica yá acústica genera altas ndu nzafi ar cizallamiento da rompen ya aglomerados partículas jar partículas Nthuts'i ne ya dispersas. Mezcla polvos jar líquidos ge 'nar bi thogi hne ngatho jar formulación yá productos, komongu ar pinturas, barnices, productos cosméticos, nts'i ne bebidas, wa nt'ot'e ar pulido. Ya partículas Nthuts'i ar mantienen xi Hmunts'i ya nsani ar atracción diversa nä'ä física ne química, incluidas ya ndu nzafi da — der — Waals ne ar tensión superficial ar líquido. Ar ultrasonicación supera nuya ya ndu atracción pa desaglomerar ne dispersar ya partículas t'ot'e ar líquidos. Pa ar dispersión ne ar desaglomeración polvos jar líquidos, ar ultrasonicación mextha intensidad ge 'nar 'na ar mpa̲ti interesante ja ya homogeneizadores mextha ya presión, ya mezcladores mar hñets'i ya cizallamiento, ya molinos bolas wa ya mezcladores rotor-estator — mezclador.
'Yot'e clic nuwa pa da lei mäs dige ar dispersión ne ar desaglomeración ya ultrasonidos.

Emulsificación ultrasónica

Una amplia gama de productos intermedios y de consumo, como cosméticos y lociones para la piel, ungüentos farmacéuticos, barnices, pinturas, lubricantes y combustibles, se basan total o parcialmente en emulsiones. Ya emulsiones ya dispersiones yoho wa mäs fases líquidas inmiscibles. Ya ultrasonidos mextha intensidad suministran 'nar cizallamiento xingu pa dispersar 'nar fase líquida (fase dispersa) jar t'olo gotas ja 'nar ñoho fase (fase continua). Ar xe̲ni dispersión, ya burbujas cavitación da implosionan causan ondas ar choque intensivas ja ar líquido circundante ne gi lugar da formación chorros líquido mextha velocidad (mar hñets'i cizallamiento). Ar ultrasonicación to adaptar ar ko precisión ja ar tamaño ar emulsión ar objetivo, nä'ä permite 'nar producción fiable ya microemulsiones ne ya nanoemulsiones.
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Molienda ne molienda ultrasónica jar nxa

Ar ultrasonicación ge 'nar nt'uni xi hño pa ár molienda ar húmeda ne ar micromolienda partículas. Da particular pa ar fabricación lodos tamaño superfino, ya ultrasonidos pe̲ts'i xingu ya ventajas. Ar mäs xi ngu ya equipos hneise̲ reducción tamaño, tales ngu: molinos coloidales (nt'udi, molinos bolas, molinos cuentas), molinos discos wa molinos chorro. Ar ultrasonicación ar tsa̲ da procesar lodos mextha ar concentración ne ar mextha viscosidad, reduciendo nja'bu̲ ar volumen da procesar. Hä, ar molienda ultrasónica ar adecuada pa procesar materiales tamaño micrométrico ne nanométrico, komongu ar cerámicas, pigmentos, sulfato bario, carbonato calcio wa óxidos metálicos. Ho̲ntho nu'u̲ nu'bu̲ t'o̲t'e nanomateriales, ar ultrasonicación destaca ir nge ár rendimiento, ya da yá ndu nzafi ar cizallamiento altamente impactantes crean nanopartículas uniformemente t'olo.
'Yot'e clic nuwa pa da lei mäs dige ar molienda húmeda ya ultrasonidos ne ar micromolienda.

TiO2 secado pulverización nu'bu̲ ne 'mefa xta molienda ar ultrasónica

Desintegración ne lisis celular ultrasónica

Ar nt'ot'e ultrasónico to desintegrar ar hñei fibroso ne celulósico jar partículas finas ne romper ya paredes ar estructura celular. 'Me̲hna libera mäs hñei intracelular, komongu almidón wa t'axu̲t'afi, ja ar líquido. Nuna ar tsa̲ da utilizar pa ar fermentación, ar digestión ne ma'ra procesos conversión ar materia orgánica. 'Me̲fa ar molienda ne ar molienda, ar ultrasonicación xí ne 'nar dätä xe̲ni ar hñei intracelular, ngu, ar almidón, nja'bu ngu ya restos Jot'i celular 'yo da 'mui da ya enzimas da convierten ar almidón jar azúcares. 'Nehe aumenta área superficie expuesta ja ya enzimas Nxoge ar licuefacción wa ya sacarificación. Ir 'me̲t'o general, 'me̲hna aumenta ar velocidad ne ar rendimiento fermentación jar levadura ne ma'ra procesos conversión, ngu, pa nda aumentar ar producción etanol a partir de biomasa.
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Extracción ultrasónica productos botánicos

