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

Homogeneizador ultrasónico

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 da sólidas wa gotas líquidas suspendidas fase líquida. Ar homogeneización ar ultrasónica ar nt'ot'e 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 ar xi utilizar pa volúmenes 1,5 ml da aprox. 4 ar l. Ya dispositivos industriales ultrasónicos ar xi procesar lotes 0.5 da aprox. 2000L wa caudales 0.1L jar 20 metros cúbicos ya ora ja ár nte procesos ne ar producción yá 'ma.
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Ultrasónico dispersión ne desaglomeración

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 dispersas Nthuts'i. Mezcla polvos jar líquidos ge 'nar bi thogi hne ngatho jar formulación yá productos, komongu ar pintura, barnis, productos cosméticos, nts'i ne bebidas, wa nt'ot'e ar pulido. Ya partículas Nthuts'i ar mantienen xi Hmunts'i ya ndu nzafi ar atracción diversa nä'ä física ne química, incluidas ya ndu nzafi da — der — Waals ne ar tensión superficial líquida. 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 presión, mezcladores mar hñets'i cizallamiento, molinos perlas wa mezcladores rotor-estator.
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Emulsificación ultrasónica

Una amplia gama de productos intermedios y de consumo, como cosméticos y lociones para la piel, ungüentos farmacéuticos, barnices, pinturas y lubricantes y combustibles se basan total o parcialmente en emulsiones. Ya emulsiones ya dispersiones yoho wa mäs fases líquidas inmiscibles. Ar ultrasonido altamente intensivo suministra xingu ya cizallamiento intenso 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 komongu ar nt'uni formación chorros líquido mextha velocidad líquida (mar hñets'i cizallamiento). Ar ultrasonicación ar tsa̲ da adaptar ko precisión ja ar tamaño ar emulsión ar objetivo, nä'ä permite producción confiable ya microemulsiones ne ya nanoemulsiones.
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Molienda jar nxa ultrasonido ne pulido

Ar ultrasonicación ge 'nar nt'uni nt'ot'e xi hño pa ar fresado nxa ne ar micromolificación partículas. Da particular pa ar fabricación lodos tamaño superfino, ar ultrasonido pe̲ts'i xingu ya ventajas. Ar mäs xi ngu ya equipos hneise̲ reducción tamaño, tales ngu: molinos ar coloides (ya ejemplo, molinos bolas, molinos cuentas), molinos discos wa molinos chorro. Ar ultrasonicación to procesar lodos mextha ar concentración ne ar mextha viscosidad, nä'ä reduce ar volumen da procesar. Hä, ar fresado ultrasónico ar mfädi pa procesar materiales tamaño micrométrico ne nanométrico, komongu ar cerámica, pigmentos, sulfato bario, carbonato calcio wa óxidos metálicos. Ho̲ntho nu'u̲ nu'bu̲ t'o̲t'e nanomateriales, ar ultrasonicación sobresale jar rendimiento ya da yá ndu nzafi ar cizallamiento altamente impactantes crean nanopartículas uniformemente t'olo.
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Desintegración celular ultrasónica ne lisis

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, digestión ne ma'ra procesos conversión materia orgánica. 'Me̲fa ar fresado ne ar molienda, ar ultrasonidos xí nä'ä ar hñei intracelular, ngu, almidón, nja'bu ngu ya desechos ar ora Jot'i celular da 'mui da ya enzimas da convierten ar almidón jar azúcares. 'Nehe aumenta superficie expuesta ja ya enzimas Nxoge ar licuefacción wa ar saccarificación. 'Me̲hna normalmente aumenta ar velocidad ne ar rendimiento ar fermentación levaduras ne ma'ra procesos conversión, ngu, pa nda aumentar ar producción etanol a partir de biomasa.
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extracción ultrasónica bädi

Extracción compuestos bioactivos almacenados células ne partículas subcelulares ge 'nar nt'ot'e ampliamente utilizada ar ultrasonido 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. Mfädi pa extracción ko ar dehe ne solventes ar compuestos orgánicos, ar sonicación mejora significativamente rendimiento ya productos botánicos hmä nuwa jar 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 ya 'nar técnica extracción xí da 'nehe ar gi japu̲'be̲fi pa ar extracción componentes bioactivos jar biorrefinerías, ngu, liberar compuestos valiosos flujos subproductos hingi utilizados formados procesos industriales. Ar ultrasonicación ge 'nar tecnología altamente efectiva pa ar extracción botánica da escala ya laboratorio ne ya producción.
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Aceleración ya nt'ot'e ultrasonidos

Ar sonoquímica ge ár nt'ot'e ultrasonido reacciones ne procesos químicos. Ar nt'ot'e mbo da causa efectos sonoquímicos ja ya líquidos ar fenómeno ar cavitación acústica. Ya efectos sonoquímicos ya reacciones ne ya procesos químicos incluyen aumento velocidad reacción wa salida, 'nar njapu'befi energía mäs nt'ot'e xi hño, ar mejora ar rendimiento ya catalizadores transferencia fase, activación ya metales ne ya sólidos wa ar aumento ar reactividad ar reactivos wa catalizadores.
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Ultrasonidos transesterificación asete pa Biodiesel

Ar ultrasonicación aumenta ar velocidad reacción química ne ar rendimiento ar transesterificación aceites vegetales ne grasas animales jar biodiesel. 'Me̲hna permite mpa̲ti ar producción ar procesamiento ya lotes ma procesamiento flujo continuo ne reduce jar inversión ne ya costos operativos. 'Na ya ndu'mi ventajas fabricación ultrasónica biodiesel ge njapu'befi ya aceites usados komongu ya aceites ar hñuni gastados ne ma'ra ya 'mui mbo asete nts'oki hño. Ar transesterificación ultrasónica to convertir 'nehe materia prima ar xí hñets'i'i hño jar biodiesel mextha ar hño (éster metílico ácidos grasos yá FAME). Fabricación biodiesel a partir de aceites vegetales wa grasas animales, implica transesterificación catalizada ya base ácidos grasos ko metanol wa etanol da uni ya 'bui ésteres metílicos wa ésteres etílicos. Ar ultrasonicación ar tsa̲ da dähä 'nar rendimiento biodiesel mäs xi ngu 99%. Ar ultrasonido reduce 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 causan ar coalescencia gases disueltos 'nar líquido. Medida da diminutas ya burbujas ar gas bí unen, o̲t'e burbujas mäs mña dätä flotan rápidamente asta ar superficie mäs xi ngu ya ar líquido ndezu̲ nu'bu̲ ne bí xi da hñäki. Ir desgasificación ar ultrasónica ne ar desaireación xi reducir ar gas disuelto ar equilibrio xi por debajo de.
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Ultrasónico ya alambre, ar Cable ne ar limpieza Bät'i

Ar limpieza ultrasónica ge 'nar 'na ar mpa̲ti respetuosa ko ar nt'uni mbo jar ximha̲i pa ar limpieza materiales continuos, komongu ya alambre ne cable, cinta wa tubos. Ntsoni jar poderosa 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. Nuya gehya algunas ya razones ir nge nu'u da sonicación mextha intensidad ne xí hñets'i'i frecuencia ar aprox. 20 ar kHz xí particularmente 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 ya kHz, ya ondas sonoras gi 'bu̲hu̲ ja ar frecuencia Dar pa da t'ot'e ne colapsar burbujas ar bí nt'ot'e xi hño. Colapso gi burbujas produce ondas choque mextha energía, nä'ä xi descomponer partículas ne interrumpir ya células líquido ar xi soniando.
2. Oscilación ne vibración: 'Nehe ar cavitación acústica generada, ar oscilación ar sonda ultrasónica crea agitación ne mezcla Nthuts'i ja ar líquido, promoviendo nja'bu̲ ar transferencia masa ne / wa 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. Ko ar aumento mbi ja ar sonda, ar intensidad ar cavitación xí disminuyendo. Wat'i, ar sonicación 20 ar kHz to japi eficientemente dätä volúmenes líquido, ja ya comparación ko ar sonicación ar dätä frecuencia pe̲ts'i longitudes ar onda xí cortas ne to da 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 energéticamente ne rentable pa procesar líquidos.
5. Escalabilidad lineal: Ya procesos ultrasónicos ar xi escalar completamente lineales ma volúmenes mäs mña dätä wa mäs t'olo. 'Me̲hna thogi ne ya adaptaciones ar proceso ar producción 'bu̲hu̲ confiables, ya ne ya producto ar tsa̲ da zeti ñäñho hingi mpa̲ti.
6. Flujo lotes ne jar 'ñu: Ar ultrasonicación ar tsa̲ da ga OT'UJE komongu procesos lotes wa komongu procesos continuos jar 'ñu. Pa ar sonicación lotes, ar sonda ultrasónica bí inserta ar recipiente abierto wa jar reactor lote cerrado. Pa ar sonicación 'nar corriente flujo continuo, bí instala 'nar celda flujo ultrasónico. Made líquido ja ar sonotrodo (bariya vibratoria ya ultrasonidos) jar sola 'nar pasada wa ar recirculación ne ar altamente uniforme ne ya nt'ot'e xi hño expuesto ya ondas ultrasonido.

