Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Sonda-Type Sonikacja vs. kąpieli ultradźwiękowej: sprawność Porównanie

Procesy sonikacyjne może być przeprowadzone przez zastosowanie sondy typu homogenizatora ultradźwiękowego lub ultradźwięków. Chociaż obie techniki, zastosowanie ultradźwięków do próbki, istnieją znaczne różnice w skuteczności, wydajności i możliwości technologicznych.

Pożądane efekty z ultradźwięki cieczy – włącznie z homogenizacja, Dyspersacja, deaglomeracja, Przemiał, emulgowanie, ekstracji, Liza, ekstrakcją i Efekty sonochemicznych - zostały spowodowane przez kawitacja. Wprowadzając ultradźwięki o wysokiej mocy do ciekłego ośrodka, fale dźwiękowe są przesyłane w płynie i tworzą przemienne cykle wysokiego ciśnienia (kompresja) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie), z szybkościami zależnymi od częstotliwości. Podczas cyklu niskiego ciśnienia, ultradźwiękowe fale o dużej intensywności wytwarzają małe pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie w cieczy. Kiedy bąbelki osiągają objętość, przy której nie mogą już absorbować energii, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Zjawisko to nazywane jest kawitacją. Podczas implozji osiągane są lokalnie bardzo wysokie temperatury (ok. 5000K) i ciśnienia (ok. 2000atm). Implozja pęcherzyków kawitacyjnych powoduje również dysze cieczy o prędkości do 280 m / s. [Suslick 1998]

pęcherzyki kawitacji może być zróżnicowana w stabilnych i przemijających pęcherzyków. (Kliknij, aby powiększyć!)

Moholkar i in. (2000) stwierdzili, że pęcherzyki powietrza w rejonie największej intensywności kawitacji poddano przejściowy ruchu, podczas gdy pęcherzyki w obszarze najniższego nasilenia kawitacji poddany stabilnej / ruch drgający. Przemijające zapadanie się pęcherzyków, które daje wzrost temperatury i ciśnienie lokalne maksimum leży u podstaw obserwowanych efektów ultradźwięków w układach chemicznych.
Intensywność ultradźwięki jest funkcją energii wejściowej i powierzchni sonotrody. Dla danej energii wejściowej: im większa powierzchnia sonotrody, tym mniejsze jest natężenie ultradźwięków.
Fale ultradźwiękowe mogą być generowane przez różne typy systemów ultradźwiękowych. W dalszej części, różnice między sonikacji z użyciem łaźni ultradźwiękowej w czasie, urządzenie ultradźwiękowe sondy w otwartym naczyniu i ultradźwiękowego urządzenia sondy z komorą komórek przepływu będą porównywane.

Porównanie dystrybucji gorącego kawitacyjnej spot

Kąpiel ultradźwiękowa

W łaźni ultradźwiękowej, dochodzi do kawitacji niezgodnej i niekontrolowany rozprowadzany przez zbiornik. Efekt jest sonikacja o niskiej intensywności i nierówno rozpiętość. Powtarzalność i skalowalność procesu jest bardzo słaba.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki testów folii w zbiorniku ultradźwiękowym. W związku z tym, cienka folia aluminiowa lub puszka znajduje się w dolnej części wypełnionym wodą zbiorniku ultradźwiękowym. Po ultradźwiękami, pojedyncze ślady erozji są widoczne. Te pojedyncze perforowane plamy i dziury w folii wskazują kawitacyjny hot spotów. Z powodu niski poziom energii oraz nierówny dystrybucja ultradźwięków wewnątrz zbiornika, ślady erozji występuje tylko spot-mądry. Stąd wanny ultradźwiękowe są wykorzystywane głównie do zastosowań czyszczących.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" występują bardzo nierównomiernie. (Kliknij, aby powiększyć!)
Poniższe rysunki przedstawiają nierównomierny rozkład kawitacyjnych hot spotów w łaźni ultradźwiękowej. Na fig. 2, łaźnię z dolnej powierzchni 20×10 cm nie był używany.
Nierówna kawitacji w łaźni ultradźwiękowej (kliknij aby powiększyć!)

