Hielscher tecnologia de ultra-som

Ultra-som: Aplicações e Processos

Ultra-som é utilizado em muitas aplicações, tais como a homogeneização, desintegração, Sonochemistry, desgaseificação ou de limpeza. Abaixo, você encontra uma visão sistemática sobre as várias aplicações e processos de ultra-som.

Por favor, clique nos itens da lista a seguir para obter mais informações sobre cada aplicativo.

Ultrasonic homogeneização

Ultrasonic homogeneizadorOs processadores de ultra-sons são utilizados como homogeneizadores, para reduzir pequenas partículas em um líquido para melhorar a uniformidade e a estabilidade. Estas partículas (fase dispersa) podem ser tanto sólidos ou líquidos. homogeneização de ultra-sons é muito eficiente para a redução de partículas macias e duras. Hielscher produz dispositivos de ultra-sons para a homogeneização de qualquer volume de líquido por lote ou em linha de processamento. dispositivos de ultra-sons de laboratório pode ser usada para volumes de 1,5 ml de aprox. 2L. dispositivos industriais de ultra-sons são utilizados para o desenvolvimento de processos e de produção de lotes de 0,5 a cerca de taxas 2000L ou de fluxo de 0,1 l de 20m³ por hora.

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Dispersão e desaglomeração ultra-sônica

Ultra-sons de dispersão e desaglomeração das partículas de pó gera partículas individuais-dispersa.A dispersão e desagregação de sólidos em líquidos é uma aplicação importante de dispositivos ultra-sônicos. A cavitação ultra-sônica gera altas forças de cisalhamento que quebram os aglomerados de partículas em partículas dispersas únicas. A mistura de pós em líquidos é um passo comum na formulação de vários produtos, tais como pintura, Tinta, shampoo, bebidas, ou mídia de polimento. As partículas individuais são mantidas juntas por forças de atracção de vária natureza física e química, incluindo Van der Waals e tensão superficial do líquido. As forças de atracção devem ser superados a fim de desaglomerar e dispersar as partículas no meio líquido. Para a dispersão e desaglomeração do pó em líquidos, ultra-som de alta intensidade é uma alternativa interessante para homogeneizadores de alta pressão e de rotor-estator misturadores.

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ultra-emulsificante

Ultra-som é um meio eficaz para emulsificação.Uma ampla gama de produtos intermédios e de consumo, tais como Cosmético e loções para a pele, pomadas, vernizes, tintas e lubrificantes e combustíveis são baseadas no todo ou em parte de emulsões. As emulsões são dispersões de dois ou mais líquidos imiscíveis. ultra-sons de elevada intensidade fornece a energia necessária para dispersar uma fase líquida (fase dispersa) em pequenas gotas numa segunda fase (fase contínua). Na zona de dispersão, implodir bolhas de cavitação causar ondas de choque intensas no líquido circundante e resultar na formação de jactos de líquido de alta velocidade do líquido. Em níveis de densidade de energia adequadas, de ultra-som pode assim atingir um tamanho médio de gotícula inferior a 1 micron (micro-emulsão).

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Ultrasonic Wet-moagem e trituração

moagem de ultra-sons de materiais sólidosUltra-som é um meio eficiente para a moagem húmida e moagem de micro-partículas. Em particular para o fabrico de suspensões superfino de tamanho, o ultra-som tem muitas vantagens, quando comparados com equipamentos de redução de tamanho comum, tais como: moinhos coloidais (por exemplo, moinhos de bolas, moinhos de esferas, moinhos de discos) ou moinhos de jacto. Ultra-som permite o processamento de concentração mais elevada e de alta viscosidade lamas - por conseguinte, reduzindo o volume a ser processado. Ultra-sons de moagem é apropriado para processar mícron de tamanho e nano-tamanho materiais, tais como cerâmica, trihidrato de alumina, sulfato de bário, carbonato de cálcio e óxidos de metal.

