Cavitação acústica vs. hidrodinâmica para aplicações de mistura

Cavitação para mistura e homogeneização: Existe alguma diferença entre cavitação acústica e hidrodinâmica? E porque é que uma tecnologia de cavitação pode ser melhor para o seu processo?
Cavitação acústica – também conhecida como cavitação ultra-sónica – A cavitação acústica e a cavitação hidrodinâmica são ambas formas de cavitação, que é o processo de crescimento e colapso de cavidades de vácuo num líquido. A cavitação acústica ocorre quando um líquido é sujeito a ondas de ultrassom de alta intensidade, enquanto a cavitação hidrodinâmica ocorre quando um líquido flui através de uma constrição ou em torno de um obstáculo (por exemplo, bocal Venturi), causando a queda da pressão e a formação de cavidades de vapor.
As forças de cisalhamento cavitacional são utilizadas para homogeneizar, misturar, dispersar, emulsionar, romper células, bem como para iniciar e intensificar reacções químicas.

Embora ambas as técnicas de cavitação, acústica e hidrodinâmica, utilizem o mesmo fenómeno e efeito de colapso das bolhas de cavitação, existe uma diferença significativa entre estas duas técnicas, criadas por ultra-sons ou utilizando bocais Venturi.

Saiba aqui quais as diferenças existentes entre a cavitação acústica e a cavitação hidrodinâmica e por que razão poderá querer escolher um ultrassonicador do tipo sonda para o seu processo impulsionado pela 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, uma vez que a energia necessária para produzir cavitação é tipicamente menor do que na cavitação hidrodinâmica. Por conseguinte, os cavitadores e reactores de cavitação baseados em ultra-sons são mais eficientes em termos energéticos e económicos. O ultrassom é o método mais eficiente em termos de energia para produzir cavitação. A cavitação acústica / ultra-sónica gerada por sondas-ultrassónicas evita a criação de fricção desnecessária. A sonda ultra-sónica oscila perpendicularmente, impedindo a geração de fricção desnecessária e desperdiçadora de energia. Em contraste com a cavitação acústica, a cavitação hidrodinâmica utiliza sistemas rotor-estator ou bocal para gerar cavitação. Ambas as técnicas – rotores-estatores e bocais – causam fricção, uma vez que o motor tem de acionar grandes peças mecânicas. Quando os estudos afirmam a eficiência energética das cavitações hidrodinâmicas, apenas tomam em consideração a potência nominal da respectiva tecnologia e negligenciam o consumo real de energia. Esses estudos normalmente não consideram a perda de energia de fricção, que é um efeito bem conhecido e indesejado das tecnologias de cavitação hidrodinâmica.
2. Maior controlo: A cavitação acústica pode ser mais facilmente controlada e regulada, uma vez que 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, uma vez que depende das caraterísticas do fluxo do líquido e da geometria da constrição ou obstáculo. Para além disso, os bicos são propensos a entupir, o que resulta em interrupções do processo e numa limpeza intensiva.
3. Pode lidar com quase todos os materiais: Enquanto um bocal Venturi e outros reactores de fluxo hidrodinâmico têm dificuldades em lidar com sólidos e especialmente com materiais abrasivos, os cavitadores ultra-sónicos podem processar de forma fiável quase todos os tipos de materiais. Os reactores de cavitação ultra-sónica podem homogeneizar mesmo cargas sólidas elevadas, partículas abrasivas e materiais fibrosos sem entupimento.
4. Maior estabilidade: A cavitação acústica é geralmente mais estável do que a cavitação hidrodinâmica, uma vez que as cavidades de vapor produzidas pela cavitação acústica tendem a ser mais uniformemente distribuídas pelo líquido. Em contraste, a cavitação hidrodinâmica pode produzir cavidades de vapor que são altamente localizadas e podem levar a padrões de fluxo irregulares ou instáveis.
5. Maior versatilidade: A cavitação acústica / ultra-sónica pode ser utilizada numa vasta gama de aplicações, incluindo homogeneização, mistura, dispersão, emulsificação, extração, lise e desintegração celular, bem como para sonoquímica. Em contraste, a cavitação hidrodinâmica foi concebida principalmente para aplicações de controlo de fluxo e mecânica de fluidos.
   Em geral, a cavitação acústica oferece maior controlo, eficiência, estabilidade e versatilidade em comparação com a cavitação hidrodinâmica, tornando-a uma técnica muito útil para numerosas aplicações industriais.

Reactores de Cavitação Ultrassónica

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Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
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A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.

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O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: