Ultrasonics: aplikacije i procesi
Ultrazvučnost je korisna tehnologija za mnoge aplikacije, kao što su homogenizacija, dezintegracija, raspršivanje, sonohemija, degazovanje ili čišćenje. U nastavku ćete pronaći tipične ultrazvučne aplikacije i procese.
Kliknite na stavke na sledećoj listi da biste dobili više informacija o svakoj aplikaciji.
Ultrasonični Homogenizacija
Ultrazvučni homogenizatori smanjuju male čestice u tečnosti kako bi poboljšali jednoličnost i disperziju stabilnost. Čestice (faze raspršivanja) mogu biti čvrste ili tečne kapljice suspendovane u tečnoj fazi. Ultrazvučno homogenizovanje je veoma efikasno za smanjenje mekih i tvrdih čestica. Hielscher proizvodi ultrazvučne uređaje za homogenizaciju bilo kog tečnog volumena i za grupnu ili umetnutu obradu. Laboratorijski ultrazvučni uređaji se mogu koristiti za volumene od 1.5mL do aproks. 4L. Ultrazvučni industrijski uređaji mogu da obrađuju grupe od 0,5 do aproks. 2000L ili stope protoka od 0,1L do 20 kubnih metara na sat u razvoju procesa ili u proizvodnji
Kliknite ovde da pročitate više o ultrasonični Homogenizacija!
Ултразвучна дисперзија и деагломерација
Raspršivanje i deagglomeracija čvrstine u tečnost je važna primena ultrazvučnih uređaja. Ultrazvučna kavitacija generiše visoke sile koje razbijaju čestice aglomerate u pojedinačne, jednostruke raspršene čestice. Mešanje pudera u tečnost je čest korak u formulisanju različitih proizvoda, kao što su farba, šampon, napici ili poliranje medija. Pojedinačne čestice drže zajedno atrakcijske sile različite fizičke i hemijske prirode, uključujući van-der-Waals-forces i tečnu površinsku napetost. Ultrazvučnost prevazilazi ove sile privlačnosti kako bi se deagglomerate i čestice raspršile u tečne medije. Za raspršivanje i deaglomeraciju pudera u tečnosti, ultrazvučnost visokog intenziteta je interesantna alternativa homogenizatorima visokog pritiska, mešalicama visokog šiptara ili rotor-stator-mikserima.
Kliknite ovde da biste pročitali više o ultrasonovom raspršivanje i deagglomeration!
Ultrasonični Emulsifikovanje
Širok spektar srednjih i potrošačkih proizvoda, kao što su kozmetika i losioni za kožu, farmaceutske mast, lakovi, boje i maziva i goriva bazirani su u potpunosti ili u delu emulzija. Emulzije su raspršivanje dve ili više nepogrešivih tečnosti. Visoko intenzivni ultrazvuk snabdeva dovoljno intenzivnim čaršijama da rastera tečnu fazu (raspršenu fazu) u malim kapljicama u drugoj fazi (neprekidna faza). U zoni raspršivanja, implodiranje kavitacionih mehurića izaziva intenzivne udarne talase u okolnoj tečnosti i rezultira formiranjem tečnih mlazova velike tečne brzine (visoka čaršija). Ultrazvučnost može da postigne opake veličine kapljica znatno ispod 1 mikrona (mikro-emulzija).
Kliknite ovde da biste pročitali više o ultrasonicifikaciji!
Ultrasoničan i brušenje
Ultrazvučnost je efikasno sredstvo za mokro mlevenje i mikro brušenje čestica. Posebno za proizvodnju ljage veličine superfina, ultrazvuk ima mnogo prednosti. Superiorniji je od tradicionalne opreme za smanjenje veličine, kao što su: koloidne mlinove (npr. mlinovi za kugle, mlinovi za klaske), fabrike diska ili mlazne vodenice. Ultrazvučnost može da obradi visokokoncentracione i visoko-viskoznosti ljage – stoga smanjuje zapreminu koju treba obraditi. Ultrazvučno mlevenje je pogodno za obradu mikronskih i nano-veličina materijala, kao što su keramika, pigmenti, barijum sulfat, kalcijum karbonat ili metalni oksidati.
Kliknite ovde da pročitate više o ultrasonovnom gloviji i mikrobrušenje!
