Акустична и хидродинамичка кавитација у применама мешања

Кавитација за мешање и уједначавање смеша: Постоји ли разлика између акустичне и хидродинамичке кавитације? И зашто би једна технологија кавитације могла бити боља за ваш процес?
Акустична кавитација – позната и као ултразвучна кавитација – и хидродинамичка кавитација представљају два облика кавитације, односно процеса раста и колапса вакуумских шупљина у течности. Акустична кавитација настаје када се течност изложи ултразвучним таласима високог интензитета, док хидродинамичка кавитација настаје када течност струји кроз сужење или око препреке (нпр. Вентуријеве млазнице), што изазива пад притиска и стварање парних шупљина.
Кавитационе силе смицања користе се за хомогенизацију, мешање, дисперговање, емулговање, разарање ћелија, као и за покретање и интензивирање хемијских реакција.

Иако и акустична и хидродинамичка кавитација користе исту појаву и ефекат колапса кавитационих мехурића, постоји значајна разлика између ове две технике, код којих се кавитација ствара ултразвуком или помоћу Вентуријевих млазница.

Интензивна ултразвучна обрада ствара кавитационе мехуриће у води. Њихов накнадни колапс ствара изузетно јаке механичке силе смицања у течности. Овај ефекат разара ћелије, на пример при екстракцији биљних сировина, или уситњава капљице уља у води до веома малих димензија (емулговање). Кавитациони ефекат чини ултразвучне хомогенизаторе Hielscher веома ефикасним средством за дисперговање, хомогенизацију, емулговање и екстракцију. Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне сонде снаге од 50 вати до 16000 вати за процесе ултразвучне обраде у лабораторији и у производњи пуног обима.

Овде сазнајте које разлике постоје између акустичне и хидродинамичке кавитације и зашто бисте могли да изаберете ултразвучни уређај са сондом за свој процес заснован на кавитацији:

Предности акустичне кавитације у односу на хидродинамичку кавитацију

1. Већа ефикасност: Акустична кавитација је углавном ефикаснија у стварању вакуумских шупљина, јер је енергија потребна за стварање кавитације обично мања него код хидродинамичке кавитације. Због тога су кавитатори и кавитациони реактори засновани на ултразвуку енергетски ефикаснији и економичнији. Ултразвук је енергетски најефикаснија метода за стварање кавитације. Акустична / ултразвучна кавитација коју стварају ултразвучни уређаји са сондом спречава настанак непотребног трења. Ултразвучна сонда осцилује управно, спречавајући настанак непотребног трења које расипа енергију. За разлику од акустичне кавитације, хидродинамичка кавитација користи системе ротор–статор или системе са млазницама за стварање кавитације. Обе технике – ротори и статори, као и млазнице – изазивају трење, јер мотор мора да покреће велике механичке делове. Ако студије тврде да је хидродинамичка кавитација енергетски ефикасна, оне узимају у обзир само називну снагу одговарајуће технологије, а занемарују стварну потрошњу енергије. Те студије обично не узимају у обзир губитак енергије услед трења, што је добро познат и нежељен ефекат технологија хидродинамичке кавитације.
2. Већа контрола: Акустична кавитација се може лакше контролисати и регулисати, јер се интензитет ултразвучних таласа може прецизно подесити тако да се постигне жељени ниво кавитације. Насупрот томе, хидродинамичку кавитацију је теже контролисати, јер зависи од карактеристика струјања течности и геометрије сужења или препреке. Поред тога, млазнице су склоне зачепљењу, што доводи до прекида процеса и чишћења које захтева много рада.
3. Могућност обраде готово свих материјала: Док Вентуријева млазница и други хидродинамички проточни реактори имају потешкоћа у обради чврстих материја, а посебно абразивних материјала, ултразвучни кавитатори могу поуздано да обрађују готово сваку врсту материјала. Ултразвучни кавитациони реактори могу да хомогенизују чак и смеше са високим садржајем чврсте материје, абразивне честице и влакнасте материјале без зачепљења.
4. Већа стабилност: Акустична кавитација је углавном стабилнија од хидродинамичке кавитације, јер парне шупљине настале акустичном кавитацијом теже равномернијој расподели у целој течности. Насупрот томе, хидродинамичка кавитација може да створи парне шупљине које су изразито локализоване и могу да доведу до неравномерних или нестабилних образаца струјања.
5. Већа свестраност: Акустична / ултразвучна кавитација може се користити у широком спектру примена, укључујући хомогенизацију, мешање, дисперговање, емулговање, екстракцију, лизу и дезинтеграцију ћелија, као и сонохемију. Насупрот томе, хидродинамичка кавитација је првенствено намењена контроли протока и применама у механици флуида.
   У целини, акустична кавитација пружа већу контролу, ефикасност, стабилност и свестраност у поређењу са хидродинамичком кавитацијом, што је чини веома корисном техником за бројне индустријске примене.

Ултразвучни кавитациони реактори

Hielscher Ultrasonics вам нуди разноврсне ултразвучне сонде и кавитационе реакторе индустријске класе. Сви Hielscher ултразвучни уређаји и кавитациони реактори пројектовани су за примене високог интензитета и рад 24/7 под пуним оптерећењем.
Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој
Hielscher ултразвучни кавитатори познати су по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних кавитатора у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни кавитатори лако се носе са тешким условима и захтевним радним окружењима.

Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом и посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси који се одликују најсавременијом технологијом и једноставним коришћењем. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји су усаглашени са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.

Зашто Hielscher Ultrasonics?

• висока ефикасност
• најсавременија технологија
• поузданост и робусност
• шаржна и проточна обрада
• за сваку запремину – од малих бочица до камионских количина на сат
• научно доказано
• интелигентни софтвер
• паметне функције (нпр. бележење података)
• CIP (чишћење на месту)
• једноставно и безбедно руковање
• једноставна уградња, мало одржавања
• економски исплативо (мање радне снаге, времена обраде и енергије)

Ако сте заинтересовани за технику ултразвучне кавитације, процесе и системе ултразвучних кавитатора спремне за рад, контактирајте нас сада. Наше особље са дугогодишњим искуством радо ће са вама разговарати о вашој примени!

Табела у наставку даје вам увид у приближан капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: