Aplikimi i ultrazërit të fuqisë duke përdorur brirë tejzanor

Brirët ose sondat tejzanor përdoren gjerësisht për aplikime të shumëfishta të përpunimit të lëngjeve duke përfshirë homogjenizimin, shpërndarjen, bluarjen e lagësht, emulsifikimin, nxjerrjen, shpërbërjen, shpërbërjen dhe de-ajrimin. Mësoni bazat rreth brirëve tejzanor, sondave tejzanor dhe aplikimeve të tyre.

Briri tejzanor vs Sonda tejzanor

Shpesh, termi bri tejzanor dhe sonda përdoren në mënyrë të ndërsjellë dhe i referohen shufrës tejzanor që transmeton valët e ultrazërit në lëng. Terma të tjerë që përdoren për sondën tejzanor janë briri akustik, sonotrode, valeguide akustike ose gisht tejzanor. Sidoqoftë, teknikisht ka një ndryshim midis një bri tejzanor dhe një sondë tejzanor.
Të dyja, briri dhe sonda, i referohen pjesëve të të ashtuquajturit ultrasonikë të tipit të sondës. Bri tejzanor është pjesa metalike e transduktorit tejzanor, i cili ngacmohet përmes dridhjeve të krijuara piezoelektrikisht. Bori tejzanor vibron në një frekuencë të caktuar, p.sh. 20 kHz, që do të thotë 20,000 dridhje në sekondë. Titani është materiali i preferuar për prodhimin e brirëve tejzanor për shkak të vetive të tij të shkëlqyera të transmetimit akustik, forcës së tij të fortë ndaj lodhjes dhe ngurtësisë së sipërfaqes.

Sonda tejzanor quhet gjithashtu sonotrode ose gisht tejzanor. Është një shufër metalike, më së shpeshti e bërë nga titani dhe e filetuar në bri tejzanor. Sonda tejzanor është një pjesë thelbësore e procesorit tejzanor, që transmeton valët e ultrazërit në mediumin e sonikuar. Sondat tejzanor / sonotrode janë në dispozicion në forma të ndryshme (p.sh. konike, me majë, të ngushta ose si Cascatrode). Ndërsa titani është materiali më i përdorur për sondat tejzanor, ka edhe sonotrode të bëra nga çelik inox, qeramika, qelqi dhe materiale të tjera në dispozicion.

Meqenëse briri dhe sonda tejzanor janë nën ngjeshje ose tension të vazhdueshëm gjatë sonikimit, zgjedhja e materialit të bririt dhe sondës është vendimtare. Lidhja e titanit me cilësi të lartë (shkalla 5) konsiderohet metali më i besueshëm, i qëndrueshëm dhe efektiv për t'i bërë ballë stresit, për të mbajtur amplituda të larta për periudha të gjata kohore dhe për të transmetuar vetitë akustike dhe mekanike.

Ultrasonikët me performancë të lartë kryesisht punojnë në intervalin e frekuencës 20-30 kHz. Në 20 kHz, sonda tejzanor është zakonisht një shufër rezonante me gjatësi vale gjysmë të gjatë, e cila zgjerohet dhe tkurret vazhdimisht 20,000 herë në sekondë. Lëvizjet e zgjerimit dhe tkurrjes transmetohen si ultratinguj me fuqi të lartë në mjedisin e procesit, dmth. lëng ose slurry, për të përmbushur aplikime të tilla si.

• përzierje tejzanor me prerje të lartë
• mulliri i lagësht me ultratinguj
• dispersion tejzanor i nano-grimcave
• nano-emulsifikimi me ultratinguj
• nxjerrja me ultratinguj
• shpërbërja tejzanor
• prishja dhe liza e qelizave tejzanor
• degazimi dhe ajrimi me ultratinguj
• sono-kimia (sonosinteza, sono-kataliza)