Ultrasonijska Neuravnotežna ćelija
Ultrazvučni tretman može da dezintegriše vlaknasti, celulozni materijal u fine čestice i razbije zidove ćelijske strukture. Ovo oslobađa više unutarćelijskog materijala, kao što je skrob ili šećer u tečnost. Ovaj efekat se može koristiti za fermentaciju, varenje i druge procese konverzije organskih materija. Nakon mlevenja i mlevenja, ultrazvučnost čini više unutarćelijskog materijala npr. skroba kao i krhotinama ćelijskog zida dostupnim enzimima koji pretvaraju skrob u šećere. Takođe povećava površinsku površinu izloženu enzimima tokom liquefaction ili sacharification. To obično povećava brzinu i prinos fermentacije kvasca i drugih procesa konverzije, npr.
Kliknite ovde da biste pročitali više o ultrasonovu neuravnoteženiji struktura ćelija!
Ultrasoničan vađenje ćelija
Vađenje enzima i proteina uskladištenih u ćelijama i subcelularnim česticama je široko korišćena primena ultrazvuka visokog intenziteta. Ekstrakt rastvarače organskih jedinjenja koja se nalaze unutar biljaka ili semena može značajno da se poboljša. Ultrazvuk ima potencijalnu korist u vađenju i izolaciji romana potencijalno bioaktivnih komponenti, npr. Ultrazvuka je veoma efikasna tehnologija za botaničko vađenje na laboratorijskoj i proizvodnoj skali.
Kliknite ovde za više informacija o ovom ultrasonijskom ekstraktu ćelije!
Moćna ultrazvučna kavitacija u tečnom stanju
УИП1000 – Соницатион Сет
Ultrazvučni set od 1.000 vati za razvoj i optimizaciju procesa
Сонохемија
Сазнајте више о хемијским апликацијама наших ултразвучних уређаја!
Sonohemijska primena Ultrasonika
Sonohemija je primena ultrazvuka na hemijske reakcije i procese. Mehanizam koji izaziva sonohemijsko dejstvo u tečnosti je fenomen akustične kavitacije. Sonohemijski efekti hemijskih reakcija i procesa uključuju povećanje brzine reakcije ili izlaza, efikasnije korišćenje energije, poboljšanje performansi faznih transfer katalizatora, aktiviranje metala i čvrstina ili povećanje reaktivnosti reagensa ili katalizatora.
Kliknite ovde da biste pročitali više o sonohemijskim efektima ultrazvuka!
Ultrasoničan Transesterifikacija ulja na biodizel
Ultrazvučnost povećava brzinu hemijske reakcije i prinos transesterifikacije biljnih ulja i životinjskih masti na biodizel. Ovo omogućava promenu proizvodnje iz grupne obrade u neprekidnu obradu protoka i smanjuje investicione i operativne troškove. Proizvodnja biodizela sa biljnih ulja ili životinjskih masti, podrazumeva bazu transesterizacije masnih kiselina sa metankom ili etanol, da daju odgovarajuće metyl ili etil. Ultrasoniranost mogu postići prinos biodizela u iznosu od 99%. Ultrazvuk značajno skraćuje vreme obrade i vreme odvajanja.
Kliknite ovde da pročitate više o ultrasonički pomagani transesterifikaciji ulja na biodizel!
Ultrasonični Degassing tečnosti
Degassing tečnosti je zanimljiva primena ultrasonnih uređaja. U ovom slučaju, ultrazvuk uklanja male obustavljene mehuriće sa tečnosti i smanjuje nivo rastucnog gasa ispod nivoa prirodnih ravnoteža.
Kliknite ovde da pročitate više o ultrasonični degassing tečnosti!
Sonacija flaša i limenke za detekciju curenja
Ultrazvučne uređaje možete instalirati u mašine za botovanje i punjenje kako biste proverili da li li konzerve i flaše cure. Trenutno oslobađanje ugljen-dioksida je odlučujući efekat ultrazvučnih testova curenja kontejnera ispunjenih gaziranim napicima.
Kliknite ovde za više informacija o otkrivanju ultrazvučne curenja!
Stalna Dezinfekcija sistema toplih voda
Za borbu protiv opasnih bakterija Legionela u sistemima tople vode i obezbeđivanje bezbednijeg okruženja za tuširanje kompanija Gruenbeck razvila je GENO-break sistem. Ovaj sistem koristi Hielscher ultrazvučnu tehnologiju u kombinaciji sa UV-C svetlom.