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Ultrasonic desintegração celular

ultrassonicamente assistida a extracção de substâncias a partir de ervas, utilizando um processador ultra-sónico UP200Stratamento de ultra-sons pode desintegrar-se o material fibroso, celulósico em partículas finas e quebrar as paredes da estrutura celular. Isto liberta mais do material intra-celular, tal como amido ou açúcar no líquido. Além de que o material da parede da célula está a ser quebrado em pequenos detritos.

Este efeito pode ser utilizado para a fermentação, digestão e outros processos de conversão de matéria orgânica. Após a moagem e moagem, ultra-som faz mais do material intra-celular, por exemplo, amido, bem como os detritos da parede celular disponíveis para as enzimas que convertem o amido em açúcares. Ele faz também aumentar a área de superfície exposta para as enzimas durante a liquefacção ou sacarificação. Isto tipicamente aumentar a velocidade e o rendimento da fermentação de levedura e outros processos de conversão de, por exemplo, para aumentar a produção de etanol a partir de biomassa.

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Ultrasonic Extração celular

A extracção de enzimas e de proteínas armazenados nas células e partículas subcelulares é uma aplicação eficaz de ultra-sons de alta intensidade, tal como a extracção de compostos orgânicos contidos no interior do corpo das plantas e sementes por um solvente pode ser significativamente melhorada. O ultra-som tem um benefício potencial para a extracção e isolamento de novos componentes bioactivos potencialmente, por exemplo a partir de não-utilizado correntes de sub-produtos formados em processos actuais.

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Aplicação sonoquímicos de Ultrasonics

cavitation_2_p0200Sonochemistry é a aplicação de ultra-som para reacções químicas e processos. O mecanismo que causa efeitos sonoquímicos em líquidos é o fenómeno de cavitação acústica. Os efeitos sonoquímicos a reacções químicas e processos incluem aumento na velocidade de reacção e / ou de saída, o uso mais eficiente de energia, melhoria de catalisadores de transferência de fase de desempenho, a activação de metais e sólidos ou aumento da reactividade dos reagentes ou catalisadores.

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Ultrasonic Transesterificação de óleo para biodiesel

Ultra-som aumenta a velocidade de reacção química e rendimento da transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais em biodiesel. Isto permite a mudança da produção de processamento batch para processamento de fluxo contínuo e que reduz o investimento e os custos operacionais. O fabrico de biodiesel a partir de óleos vegetais ou gorduras animais, envolve a transesterificação catalisada por base de ácidos gordos com metanol ou etanol para dar os ésteres metílicos ou etílicos correspondentes ésteres. Ultra-som pode alcançar um rendimento de biodiesel em excesso de 99%. Ultrassons reduz o tempo de processamento e o tempo de separação significativamente.

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Ultrasonic desgaseificação de líquidos

desgaseificação de ultra-sons de óleo usando um ultra-sons UP200S processador (200 Watts)Desgaseificação de líquidos é uma aplicação interessante de dispositivos ultra-sônicos. Neste caso, o ultra-som remove as pequenas bolhas de gás-suspensas a partir do líquido e reduz o nível de gás dissolvido abaixo do nível de equilíbrio natural.

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Sonicação de garrafas e latas para Detecção de Vazamentos

verificação de garrafaO ultra-som está a ser usado em máquinas de embalagem e enchimento para verificar latas e garrafas para fugas. A libertação instantânea de dióxido de carbono é o efeito decisivo de testes de vazamento de ultra-sons de recipientes cheios com bebidas carbonatadas.

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Desinfecção contínua dos sistemas de água quente

Geno-ruptura Gruenbeck utiliza a tecnologia de ultra-sons Hielscher em combinação com luz UV-C para a desinfecção contínua" name="gruenbeck_genobreakPara combater as bactérias Legionella perigosas em sistemas de água quente e garantir um ambiente mais seguro tomar banho a empresa Gruenbeck desenvolveu o sistema GENO-break®. Este sistema utiliza a tecnologia de ultra-sons Hielscher em combinação com luz UV-C.

