Hielscher ultrasunete tehnologie

Probe-Type sonicare vs cu ultrasunete Baie: un randament de comparare

procesele de sonicare poate fi realizată prin utilizarea unui omogenizator ultrasonic de tip sondă sau o baie cu ultrasunete. Deși ambele tehnici aplică ultrasunete pentru eșantion, există diferențe semnificative în ceea ce eficacitate, eficiență și de proces capabilități.

Efectele dorite din ultrasonication lichidelor – inclusiv omogenizarea. dispersant. deaglomerare. frezare. emulsificare. Extracţie. liza. Dezintegrare și efecte sonochimice - sunt cauzate de cavitație. Prin introducerea ultrasunetelor de mare putere într-un mediu lichid, undele sonore sunt transmise în fluid și creează cicluri alternativ de presiune înaltă (compresie) și presiune joasă (rarefaction), cu rate în funcție de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, undele ultrasonice de mare intensitate creează bule mici de vid sau goluri în lichid. Când bulele ating un volum la care nu mai pot absorbi energia, ele se prăbușesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen este numit cavitație. În timpul implosirii se ating temperaturi foarte ridicate (circa 5.000 K) și presiuni (aproximativ 2000 mc). Implozia balonului de cavitație are ca rezultat și jeturi lichide de viteză de până la 280 m / s. [Suslick 1998]

bule de cavitație pot fi diferențiate în bule stabile și tranzitorii. (Click pentru a mari!)

Moholkar și colab. (2000), a constatat că bulele din regiunea cea mai mare intensitate cavitație a suferit o mișcare trecătoare, în timp ce bulele din regiunea cea mai mică intensitate cavitație a suferit o mișcare stabilă / oscilatorie. Colapsul tranzitorie a bulelor care dă naștere la temperatură și presiune maxime locale se află la baza efectelor observate ale ultrasunetelor asupra sistemelor chimice.
Intensitatea ultrasonication este o funcție de consumul de energie și suprafața sonotrode. Pentru un anumit aport de energie se aplică: cu cât suprafața sonotrodului, cea mai mică intensitatea de ultrasunete.
Ultrasunetele pot fi generate de diferite tipuri de sisteme cu ultrasunete. În cele ce urmează, diferențele dintre sonicare folosind o baie cu ultrasunete, dispozitiv sondă cu ultrasunete într-un vas deschis și un dispozitiv sondă ultrasonică cu camera de flux de celule vor fi comparate.

Compararea distribuției cavitație hot spot

baie cu ultrasunete

Într-o baie cu ultrasunete, cavitație apare non-concordant și incontrolabil distribuite prin rezervor. Efectul este sonicare intensitate scăzută și inegal răspândire. Repetabilitatea și scalabilitate a procesului este foarte slabă.
Imaginea de mai jos arată rezultatele unui test de folie într-un rezervor cu ultrasunete. De aceea, un aluminiu sau staniu folie subțire este plasat în partea inferioară a unui rezervor de apă umplut cu ultrasunete. După sonicare, mărci unice de eroziune sunt vizibile. Aceste pete perforate unice și găuri în folie indică punctele fierbinți de cavitație. Din cauza energie slaba si inegal distribuția ecografiei în rezervor, mărcile de eroziune apar numai la fața locului-înțelept. Prin urmare, bai cu ultrasunete sunt utilizate în principal pentru aplicații de curățare.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" apar foarte inegal. (Click pentru a mari!)
Cifrele de mai jos arată distribuția neuniformă a punctelor fierbinți de cavitație într-o baie cu ultrasunete. În fig. 2, o baie cu o suprafață de jos 20×10 cm a fost folosit.
cavitație neuniforma într-o baie cu ultrasunete (Click pentru a mari!)

Pentru măsurătorile prezentate în Fig. 3, a fost folosit o baie cu ultrasunete, cu un spațiu inferior de 12x10cm.
Cifra afișează distribuția spațială inegală a punctelor fierbinți cu ultrasunete într-o baie cu ultrasunete. (Click pentru a mari!)
Ambele măsurători arată că distribuția câmpului de iradiere cu ultrasunete în rezervoare cu ultrasunete este foarte inegală.
Studiul de iradiere cu ultrasunete la diferite locații din baia prezintă variații semnificative spațiale în intensitatea cavitația în baia cu ultrasunete.

Fig. 4 de mai jos compară eficiența o baie cu ultrasunete și un dispozitiv sondă cu ultrasunete exemplificat prin Decolorarea colorant azoic de metil Violet.
eficiență mai mare de tip sonda sonicare (Click pentru a mari!)
Dhanalakshmi și colab. găsit în studiul lor că Tip sondă ultrasonică dispozitive au un ridicat localizate intensitate în comparație cu tipul de rezervor și, prin urmare, o mai mare efect localizat așa cum este prezentat în Fig. 4. Aceasta înseamnă o intensitate mai mare și eficiența procesului sonicare.
O configurare cu ultrasunete așa cum se arată în figura 4, permite controlul deplin asupra celor mai importanți parametri - amplitudinea, presiunea, temperatura, vâscozitatea, concentrația, volumul reactorului.

Sonda de tip Sonicare este foarte eficient și eficient CVS o baie sonicator

Tip sondă sonicare cu Uf200 ः t

Contactati-ne / cere mai multe informații

Vorbeste cu noi despre cerințele dumneavoastră de prelucrare. Vă vom recomanda cele mai potrivite de instalare și de prelucrare a parametrilor pentru proiectul dumneavoastră.





Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Pic 1: sonotrod ultrasunete transmiterea undelor sonore în lichid. Aburirii sub suprafața sonotrodului indică zona cavitationale hot spot.

Avantaje Probe-sonicare:

  • intens
  • concentrat
  • complet controlabile
  • chiar și distribuție
  • reproductibil
  • la scară liniară
  • lot și în linie

Dispozitiv cu ultrasunete Sonda într-un pahar de laborator deschis

Atunci când probele sunt sonicate cu ajutorul unui dispozitiv sondă cu ultrasunete, zona sonicare intensă este direct sub sonotrode / sonda. Distanța de iradiere cu ultrasunete este limitată la o anumită zonă a vârfului sonotrodului. (Vezi pic.1)
ultrasunete în mensure deschise sunt folosite mai ales pentru testarea de fezabilitate și pregătirea probelor de volume mai mici.

Dispozitiv de sondă cu ultrasunete în modul flux continuu

Rezultatele sonicare mai sofisticate sunt realizate printr-un procedeu continuu într-un mod de curgere prin închis. Toate materialele sunt procesate de aceeași intensitate cu ultrasunete ca traseul de curgere și timpul de staționare în camera reactorului cu ultrasunete este controlat.

prelucrare cu ultrasunete în linie cu reactor de flux de celule (Click pentru a mari!)

Pic. 4: sistem ultrasonic 1kW Uip1000hd cu flux de celule și pompa

Rezultatele procesului de lichid de prelucrare cu ultrasunete pentru o configurație dată parametru sunt o funcție de energie per volum procesat. Funcția se schimbă cu alterarea parametrilor individuali. În plus, puterea efectivă și intensitatea per suprafață sonotrodului unei unități cu ultrasunete depinde de parametrii.

Cei mai importanți parametri de prelucrare cu ultrasunete includ amplitudine (A), presiunea (p), volumul reactorului (VR), temperatura (T) și vâscozitatea (η).

Impactul cavitaționale prelucrării cu ultrasunete depinde de intensitatea de suprafață, care este de amplitudine este descris (A), presiunea (p), volumul reactorului (VR), temperatura (T), vâscozitatea (η) și altele. Semnele plus și minus indică o influență pozitivă sau negativă a parametrului specific asupra intensității sonicare.

Prin controlul cel mai important parametru al procesului de sonicare procesul este complet repetabilă și rezultatele obținute pot fi scalate complet liniar. Diferite tipuri de sonotrodes și reactoare de celule de flux cu ultrasunete permite adaptarea la cerințele specifice ale procesului.

rezumat

În timp ce un baie cu ultrasunete oferă o slab sonicare cu aprox. 20-40 W / L și un foarte fără uniformă distribuție, ultrasonic de tip sondă dispozitive pot cu ușurință aproximativ cuplu. 20.000 W / L în mediul de prelucrat. Acest lucru înseamnă că un dispozitiv de tip sondă ultrasonic excelează o baie cu ultrasunete cu un factor de 1000 (1000x de intrare mai mare de energie pe unitatea de volum) datorită concentrat și uniformă intrare de putere cu ultrasunete. Controlul deplin asupra cel mai important sonicare parametrii asigură complet reproductibilă rezultate și scalabilitate liniară a rezultatelor procesului.

sonicare puternic cu un ultrasonicator de tip sondă.

Pic.3: sonicare într-un tub de testare deschis cu ajutorul unui Dispozitiv de laborator cu ultrasunete cu sonotrode / sondă

Literatura / Referințe

 

  • Dhanalakshmi, N. P .; Nagarajan, R. (2011): ultrasunete Accentuarea degradării chimice Metil Violet: un studiu experimental. În: Lumi Acsd. Sci. Tech 2011 Tehnica, Vol.59, 537-542.
  • Kiani, H .; Zhang, Z. Delgado, A .; Sun, D.-W. (2011): ultrasunete nucleație asistata a unor alimente model de lichide și solide în timpul înghețării. În: Alimente Res. Intl. 2011, Vol.44 / nr.9, 2915-2921.
  • Moholkar, V. S .; Sable, S. P .; Pandit, A. B. (2000): Cartografierea intensitatea cavitației într-o baie cu ultrasunete cu ajutorul emisiei acustice. În: AIChE J. 2000, Vol.46 / Nr.4, 684-694.
  • Nascentes, C. C .; Korn, M .; Sousa, C. S .; Arruda, M. A. Z. (2001): Utilizarea ultrasunete baie mici pentru aplicații analitice: o nouă abordare pentru condiții de optimizare. In: J. Braz. Chem. Soc. 2001, Volumul 12 / nr.1, 57-63.
  • Santos, H. M .; Lodeiro, C., Capelo-Martinez, J.-L. (2009): Puterea de ultrasunete. In: Ultrasonografie in chimie: Cerere analitică. (Ed. De J.-L. Capelo-Martinez). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4-a ediție. J. Wiley & Sons: New York, 1998, voi. 26, 517-541.

 

Contactati-ne / cere mai multe informații

Vorbeste cu noi despre cerințele dumneavoastră de prelucrare. Vă vom recomanda cele mai potrivite de instalare și de prelucrare a parametrilor pentru proiectul dumneavoastră.





Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.




Ce trebuie să știți

omogenizatoare de țesut cu ultrasunete sunt adesea denumite sonicator sondă, lyser sonic, disruptor ultrasunete, polizor cu ultrasunete, sono-ruptor, sonicator, Dismembrator sonic, dislocator celular, dispersor cu ultrasunete sau dizolvant. Diferitele termeni rezultă din diversele aplicații care pot fi îndeplinite prin sonicare.