Extracción compuestos bioactivos almacenados células ne partículas subcelulares ge 'nar nt'ot'e ampliamente utilizada ja ya ultrasonidos mextha ar intensidad. Ar extracción ar ultrasónica ar gi japu̲'be̲fi pa aislar metabolitos secundarios (nt'udi, polifenoles), polisacáridos, proteínas, aceites esenciales ne ma'ra ingredientes activos matriz celular ya do̲ni ne ya hongos. Adecuada pa ar extracción compuestos orgánicos ar dehe ne disolventes, ar sonicación mejora significativamente rendimiento ya productos botánicos hmä nuwa jar ya do̲ni wa ya semillas. Ar extracción ar ultrasónica ar gi japu̲'be̲fi pa ar producción productos farmacéuticos, nutracéuticos yá suplementos nutricionales, ar fragancias ne ar aditivos biológicos. Ya ultrasonidos ge 'nar técnica extracción ecológica da 'nehe ar gi japu̲'be̲fi pa ar extracción componentes bioactivos jar biorrefinerías, ngu, pa nda liberar compuestos valiosos a partir de flujos subproductos hingi utilizados formados procesos industriales. Ar ultrasonicación ge 'nar tecnología xi na hño pa ar extracción botánica da escala ya laboratorio ne ya producción.
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Nt'ot'e sonoquímica ja ya ultrasonidos

Ar sonoquímica ge ár nt'ot'e ya ultrasonidos ya reacciones ne ya procesos químicos. Ar nt'ot'e mbo causante ja ya efectos sonoquímicos ja ya líquidos ar fenómeno ar cavitación acústica. Ya efectos sonoquímicos ya reacciones ne ya procesos químicos incluyen ar aumento ar velocidad wa ar rendimiento ar reacción, 'nar mäs nt'ot'e xi hño ya ndu ar energía, ar mejora ar rendimiento ya catalizadores transferencia fase, ar activación metales ne sólidos wa ar aumento ar reactividad ya reactivos wa catalizadores.
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Transesterificación ultrasónica asete biodiésel

Ar ultrasonicación aumenta ar velocidad ar reacción ar química ne ar rendimiento ar transesterificación aceites vegetales ne grasas animales jar biodiésel. 'Me̲hna permite mpa̲ti ar producción procesamiento ya lotes ma procesamiento flujo continuo ne reduce ya costos operativos ne ar inversión. 'Na ya ndu'mi ventajas ar fabricación biodiésel ya ultrasonidos ge njapu'befi ya aceites usados, komongu ya aceites ar hñuni usados ne ma'ra ya 'mui mbo asete nts'oki hño. Ar transesterificación ultrasónica to convertir 'nehe nt'ot'e primas xí hñets'i'i hño jar biodiésel mextha ar hño (éster metílico ácidos grasos yá FAME). Fabricación biodiésel a partir de aceites vegetales wa grasas animales, implica transesterificación catalizada ya bases ácidos grasos ko metanol wa etanol da uni ya 'bui ésteres metílicos wa ésteres etílicos. Ar ultrasonicación ar tsa̲ da dähä 'nar rendimiento biodiésel mäs xi ngu 99%. Ya ultrasonidos reducen significativamente ar pa ar procesamiento ne ar pa separación.
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Desgasificación ultrasónica ne desaireación líquidos

Desgasificación líquidos ge ma nt'ot'e mahyoni ja ya ultrasonidos ar klase sonda. Ya vibraciones ar ultrasónicas ne ar cavitación provocan ar coalescencia ya gases disueltos 'nar líquido. Medida da diminutas ya burbujas ar gas bí fusionan, o̲t'e burbujas mäs mña dätä da flotan rápidamente nu'bu superficie mäs xi ngu ar líquido ndezu̲ nu'bu̲ ar xi da hñäki. Ir jar desgasificación ne desaireación ultrasónicas xi reducir ar gas disuelto ar equilibrio xi por debajo de.
'Yot'e clic nuwa pa da lei mäs dige ar desgasificación ultrasónica líquidos.

Limpieza ultrasónica alambre, cables ne tiras

Ar limpieza ultrasónica ge 'nar 'na ar mpa̲ti ecológica pa ar limpieza materiales continuos, komongu ya alambre ne cables, cintas wa tubos. Ntsoni jar potente cavitación ultrasónica elimina ya residuos lubricación komongu asete wa grasa, jabones, estearatos wa polvo ar superficie ar hñei. Hielscher Ultrasonics ofrece varios sistemas ultrasónicos pa limpieza jar 'ñu perfiles continuos.
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¿Temu̲ o̲t'e ne ar sonicación da 'nar nt'ot'e procesamiento mäs xi ngu?

Ar sonicación, wa njapu'befi ya ondas sonoras mextha frecuencia pa agitar líquidos, ge 'nar nt'ot'e procesamiento nt'ot'e xi hño ir nge 'nar variedad razones. Xta nuwa ra razones ir nge nu'u da sonicación mextha intensidad ne xí hñets'i'i frecuencia ar aprox. 20kHz ar hontho impactante ne ventajosa pa ar procesamiento líquidos ne lodos:

1. Cavitación: 'Na ya ndu'mi mecanismos sonicación ge ar creación ne ar colapso t'olo burbujas, fenómeno llamado cavitación. Ma 20 ar kHz, ya ondas sonoras gi 'bu̲hu̲ ja ar frecuencia adecuada pa da t'ot'e ne colapsar burbujas ar bí nt'ot'e xi hño. Colapso gi burbujas produce ondas choque mextha energía, xi descomponer ya partículas ne alterar ya células líquido ar xi sonicando.
2. Oscilación ne vibración: 'Nehe ar cavitación acústica generada, ar oscilación ar sonda ultrasónica crea agitación ne mezcla Nthuts'i ja ar líquido, favoreciendo nja'bu̲ ar transferencia masa y/o ar desgasificación.
3. Penetración: Ya ondas sonoras jar 20 ar kHz pe̲ts'i 'nar longitud onda relativamente xi maki, nä'ä mi permite penetrar profundamente ja ya líquidos. Ar cavitación ultrasónica ge 'nar fenómeno localizado da neki entorno ar sonda ultrasónica. Medida da aumenta ar mbi ar sonda, ar intensidad ar cavitación disminuye. Wat'i, ar sonicación 20 ar kHz to japi eficazmente dätä volúmenes líquido, ja ya comparación ko ar sonicación ar dätä frecuencia, pe̲ts'i longitudes ar onda xí cortas ne to 'bu̲i mäs limitada jar ár profundidad ar penetración.
4. Jár consumo energía: Ar sonicación ar tsa̲ da dähä ko 'nar consumo energía relativamente hñets'i'i jar comparación ko ma'ra ya nt'ot'e procesamiento, komongu ar homogeneización mextha presión wa ar agitación mecánica. 'Me̲hna nä'ä bi pa̲ti ja 'nar nt'ot'e mäs nt'ot'e xi hño ndezu̲ ar punto ar thandi energético ne rentable pa procesar líquidos.
5. Escalabilidad lineal: Ya procesos ultrasónicos xi escalar ar ar nt'ot'e completamente lineal ma volúmenes pe̲ts'i wa mäs t'olo. 'Me̲hna thogi ne ya adaptaciones ar proceso ar producción 'bu̲hu̲ fiables, ya ke ya ar producto ar tsa̲ da zeti hingi mpa̲ti ar nt'ot'e continua.
6. Flujo lotes ne jar 'ñu: Ar ultrasonicación to ga OT'UJE ar lotes wa komongu procesos continuos jar 'ñu. Pa ar sonicación lotes, ar sonda ultrasónica ar inserta jar reactor recipiente abierto wa lote cerrado. Pa ar sonicación 'nar flujo continuo, bí instala 'nar célula flujo ultrasónico. Made líquido ja ya sonotrodo (bariya vibratoria ultrasónica) jar 'nar Honto bi thogi wa recirculación ne xí na uniforme ne ya nt'ot'e xi hño expuesto ya ondas ultrasónicas.