Da general, ya hmä ndu 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 nt'ot'e xi hño pa procesar 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 confiabilidad ne escalabilidad, nja'bu ngu ya bajos costos nja ne ar mextha dätä nt'ot'e energética o̲t'e ja ya procesadores ultrasónicos 'nar hño 'na ar mpa̲ti pa ya equipos hneise̲ procesamiento líquidos. Ar ultrasonido ofrece hño emocionantes nthuts'i: ar cavitación, ár ntsoni ultrasónico básico, produce resultados únicos jar procesos biológicos, químicos ne ar físicos. Ngu, ar dispersión ar ultrasónica ne ar emulsificación producen hingi hembi da formulaciones estables tamaño nanométrico. 'Nehe jar hwähi ar extracción ar botánica, ar ultrasonido ge 'nar técnica hingi térmica pa aislar compuestos ar bioactivos.

Gem'bu̲ ar ultrasonido xí hñets'i'i intensidad wa mextha ar frecuencia ar gi japu̲'be̲fi principalmente pa análisis, pruebas hingi destructivas ne imágenes, ultrasonido mextha ar intensidad ar gi japu̲'be̲fi pa ar procesamiento líquidos ne pastas, hogem'bu̲ ya ondas ar ultrasonido hmä ar utilizan pa mezclar, emulsionar, dispersar ne desaglomerar, desintegración celular wa desactivación enzimas. Ya ar sonicar líquidos da altas ya intensidades, ya ondas sonoras ar propagan a través de t'ot'e ya líquidos. 'Me̲hna xta komongu ar nt'uni ciclos alternos mextha presión (compresión) ne xí hñets'i'i presión (rarefacción), ko velocidades 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. 000atm). Ar implosión ar burbuja cavitación 'nehe resulta jar chorros líquido asta 280 metros ya mfe̲tsi velocidad.

Cavitación ultrasónica jar líquidos to causar '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 facilitando ar mezcla ar reactivos; mejorar ya reacciones polimerización ne despolimerización dispersando agregados wa rompiendo nzäm'bu da 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, levaduras wa bacterianas; da hñäki ya virus ar tejido infectado; ne, ir último, erosionar ne descomponer ya partículas ja, incluidos ya microorganismos. (cf. Kuldiloke 2002)

Ultrasonido mextha intensidad produce agitación violenta jar líquidos xí hñets'i'i viscosidad, ne bí xi zu̲di 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 ya convección ne aceleran considerablemente ar difusión jar sistemas ho ar mezcla ordinaria hindi 'ñemega̲. (cf. Nyborg, ma 1965)

Ot'a

• Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
• Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• 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.
• Ensminger, D. E. (1988): Acoustic and electroacoustic methods of dewatering and drying, in: Drying Tech. 6, 473 (1988).
• Kuldiloke, J. (2002): Effect of Ultrasound, Temperature and Pressure Treatments on Enzyme Activity an Quality Indicators of Fruit and Vegetable Juices; Ph.D. Thesis at Technische Universität Berlin (2002).
• Nyborg, W.L. (1965): Acoustic Streaming, Vol. 2B, Academic Press, New York (1965).