Do pomiarów przedstawionych na fig. 3, jest stosowany łaźni ultradźwiękowej z dolnej przestrzeni 12x10cm.
Na rysunku jest nierównomierny rozkład przestrzenny ultradźwiękowych gorących plam w kąpieli ultradźwiękowej. (Kliknij, aby powiększyć!)
Oba pomiary wynika, że ​​rozkład pola napromieniowania ultradźwiękowego w ultradźwiękowych zbiorników jest bardzo nierówny.
Badanie ultradźwięków w różnych miejscach w kąpieli wykazuje znaczące zmiany przestrzenne nasilenia kawitacji w łaźni ultradźwiękowej.

Fig. 4 poniżej porównuje skuteczność kąpieli ultradźwiękowej i ultradźwiękowego urządzenia sondy przykładem jest odbarwianie barwnik azowy fiolet metylowy.
Wyższa sprawność przez sondę typu ultradźwiękami (kliknij aby powiększyć!)
Dhanalakshmi i in. stwierdzono, że w swoich badaniach Sonda typu ultradźwiękowego Urządzenia mają wysokie miejscowe Intensywność stosunku do zbiornika typu a zatem większego efektu zlokalizowane, jak przedstawiono na fig. 4. To oznacza większą intensywność i wydajność procesu sonikacji.
Ultradźwiękowy konfiguracji, jak pokazano na rysunku 4, pozwala na pełną kontrolę nad najważniejszych parametrów, - amplituda, ciśnienie, temperatura, lepkość, stężenie, objętość reaktora.

Sonizacja probówkowa jest bardzo skuteczna i efektywna.

Sonda typu sonikacyjnego UP200Ht

Kontakt / Poproś o więcej informacji

Porozmawiaj z nami o swoich wymagań technologicznych. My polecamy najbardziej odpowiednie parametry konfiguracyjne i przetwarzania dla danego projektu.





Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Pic 1: Ultrasonic sonotroda przesyłania fal dźwiękowych w cieczy. Zaparowanie pod powierzchnią sonotrody wskazuje kawitacyjny hot spot obszar.

Zalety sondą Sonikacja:

  • intensywny
  • koncentruje
  • pełni sterowalne
  • Równomierna dystrybucja
  • odtwarzalny
  • liniowego zwiększania skali
  • partii i in-line

Urządzenie sondy ultradźwiękowej w otwartej zlewce

Gdy próbki sonikowano stosując urządzenie ultradźwiękowe sondę, intensywnej sonikacji strefie bezpośrednio poniżej sonotrody / sondy. Ultradźwiękowy odległość naświetlanie jest ograniczona do pewnego obszaru końcówki sonotrody. (Patrz rys.1)
ultradźwięków w otwartej zlewki są najczęściej stosowane do testowania wykonalności i przygotowania próbek mniejszych ilościach.

Ultradźwiękowe urządzenie sondy w trybie przepływu ciągłego

Najbardziej zaawansowane sonikacyjne wyniki uzyskuje się za pomocą ciągłego przetwarzania w trybie przepływowym zamknięcia. Cały materiał jest przetwarzany przez ten sam natężenia ultradźwięków, jak droga przepływu i czas przebywania w komorze reakcyjnej ultradźwiękowy jest kontrolowany.

Ultradźwiękowy wbudowany przetwarzania z reaktora komórki przepływu (kliknij aby powiększyć!)

Fotka. 4: 1 kW układ ultradźwiękowy UIP1000hd w komorze przepływowej i pompą

Wyniki procesowe ultradźwiękowej obróbki ciekłej dla danego parametru konfiguracji jest funkcją energii na przetwarzane objętości. Funkcja zmienia się zmiany poszczególnych parametrów. Ponadto, rzeczywista moc i intensywności na powierzchni sonotrody ultradźwiękowej jednostce, zależy od parametrów.

Najważniejszymi parametrami obróbki ultradźwiękowej obejmuje amplitudę (A), ciśnienie (P) i objętość reaktora (VR), temperatura (T) i lepkości (η).

Kawitacyjne wpływ obróbki ultradźwiękowej zależy od intensywności powierzchniowej, która jest sposobem opisanym przez amplitudę (A), ciśnienie (P), objętość reaktora (VR), temperatura (T), lepkość (η) i inne. Plus i minus wskazuje na pozytywny lub negatywny wpływ konkretnego parametru na intensywność ultradźwięków.

Przez kontrolowanie najważniejsze parametry procesu sonikacji sposób jest całkowicie powtarzalne rezultaty osiągnięte mogą być skalowane w pełni liniowa. Różne typy i sonotrod ultradźwiękowych reaktorów komórek przepływu umożliwienia dostosowania do określonych wymagań procesu.

Podsumowanie

podczas gdy Kąpiel ultradźwiękowa zapewnia słaby ultradźwiękami z ok. 20-40 W / L, i to bardzo nierównomierne dystrybucja, Sondę ultradźwiękową typ Urządzenia mogą łatwo para Ok. 20000 W / L, przetwarzane na nośniku. Oznacza to, że urządzenie ultradźwiękowe sondy typu wyróżnia łaźni ultradźwiękowej przez współczynnik 1000 (1000x wyższej energii na objętość) W wyniku koncentruje i mundur ultradźwiękowy moc wejściowa. Pełna kontrola nad ultradźwiękami najważniejszych parametrów, zapewnia całkowicie powtarzalny Wyniki i liniową skalowalność o wynikach procesu.

Mocny sonikacji z ultrasonicator sonda typu.

Rys.3: sonikacji w otwartej probówce stosując ultradźwiękowe urządzenie laboratorium z sonotrody / sondy

Literatura / Referencje

 

  • Dhanalakshmi, N. D .; Nagarajan, R. (2011): ultradźwiękowe intensyfikacja chemiczną degradację fiolet metylowy: badanie eksperymentalne. W: Worlds Acsd. Sci. Enginee Tech 2011, Vol.59, 537-542.
  • Kiani, H .; Zhang, Z. Delgado, A .; Słońce, D.-W. (2011) USG wspomaga zarodkowanie niektórych ciekłych i stałych modelu żywności podczas zamrażania. W: Food Res. Intl. 2011, Vol.44 / nr 9, 2915-2921.
  • Moholkar, R. S .; Czerń, S. P .; Pandit, A. B. (2000): Mapowanie nasilenia kawitacji w łaźni ultradźwiękowej przy użyciu emisji akustycznej. W: AIChE J. 2000, Vol.46 / nr 4, 684-694.
  • Nascentes, C. C .; Korn, M .; Sousa C. S .; Arruda, M. A. Z. (2001): Zastosowanie Wanny ultradźwiękowe do zastosowań analitycznych: Nowe podejście do optymalizacji warunków. W: J. Braz. Chem. Soc. 2001, vol.12 / No.1, 57-63.
  • Santos H. M .; Lodeiro, C. Capelo-Martinez, J.-L. (2009): The Power of Ultrasound. W: Ultradźwięki w chemii: Zastosowanie analitycznego. (Red. JL Capelo-Martinez). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. wyd. J. Wiley & Synowie: New York, 1998, wol. 26, 517-541.

 

Kontakt / Poproś o więcej informacji

Porozmawiaj z nami o swoich wymagań technologicznych. My polecamy najbardziej odpowiednie parametry konfiguracyjne i przetwarzania dla danego projektu.





Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.




Fakty Warto wiedzieć

homogenizatory tkankowe ultradźwiękowe są często określane jako sondy ultradźwiękowej, dźwięku Lyser, ultradźwięków Disruptor ultradźwiękowego szlifierka, sono-ruptor, Sonifier Sonic Dismembrator, rozrywania komórek, dyspergator ultradźwiękowy lub rozpuszczania. Różne warunki wynikają z różnych aplikacji, które mogą być spełnione przez ultradźwiękami.