Da general, ya hmä ndu ar cavitación, ar hñets'i'i consumo ar energía ne ar escalabilidad ar proceso o̲t'e ne ar sonicación xí hñets'i'i frecuencia ne mextha nts'edi da 'nar nt'ot'e xi hño pa ár procesamiento ar líquidos.

Ndui funcionamiento ne njapu'befi ar procesamiento ultrasónico

Ar ultrasonicación ge 'nar tecnología procesamiento yá 'ma, nä'ä xi xi adoptada ya numerosas industrias pa ar producción tso̲kwa gran escala. Mextha fiabilidad ne escalabilidad, nja'bu ngu ya bajos costes nja ne ar mextha dätä nt'ot'e energética, o̲t'e ja ya procesadores ultrasónicos 'nar hño 'na ar mpa̲ti ja ya equipos hneise̲ procesamiento líquidos. Ya ultrasonidos ofrecen interesantes ya hño nthuts'i: ar cavitación, ár ntsoni ultrasónico básico, produce resultados únicos jar procesos biológicos, químicos ne ar físicos. Ngu, ar dispersión ne ar emulsificación ultrasónica produce hingi hembi da formulaciones estables tamaño nanométrico. 'Nehe jar hwähi ar extracción ar botánica, ya ultrasonidos ya 'nar técnica hingi térmica pa aislar compuestos ar bioactivos.

Gem'bu̲ ya ultrasonidos xí hñets'i'i intensidad wa mextha ar frecuencia ar utilizan principalmente pa ar análisis, ya ensayos hingi destructivos ne ar obtención imágenes, ya ultrasonidos mextha ar intensidad ar utilizan da procesamiento ya líquidos ne ya pastas, Gem'bu̲ ya ondas ultrasónicas hmä ar utilizan pa mezclar, emulsionar, dispersar ne desaglomerar, desintegrar células wa desactivar enzimas. Ya ar sonicar líquidos da altas ya intensidades, ya ondas sonoras ar propagan a través de made líquido. 'Me̲hna xta komongu ar nt'uni ciclos alternos mextha presión (compresión) ne xí hñets'i'i presión (rarefacción), ko tasas da dependen ar frecuencia. Nxoge ar ciclo xí hñets'i'i ya presión, ya ondas ultrasónicas mextha intensidad crean t'olo burbujas vacío wa vacíos ja ar líquido. Nu'bu̲ ya burbujas alcanzan volumen ja ya hingi xi absorber energía, colapsan violentamente Nxoge 'nar ciclo mextha ar presión. Nuna ar fenómeno bí denomina ar cavitación. Nxoge ar implosión ar alcanzan localmente temperaturas xi altas (aprox. 5.000 ë) ne presiones (aprox. 2.000 atm). Ar implosión ar burbuja cavitación 'nehe xta lugar da chorros líquido asta 280 metros ya mfe̲tsi velocidad.

Cavitación ultrasónica jar líquidos to provocar 'nar desgasificación ngut'a ne nxo̲ge; da du'mi ya 'na'ño reacciones químicas ir nge ar generación iones químicos xi hño (radicales); acelerar ya reacciones químicas jar ar ár hño ja ar mezcla ar reactivos; mejorar ya reacciones polimerización ne despolimerización ir nge ar dispersión agregados wa ruptura 'befi nzäm'bu enlaces químicos jar cadenas poliméricas; aumentar ya tasas emulsificación; mejorar ya tasas difusión; producir emulsiones altamente concentradas wa dispersiones uniformes materiales tamaño micrométrico wa nanométrico; gi fa̲xki extracción sustancias komongu enzimas células animales, vegetales, ar levadura wa bacterianas; da hñäki ya virus ya tejidos infectados; ne, ir último, erosionar ne descomponer ya partículas ja, incluidos ya microorganismos. (cf. Kuldiloke 2002)

Ya ultrasonidos mextha intensidad producen 'nar agitación violenta jar líquidos xí hñets'i'i viscosidad, nä'ä xi utilizar ar pa dispersar materiales jar líquidos. (cf. Ensminger, 1988) Ja ya interfaces líquido yá sólido wa ya gas yá sólido, implosión asimétrica ya burbujas cavitación to causar turbulencias extremas reducen ar capa límite difusión, aumentan ar transferencia masa convección ne aceleran considerablemente ar difusión jar sistemas ho ar mezcla ordinaria hindi 'ñemega̲. (cf. Nyborg, ma 1965)

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