Si funksionon ultratingulli i fuqisë? – Parimi i punës së kavitacionit akustik

Për aplikime tejzanor me performancë të lartë si homogjenizimi, zvogëlimi i madhësisë së grimcave, shpërbërja ose nano-dispersionet, ultratingulli me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët gjenerohet nga një transduktor tejzanor dhe transmetohet përmes bririt tejzanor dhe sondës (sonotrode) në një lëng. Ekografia me fuqi të lartë konsiderohet ultratinguj në intervalin 16-30 kHz. Sonda e ultrazërit zgjerohet dhe tkurret, p.sh., në 20 kHz, duke transmetuar përkatësisht 20,000 dridhje në sekondë në medium. Kur valët ultrasonike udhëtojnë nëpër lëng, ciklet e alternuara të presionit të lartë (ngjeshje) / presionit të ulët (rrallimi / zgjerimi) krijojnë zgavra të vogla (flluska vakumi), të cilat rriten gjatë disa cikleve të presionit. Gjatë fazës së kompresimit të lëngut dhe flluskave, presioni është pozitiv, ndërsa faza e rrallimit prodhon një vakum (presion negativ.) Gjatë cikleve të ngjeshjes-zgjerimit, zgavrat në lëng rriten derisa të arrijnë një madhësi, në të cilën ato nuk mund të thithin energji të mëtejshme. Në këtë moment, ata shpërthejnë me dhunë. Shpërthimi i këtyre zgavrave rezulton në efekte të ndryshme shumë energjike, të cilat njihen si fenomeni i kavitacionit akustik/tejzanor. Kavitacioni akustik karakterizohet nga efekte të shumëfishta shumë energjike, të cilat prekin lëngjet, sistemet e ngurta/lëngshme si dhe sistemet e gazit/lëngëve. Zona e dendur me energji ose zona kavitacionale njihet si e ashtuquajtura zona e pikës së nxehtë, e cila është më e dendura me energji në afërsi të sondës tejzanor dhe zvogëlohet me rritjen e distancës nga sonotrode. Karakteristikat kryesore të kavitacionit tejzanor përfshijnë temperaturat dhe presionet shumë të larta që ndodhin në nivel lokal dhe diferencialet përkatëse, turbulencat dhe rrjedhjen e lëngjeve. Gjatë shpërthimit të zgavrave tejzanor në pikat e nxehta tejzanor, mund të maten temperatura deri në 5000 Kelvin, presione deri në 200 atmosfera dhe avionë të lëngshëm deri në 1000 km/h. Këto kushte të jashtëzakonshme me energji intensive kontribuojnë në efektet sonomekanike dhe sonokimike që intensifikojnë proceset dhe reaksionet kimike në mënyra të ndryshme.
Ndikimi kryesor i ultrazërit në lëngje dhe slurries janë si më poshtë:

• Prerje e lartë: Forcat tejzanor me prerje të lartë prishin lëngjet dhe sistemet e lëngshme-ngurtë duke shkaktuar trazim intensiv, homogjenizim dhe transferim të masës.
• Ndikimi: Avionët e lëngshëm dhe rrjedhjet e krijuara nga kavitacioni tejzanor përshpejtojnë trupat e ngurtë në lëngje, gjë që çon më pas në përplasje ndërgrimore. Kur grimcat përplasen me shpejtësi shumë të lartë, ato gërryhen, thyhen dhe bluhen dhe shpërndahen imët, shpesh deri në madhësi nano. Për lëndët biologjike si materialet bimore, avionët e lëngshëm me shpejtësi të lartë dhe ciklet e presionit të alternuar prishin muret qelizore dhe çlirojnë materialin ndërqelizor. Kjo rezulton në nxjerrjen shumë efikase të përbërjeve bioaktive dhe përzierjen homogjene të lëndës biologjike.
• Agjitacion: Ultratingulli shkakton turbulenca intensive, forca prerëse dhe mikro-lëvizje në lëng ose llum. Kështu, sonication gjithmonë intensifikon transferimin e masës dhe përshpejton reagimet dhe proceset.

Homogjenizuesit tejzanor dhe miksera me prerje të lartë përdoren pothuajse në çdo industri përpunuese që funksionon me lëngje ose llucë. Forcat intensive të kavitacionit tejzanor krijojnë agjitacion intensiv, prerje, thyerje të grimcave dhe transferim të masës. Në këtë mënyrë, lëngjet homogjenizohen, shpërndahen, emulsohen, nxirren, treten dhe/ose fillojnë reaksionet kimike. Në përgjithësi, ultratingulli është një metodë e intensifikimit të procesit që rrit rendimentin, përmirëson normat e konvertimit dhe i bën proceset më efikase.
Aplikimet e zakonshme tejzanor në industri janë të përhapura në shumë degë të ushqimit & pharma, fine-kimia, energjia & petrokimia, riciklimi, biorefineritë, etj. dhe përfshijnë sa vijon:

• sinteza tejzanor bionaftë
• homogjenizimi tejzanor i lëngjeve të frutave
• prodhimi tejzanor i vaksinave
• riciklimi i baterive tejzanor Li-jon
• sinteza tejzanor e nano-materialeve
• formulimi tejzanor i farmaceutikëve
• nano-emulsifikimi tejzanor i CBD
• nxjerrja tejzanor e lëndëve botanike
• përgatitja e mostrës tejzanor në laboratorë
• degazifikimi tejzanor i lëngjeve
• desulfurizimi tejzanor i lëndës së papërpunuar
• dhe shumë të tjera…

Brirët dhe sondat tejzanor për aplikime me performancë të lartë

Hielscher Ultrasonics është prodhues dhe shpërndarës me përvojë të gjatë të ultrasonikëve me fuqi të lartë, të cilët përdoren në mbarë botën për aplikime të rënda në shumë industri.
Me procesorë tejzanor në të gjitha madhësitë nga 50 vat deri në 16 kW për pajisje, sonda në madhësi dhe forma të ndryshme, reaktorë tejzanor me vëllime dhe gjeometri të ndryshme, Hielscher Ultrasonics ka pajisjet e duhura për të konfiguruar konfigurimin ideal të ultrazërit për aplikacionin tuaj.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë: