Cavitation tejzanor në lëngjeve

Valët tejzanor të ultrazërit me intensitet të lartë gjenerojnë kavitacion akustik në lëngje. Kavitacioni shkakton efekte ekstreme në nivel lokal, si avionë të lëngshëm deri në 1000 km/orë, presione deri në 2000 atm dhe temperatura deri në 5000 Kelvin. Këto forca të krijuara me ultratinguj përdoren për aplikime të shumta të përpunimit të lëngjeve si homogjenizimi, shpërndarja, emulsifikimi, nxjerrja, prishja e qelizave, si dhe intensifikimi i reaksioneve kimike.

Parimi i punës i kavitacionit tejzanor

Kur sonicating lëngjet me intensitete të larta, valët e zërit që propagandojnë në media të lëngshme të rezultojë në alternimin e cikleve të presionit të lartë (compression) dhe presionit të ulët (rarefaction), me norma në varësi të frekuencës. Gjatë ciklit të presionit të ulët, valët me ultratinguj me intensitet të lartë krijojnë flluska të vogla vakumi ose zbrazëti në lëng. Kur flluska të arrijë një volum në të cilin ata nuk mund të absorbojnë më shumë energji, ato kolaptohen me dhunë gjatë një cikli të presionit të lartë. Ky fenomen quhet cavitation. Gjatë implosionit arrihen temperatura shumë të larta (afërsisht 5.000K) dhe presione (afërsisht 2.000atm) në nivel lokal. Implosioni i flluskës së cavitation gjithashtu rezulton në avionë të lëngshëm deri në shpejtësinë 280m / s.

Kërkesë informacioni





Sondat tejzanor përdorin forcat e kavitacionit akustik për të siguruar përzierjen dhe homogjenizimin intensiv. Homogneizuesit tejzanor përdoren gjerësisht për përzierjen efikase, shpërndarjen, emulsifikimin, nxjerrjen, degazimin dhe sonokiminë.

Ultrasonikë të tipit sondë të tillë si UP400St përdorni parimin e punës së kavitacionit akustik.

Kavitacioni akustik ose tejzanor: rritja dhe shpërthimi i flluskave

Kavitacioni akustik (i krijuar nga ultratingulli i fuqisë) krijon kushte ekstreme në nivel lokal, të ashtuquajturat efekte sonomekanike dhe sonokimike. Për shkak të këtyre efekteve, sonikimi nxit reaksionet kimike që çojnë në rendimente më të larta, shpejtësi më të shpejtë të reagimit, rrugë të reja dhe përmirësim të efikasitetit të përgjithshëm.

 
 
 

Kjo video tregon ultrasonicatorin Hielscher UP400S (400W) që gjeneron kavilje akustike në ujë.

Cavitation tejzanor në ujë duke përdorur UP400S

Miniatura e videos

 

Aplikimet kryesore të ultrazërit që përdorin kavitacionin akustik

Ultrasonikët e tipit sondë, të njohur gjithashtu si sonda tejzanor, gjenerojnë në mënyrë efikase kavitacion akustik intensiv në lëngje. Prandaj, ato përdoren gjerësisht në aplikime të ndryshme në industri të ndryshme. Disa nga aplikimet më të rëndësishme të kavitacionit akustik të krijuar nga ultrasonikët e tipit sonda përfshijnë:
 

Fuqizim i kavitacionit tejzanor në Hielscher Cascatrode

Kavitacion i fuqishëm tejzanor në Hielscher Ultrasonic Cascatrode

  1. Homogjenizimi: Sondat tejzanor mund të gjenerojnë kavitacion intensiv, i cili karakterizohet si një fushë e dendur energjie e forcave të dridhjeve dhe prerjes. Këto forca sigurojnë përzierjen, përzierjen dhe zvogëlimin e madhësisë së grimcave të shkëlqyera. Homogjenizimi tejzanor prodhon pezullime të përziera në mënyrë uniforme. Prandaj, sonikimi përdoret për të prodhuar suspension koloidal homogjen me kthesa të ngushta të shpërndarjes.
  2. Dispersioni i nanogrimcave: Ultrasonikët përdoren për shpërndarjen, deagglomerimin dhe bluarjen e lagësht të nanogrimcave. Valët ultratinguj me frekuencë të ulët mund të gjenerojnë kavitacion me ndikim, i cili zbërthen aglomeratet dhe zvogëlon madhësinë e grimcave. Në veçanti, prerja e lartë e avionëve të lëngshëm përshpejton grimcat në lëng, të cilat përplasen me njëra-tjetrën (përplasja ndërpartikulare) në mënyrë që grimcat si pasojë të thyhen dhe gërryen. Kjo rezulton në shpërndarje uniforme dhe të qëndrueshme të grimcave duke parandaluar sedimentimin. Kjo është thelbësore në fusha të ndryshme, duke përfshirë nanoteknologjinë, shkencën e materialeve dhe farmaceutikën.
  3. Emulsifikimi dhe përzierja: Ultrasonikët e tipit sonda përdoren për të krijuar emulsione dhe përzierje të lëngjeve. Energjia tejzanor shkakton kavitacion, formimin dhe kolapsin e flluskave mikroskopike, të cilat gjenerojnë forca lokale prerëse intensive. Ky proces ndihmon në emulsifikimin e lëngjeve të papërziershme, duke prodhuar emulsione të qëndrueshme dhe të shpërndara imët.
  4. Nxjerrja: Për shkak të forcave të prerjes kavitacionale, ultrasonikët janë shumë efikas në prishjen e strukturave qelizore dhe për të përmirësuar transferimin e masës midis të ngurtë dhe të lëngshëm. Prandaj, nxjerrja me ultratinguj përdoret gjerësisht për lirimin e materialit ndërqelizor, siç janë komponimet bioaktive për prodhimin e ekstrakteve botanike me cilësi të lartë.
  5. Degazimi dhe deaerimi: Ultrasonikët e tipit sondë përdoren për të hequr flluskat e gazit ose gazrat e tretur nga lëngjet. Aplikimi i kavitacionit tejzanor promovon bashkimin e flluskave të gazit në mënyrë që ato të rriten dhe të notojnë në majë të lëngut. Kavitacioni tejzanor e bën degazifikimin një procedurë të shpejtë dhe efikase. Kjo është e vlefshme në industri të ndryshme, si në bojëra, lëngje hidraulike ose në përpunimin e ushqimit dhe pijeve, ku prania e gazrave mund të ndikojë negativisht në cilësinë dhe stabilitetin e produktit.
  6. Sonokataliza: Sondat tejzanor mund të përdoren për sonokatalizën, një proces që kombinon kavitacionin akustik me katalizatorët për të përmirësuar reaksionet kimike. Kavitacioni i krijuar nga valët ultrasonike përmirëson transferimin e masës, rrit shkallët e reagimit dhe nxit prodhimin e radikaleve të lira, duke çuar në transformime kimike më efikase dhe selektive.
  7. Përgatitja e mostrës: Ultrasonikët e tipit sondë përdoren zakonisht në laboratorë për përgatitjen e mostrës. Ato përdoren për të homogjenizuar, zbërthyer dhe nxjerrë mostra biologjike, të tilla si qelizat, indet dhe viruset. Energjia tejzanor e gjeneruar nga sonda prish membranat qelizore, duke çliruar përmbajtjen qelizore dhe duke lehtësuar analizën e mëtejshme.
  8. Shpërbërja dhe prishja e qelizave: Ultrasonikët e tipit sondë përdoren për të shpërbërë dhe prishur qelizat dhe indet për qëllime të ndryshme, të tilla si nxjerrja e komponentëve ndërqelizorë, inaktivizimi mikrobial ose përgatitja e mostrës për analizë. Valët ultrasonike me intensitet të lartë dhe kavitacioni i krijuar në këtë mënyrë shkaktojnë stres mekanik dhe forca prerëse, duke rezultuar në shpërbërjen e strukturave qelizore. Në kërkimin biologjik dhe diagnostikimin mjekësor, ultrasonikët e tipit sondë përdoren për lizën e qelizave, procesi i thyerjes së qelizave të hapura për të lëshuar përbërësit e tyre ndërqelizor. Energjia tejzanor prish muret qelizore, membranat dhe organelet, duke mundësuar nxjerrjen e proteinave, ADN-së, ARN-së dhe përbërësve të tjerë qelizor.

 
Këto janë disa nga aplikimet kryesore të ultrasonikëve të tipit sondë, por teknologjia ka një gamë edhe më të gjerë përdorimesh të tjera, duke përfshirë sonokiminë, reduktimin e madhësisë së grimcave (frezimi i lagësht), sinteza e grimcave nga poshtë-lart dhe sono-sinteza e substancave kimike dhe materiale në industri të ndryshme si farmaceutike, përpunimi i ushqimit, bioteknologjia dhe shkencat mjedisore.

 

Eksfolimi tejzanor i grafenit në ujë

Një sekuencë me shpejtësi të lartë (nga a në f) kornizash që ilustron shtresimin sono-mekanik të një flake grafiti në ujë duke përdorur UP200S, një ultrasonikator 200 W me sonotrode 3 mm. Shigjetat tregojnë vendin e ndarjes së grimcave me flluska të kavitacionit që depërtojnë në ndarje.
© Tyurnina et al. 2020

Kavitacioni akustik siç tregohet këtu në Hielscher ultrasonicator UIP1500hdT përdoret për të nisur dhe nxitur reaksionet kimike. Kavitacion tejzanor në ultrasonikë Hielscher UIP1500hdT (1500W) për reaksione sonokimike.

Kavitacion tejzanor në sondën kaskatrode të ultrazërit UIP1000hdT (1000 watts, 20 kHz) në një reaktor qelqi.

Video e kavitacionit akustik në lëng

Videoja e mëposhtme demonstron kavitacionin akustik në kaskatrodën e ultrazërit UIP1000hdT në një kolonë qelqi të mbushur me ujë. Kolona e xhamit ndriçohet nga fundi me dritë të kuqe në mënyrë që të përmirësohet vizualizimi i flluskave të kavitacionit.

Kjo video tregon kavitacionin tejzanor/akustik në ujë - i krijuar nga Hielscher UIP1000. Kavitacioni tejzanor përdoret për shumë aplikime të lëngshme si homogjenizimi, shpërndarja, emulsifikimi, nxjerrja, degazimi dhe reaksionet sonokimike.

Kavilje tejzanor në lëngje duke përdorur UIP1000

Miniatura e videos

 

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin e mëposhtëm për të kërkuar informacion shtesë në lidhje me procesorët tejzanor për gjenerimin e kavitacionit akustik, aplikacionet dhe çmimet. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju dhe t'ju ofrojmë një sistem kavitacioni me ultratinguj që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Vëllimi i Serisë Shkalla e rrjedhjes Devices rekomanduara
1 deri 500mL 10 deri 200mL / min UP100H
10 deri në 2000 ml 20 deri 400mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 deri në 20L 0.2 deri në 4L / min UIP2000hdT
10 deri në 100L 2 deri në 10L / min UIP4000hdT
na 10 deri në 100L / min UIP16000
na më e madhe grup i UIP16000
Homogjenizuesit tejzanor me prerje të lartë përdoren në përpunim laboratorik, në tavolinë, pilot dhe në përpunim industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikacioneve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.



Literatura / Referencat


Ultrasonikë me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon spektrin e plotë nga ultrasonikatori kompakt laboratorik mbi njësitë e sipërme të stolit deri te sistemet tejzanor të plotë industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratormadhësia industriale.


Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.

Le të kontaktojmë.