Za više informacija o ultrasonično pomagali za dezinfekciju!
Ultrasonični provodnik, kabal i čišćenje trake
Ultrazvučno čišćenje je ekološki prihvatljiva alternativa za čišćenje neprekidnih materijala, kao što su žica i kabl, traka ili cevi. Efekat moćne ultrazvučne kavitacije uklanja zamaske podmazivanja poput ulja ili masti, sapuna, stearate ili prašine sa materijalne površine.
Kliknite ovde za više informacija o ultrasonični čišćenje!
Opšte informacije o Ultrasonnoj obradi
Ultrazvučnost je potpuno komercijalna tehnologija obrade. Visoka pouzdanost i skalabilnost, kao i niski troškovi održavanja i visoka energetska efikasnost čine ultrazvučne uređaje dobrom alternativom za tradicionalnu opremu za obradu tečnosti. Ultrazvuk nudi dodatne uzbudljive mogućnosti: Kavitacija – osnovni ultrazvučni efekat – daje jedinstvene rezultate u biološkim, hemijskim i fizičkim procesima.
Dok se ultrazvuk niskog intenziteta ili visoke frekvencije uglavnom koristi za analizu, nedestruktivno testiranje i snimanje, ultrazvuk visokog intenziteta se koristi za obradu tečnosti kao što su mešanje, emulziranje, raspršivanje i deagglomeracija, dezintegracija ćelija ili deaktivacija enzima. Kada se tečnost sonicira visokim intenzitetom, zvučni talasi se propagiraju kroz tečne medije. To rezultira naizmeničnim ciklusima visokog pritiska (kompresije) i niskog pritiska (retkosti) sa stopama u zavisnosti od frekvencije. Tokom ciklusa niskog pritiska, ultrazvučni talasi visokog intenziteta stvaraju male vakuumske mehuriće ili praznine u tečnosti. Kada mehurići dobiju zapreminu na kojoj više ne mogu da apsorbuju energiju, oni se nasilno urušavaju tokom ciklusa visokog pritiska. Ovaj fenomen se naziva kavitacija. Tokom implozije veoma visoke temperature (oko 5.000K) i pritisci (oko 2.000atm) se dostiћu lokalno. Implozija mehurića kavitacije takođe rezultira tečnim mlazovima brzine do 280 metara u sekundi.
Ultrazvučna kavitacija u tečnostima može da izazove brzo i potpuno degaziranje; inicira razne hemijske reakcije generisanjem besplatnih hemijskih jona (radikala); ubrzava hemijske reakcije olakšavanjem mešanja reaktivatora; poboljšati reakcije polimerizacije i depolimerizacije rasterinjem agregata ili trajnim prekidom hemijskih veza u polimerskim lancima; povećanje stope emulizacije; poboljšanje stope difuzije; proizvode visoko koncentrovane emulzije ili ujednačene disperzije mikron veličine ili nano-veličine materijala; pomažu u vađenju supstanci kao što su enzimi iz životinjskih, biljnih, kvasca ili bakterijskih ćelija; uklanjanje virusa iz zaraženog tkiva; i na kraju, nagrizaju i razgraрuju osetljive иestice, ukljuиujuжi mikroorganizme. (Kuldiloke 2002)
Ultrazvuk visokog intenziteta proizvodi nasilnu agitaciju u tečnosti niske viskoznosti, koja se može koristiti za rasterivanje materijala u tečnosti. (Ensminger, 1988) U tečnom/čvrstoj ili gasu/čvrstim interfejsima, asimetrične implozije mehura mogu izazvati ekstremne turbulencija koji smanjuju granični sloj difuzija, povećati konvektorsku masu, i značajno ubrzati difuziju u sistemima gde uobičajeno mešanje nije moguće. (Nyborg, 1965)
Литература
Ensminger, D. E. (1988): Acoustic and electroacoustic methods of dewatering and drying, in: Drying Tech. 6, 473 (1988).
Kuldiloke, J. (2002): Dejstvo ultrazvuk, temperatura i tretmana pritiska na Enme aktivnost kvaliteta voćnih indikatora voća i povrća; Doktorske tezu u Technische Universität Berlin (2002).
Nyborg, W. L. (1965): Acoustic Streaming, Vol. 2B, Academic Press, New York (1965).