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Cavitação acústica vs hidrodinâmica para aplicações de mistura

Cavitação para mistura e mistura: Existe alguma diferença entre cavitação acústica e hidrodinâmica? E por que uma tecnologia de cavitação pode ser melhor para o seu processo?
cavitação acústica – também conhecida como cavitação ultrassônica – e a cavitação hidrodinâmica são formas de cavitação, que é o processo de crescimento e colapso das cavidades de vácuo em um líquido. A cavitação acústica ocorre quando um líquido é submetido a ondas de ultrassom de alta intensidade, enquanto a cavitação hidrodinâmica ocorre quando um líquido flui através de uma constrição ou ao redor de um obstáculo (por exemplo, bico Venturi), fazendo com que a pressão caia e as cavidades de vapor se formem.
As forças de cisalhamento cavitacionais são usadas para homogeneizar, misturar, dispersar, emulsificação, ruptura celular, bem como para iniciar e intensificar reações químicas.

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A cavitação acústica como mostrada aqui no ultrassônico Hielscher UIP1500hdT é usada para iniciar e promover reações químicas. Cavitação ultrassônica no ultrassom UIP1500hdT (1500W) de Hielscher para reações sonoquímicas.

Cavitação ultrassônica na sonda cascatrodo do ultrasonicator UIP1000hdT (1000 watts, 20kHz) em um reator de vidro.

Embora as técnicas de cavitação acústica e hidrodinâmica usem o mesmo fenômeno e efeito do colapso da bolha de cavitação, há uma diferença significativa entre essas duas técnicas criadas por ultrassom ou usando bicos Venturi.

A ultrassonografia intensa produz bolhas de cavitação na água. O colapso subsequente das bolhas de cavitação produz cisalhamento mecânico extremo no líquido. Este efeito perturba as células, por exemplo, para extração botânica ou quebra gotículas de óleo na água para um tamanho muito pequeno (emulsificação). O efeito cavitacional torna os homogeneizadores ultrassônicos Hielscher um meio muito eficaz para dispersão, homogeneização, emulsificação e extração. A Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultrassônicas de 50 Watts a 16000 Watts para cobrir processos de ultrassom no laboratório e em produção em larga escala.

Cavitação ultrassônica em água (homogeneizador ultrassônico de 1000 watts)

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Saiba aqui quais diferenças existem entre cavitação acústica e hidrodinâmica e por que você pode querer escolher um ultrassônico do tipo sonda para seu processo acionado por cavitação:

Vantagens da Cavitação Acústica sobre a Cavitação Hidrodinâmica

  1. Mais eficiente: A cavitação acústica é geralmente mais eficiente na produção de cavidades de vácuo, pois a energia necessária para produzir cavitação é tipicamente menor do que na cavitação hidrodinâmica. Portanto, os cavitadores e reatores de cavitação baseados em ultrassom são mais eficientes em termos energéticos e econômicos. O ultrassom é o método mais eficiente em termos de energia para produzir cavitação. A cavitação acústica? ultrassônica gerada por sonda-ultrasonicadores evita a criação de atrito desnecessário. A sonda ultrassônica oscila perpendicularmente, evitando a geração de atrito desnecessário e com desperdício de energia. Em contraste com a cavitação acústica, a cavitação hidrodinâmica usa sistemas rotor-estator ou bico para gerar cavitação. Ambas as técnicas – rotores-estatores e bicos – causar atrito, pois o motor tem que acionar grandes peças mecânicas. Se os estudos reivindicam a eficiência energética das cavitações hidrodinâmicas, eles levam em consideração apenas a potência nominal da respectiva tecnologia e negligenciam o consumo real de energia. Esses estudos normalmente não consideram a perda de energia de atrito, que é um efeito bem conhecido e indesejado das tecnologias de cavitação hidrodinâmica.
  2. Maior controle: A cavitação acústica pode ser mais facilmente controlada e regulada, pois a intensidade das ondas de ultrassom pode ser ajustada com precisão para produzir o nível desejado de cavitação. Em contraste, a cavitação hidrodinâmica é mais difícil de controlar, pois depende das características de fluxo do líquido e da geometria da constrição ou obstáculo. Além disso, os bicos são propensos a entupir, o que resulta em interrupções do processo e limpeza trabalhosa.
  3. Pode lidar com quase todos os materiais: Enquanto um bico Venturi e outros reatores de fluxo hidrodinâmico têm dificuldades para lidar com sólidos e especialmente materiais abrasivos, os cavitadores ultrassônicos podem processar de forma confiável quase qualquer tipo de material. Os reatores de cavitação ultrassônica podem homogeneizar até mesmo altas cargas sólidas, partículas abrasivas e materiais fibrosos sem entupimento.
  4. Maior estabilidade: A cavitação acústica é geralmente mais estável do que a cavitação hidrodinâmica, pois as cavidades de vapor produzidas pela cavitação acústica tendem a ser distribuídas de maneira mais uniforme por todo o líquido. Em contraste, a cavitação hidrodinâmica pode produzir cavidades de vapor altamente localizadas e podem levar a padrões de fluxo irregulares ou instáveis.
  5. Maior versatilidade: A cavitação acústica? ultrassônica pode ser usada em uma ampla gama de aplicações, incluindo homogeneização, mistura, dispersão, emulsificação, extração, lise e desintegração celular, bem como para sonoquímica. Em contraste, a cavitação hidrodinâmica é projetada principalmente para aplicações de controle de fluxo e mecânica dos fluidos.
    No geral, a cavitação acústica oferece maior controle, eficiência, estabilidade e versatilidade em comparação com a cavitação hidrodinâmica, tornando-a uma técnica muito útil para inúmeras aplicações industriais.

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Reatores de cavitação ultrassônica

A Hielscher Ultrasonics oferece uma variedade de sondas ultrassônicas de nível industrial e reatores de cavitação. Todos os ultrasonicadores e reatores de cavitação Hielscher são projetados para aplicações de alta intensidade e operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total.
Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany
Os cavitadores ultrassônicos Hielscher são conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos cavitadores ultrassônicos em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados pelos cavitadores ultrassônicos Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

Por que Hielscher Ultrasonics?

  • Alta eficiência
  • Tecnologia de ponta
  • fiabilidade & Robustez
  • lote & Inline
  • para qualquer volume – de pequenos frascos a caminhões por hora
  • Cientificamente comprovado
  • software inteligente
  • Recursos inteligentes (por exemplo, protocolo de dados)
  • CIP (limpeza no local)
  • Operação simples e segura
  • Fácil instalação, baixa manutenção
  • economicamente benéfico (menos mão de obra, tempo de processamento, energia)

Se você está interessado em técnica de cavitação ultrassônica, processos e sistemas de cavitação ultrassônica prontos para operar, entre em contato conosco para saber. Nossa equipe experiente de longa data terá prazer em discutir sua aplicação com você!

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Volume do lote Vazão Dispositivos recomendados
1 a 500mL 10 a 200mL/min UP100H
10 a 2000mL 20 a 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 0.2 a 4L/min UIP2000hdT
10 a 100L 2 a 10L/min UIP4000hdT
15 a 150L 3 a 15L/min UIP6000hdT
n.a. 10 a 100L/min UIP16000
n.a. maior cluster de UIP16000

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Os homogeneizadores ultrassônicos de alto cisalhamento são usados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratorial, piloto e industrial.



Este vídeo mostra a cavitação ultrassônica? acústica na água - gerada pelo Hielscher UIP1000. A cavitação ultrassônica é usada para muitas aplicações líquidas.

Cavitação ultrassônica em líquidos usando o UIP1000

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Literatura? Referências


Ultrassom de alto desempenho! A linha de produtos da Hielscher cobre todo o espectro, desde o ultrassônico compacto de laboratório, passando por unidades de bancada, até sistemas ultrassônicos totalmente industriais.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de labrador Para tamanho industrial.

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