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Ultrasonic Fio, cabos e Limpeza Faixa

bobina de cabode limpeza de ultra-sons é uma alternativa ambientalmente amigável para a limpeza de materiais contínuos, tais como arame e cabo, fita ou tubos. O efeito da cavitação gerado pela energia ultra-sônica remove resíduos de lubrificação como o óleo ou gorduras, sabões, estearatos ou poeira.

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Informações gerais sobre o processamento ultra-sônica

O ultra-som evoluiu de uma tecnologia emergente, dentro dos últimos dez anos e tornou-se uma tecnologia de processamento totalmente comercial. Alta confiabilidade e scaleablility, bem como baixos custos de manutenção e alta eficiência energética fazer ultra-som um candidato promissor para equipamentos de processamento de líquido estabelecido. O ultra-som oferece oportunidades estimulantes adicionais: Cavitação - o efeito de ultra-som básica - permite que novos resultados nos processos biológicos, químicos e.

Enquanto baixa intensidade ou de ultra-som de alta frequência é utilizada, principalmente, para análise, o teste não destrutivo e imagiologia, ultra-som de alta intensidade é utilizado para o tratamento de líquidos, tais como misturando, Emulsão, Dispersão e desaglomeração, desintegração celular do desactivação da enzima. Quando sonicando líquidos em altas intensidades, as ondas sonoras que se propagam para o meio líquido resultar em alternada de alta pressão (compressão) e ciclos de baixa pressão (rarefeitos), com taxas dependendo da frequência. Durante o ciclo de baixa pressão, ondas ultra-sónicas de alta intensidade criar bolhas de vácuo pequenas ou espaços vazios no líquido. Quando as bolhas de atingir um volume em que ela não pode mais absorver a energia, o colapso se violentamente durante um ciclo de alta pressão. Esse fenômeno é denominado cavitação. Durante a implosão temperaturas muito elevadas (aprox. 5.000 K) e pressões (aprox. 2,000atm) são alcançados localmente. A implosão da bolha de cavitação também resulta em jactos de líquido de até 280m / s velocidade.

Em geral, a cavitação em líquidos podem causar desgaseificação rápida e completa: iniciar várias reacções químicas através da geração de iões químicos livres (radicais); Acelerar reações químicas por facilitar a mistura dos reagentes; aumentar as reacções de polimerização e despolimerização por temporariamente dispersar agregados ou por quebra permanentemente ligações químicas nas cadeias poliméricas; aumentar emulsificação taxas; melhorar as taxas de difusão; produzir emulsões altamente concentradas ou dispersões uniformes mícron de tamanho ou- materiais nano-tamanho; auxiliar o extracção de substâncias, tais como enzimas de origem animal, vegetal, de levedura, ou células bacterianas; remover vírus a partir de tecido infectado; e finalmente, corroer e quebrar partículas susceptíveis, incluindo micro-organismos. (Kuldiloke 2002)

ultra-sons de alta intensidade produz agitação violenta em líquidos de baixa viscosidade, que pode ser usado para dispersar. (Ensminger, 1988) Em interfaces sólidas líquido / sólido ou de gás /, a implosão assimétrica de bolhas de cavitação pode provocar turbulências extremas que reduzem a camada de difusão limite, aumentar a transferência de massa de convecção, e acelerar consideravelmente difusão em sistemas onde a mistura normal não é possível. (Nyborg de 1965)

Literatura

Ensminger, D. E. (1988): métodos acústicos e electroacústicos de drenagem e secagem, em: Tech secagem. 6, 473 (1988).

Kuldiloke, J. (2002): Efeito do ultra-som, temperatura e pressão tratamentos na atividade enzimática um Indicadores de Qualidade de fruta e sumos de vegetais; Ph.D. Tese na Universidade Técnica de Berlim (2002).

Nyborg, W. L. (1965) Acústica ao vivo, Vol. 2B, Academic Press, New York (1965).