การประยุกต์ใช้พลังงานอัลตราซาวนด์โดยใช้อัลตราโซนิกฮอร์น

อัลตราโซนิกแตรหรือโพรบใช้กันอย่างแพร่หลายสําหรับการใช้งานการประมวลผลของเหลวนานารวมทั้งการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันกระจายการกัดเปียก, emulsification, สกัด, การสลายตัว, การละลายและ de-aeration เรียนรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ horns อัลตราโซนิก, โพรบอัลตราโซนิกและการใช้งานของพวกเขา

อัลตราโซนิกฮอร์น VS อัลตราโซนิกสอบสวน

บ่อยครั้งที่ฮอร์นอัลตราโซนิกคําและโพรบจะใช้แทนกันและอ้างถึงแกนอัลตราโซนิกที่ส่งคลื่นอัลตราซาวนด์เข้าไปในของเหลว คําอื่น ๆ ที่ใช้สําหรับโพรบอัลตราโซนิกเป็นเสียงฮอร์น sonotrode คลื่นเสียงหรือนิ้วล้ําเสียง อย่างไรก็ตาม ในทางเทคนิคมีความแตกต่างระหว่างฮอร์นอัลตราโซนิกและโพรบอัลตราโซนิก
ทั้งฮอร์นและโพรบอ้างถึงส่วนของ ultrasonicator ประเภทโพรบที่เรียกว่า ฮอร์นอัลตราโซนิกเป็นส่วนโลหะของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกซึ่งตื่นเต้นผ่านการสั่นสะเทือนที่สร้างขึ้น ฮอร์นอัลตราโซนิกสั่นที่ความถี่บางอย่างเช่น 20kHz ซึ่งหมายความว่า 20,000 สั่นสะเทือนต่อวินาที ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่ต้องการสําหรับการผลิตของแตรอัลตราโซนิกเนื่องจากคุณสมบัติการส่งผ่านเสียงที่ดีเยี่ยมความแข็งแรงความเมื่อยล้าที่แข็งแกร่งและความแข็งของพื้นผิว

โพรบอัลตราโซนิกเรียกว่า sonotrode หรือนิ้วล้ําเสียง มันเป็นแกนโลหะส่วนใหญ่มักจะทําจากไทเทเนียมและเกลียวกับฮอร์นอัลตราโซนิก โพรบอัลตราโซนิกเป็นส่วนสําคัญของตัวประมวลผลอัลตราโซนิกที่ส่งผ่านคลื่นอัลตราซาวนด์ลงในสื่อ sonicated โพรบอัลตราโซนิก / sonotrodes อยู่ในรูปทรงต่างๆ (เช่น รูปกรวย, ปลายเรียว, หรือเป็น Cascatrode) ใช้ได้. ในขณะที่ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุดสําหรับโพรบอัลตราโซนิก, นอกจากนี้ยังมี sonotrode ทําจากสแตนเลส, เซรามิก, แก้วและวัสดุอื่น ๆ ที่มีอยู่.

ตั้งแต่ฮอร์นอัลตราโซนิกและสอบสวนอยู่ภายใต้การบีบอัดคงที่หรือความตึงเครียดในระหว่าง sonication การเลือกวัสดุของแตรและสอบสวนเป็นสิ่งสําคัญ โลหะผสมไทเทเนียมคุณภาพสูง (เกรด 5) ถือเป็นโลหะที่น่าเชื่อถือทนทานและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการทนต่อความเครียดเพื่อรักษาแอมพลิจูดสูงเกินกว่าระยะเวลานานของเวลาและเพื่อส่งสมบัติทางเสียงและสมบัติทางกล

ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ทํางานในช่วงความถี่ของ 20-30kHz ที่ 20 kHz, โพรบอัลตราโซนิกโดยปกติจะเป็นความยาวคลื่นความยาวครึ่งครึ่งก้าน resonant ยาวซึ่งขยายตัวอย่างต่อเนื่องและหดตัว 20,000 ครั้งต่อวินาที การขยายตัวและการหดตัวการเคลื่อนไหวจะถูกส่งเป็นอัลตราซาวนด์พลังงานสูงลงในกลางกระบวนการเช่นของเหลวหรือสารละลายเพื่อเติมเต็มการใช้งานเช่น

• อัลตราโซนิกสูงเฉือนผสม
• ล้ำโม่เปียก
• อัลตราโซนิกการกระจายตัวของอนุภาคนาโน
• อัลตราโซนิกนาโน- อิมัลชัน
• การสกัดด้วยอัลตราโซนิก
• กัมมันตรังสีอัลตราโซนิก
• การหยุดชะงักของเซลล์อัลตราโซนิกและ lysis
• อัลตราโซนิก degassing และ de- aeration
• เคมีโซโน (โซโนสังเคราะห์ sono- ตัวเร่งปฏิกิริยา)

อัลตราซาวนด์ไฟฟ้าทํางานอย่างไร – หลักการทํางานของโพรงอากาศอะคูสติก

สําหรับประสิทธิภาพสูงอัลตราโซนิกโปรแกรมเช่นการทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน, ลดขนาดอนุภาค, สลายตัวหรือกระจายนาโน, ความเข้มสูง, อัลตร้าซาวด์ความถี่ต่ําถูกสร้างขึ้นโดย transducer อัลตราซาวนด์และส่งผ่านทางฮอร์นอัลตราโซนิกและสอบสวน (sonotrode) เป็นของเหลว อัลตร้าซาวด์กําลังสูงถือเป็นอัลตราซาวนด์ในช่วงของ 16-30kHz โพรบอัลตราซาวนด์ขยายตัวและสัญญาเช่นที่ 20kHz จึงส่งตามลําดับ 20,000 การสั่นสะเทือนต่อวินาทีเป็นสื่อ เมื่อคลื่นอัลตราโซนิคเดินทางผ่านของเหลวสลับแรงดันสูง (การบีบอัด) / ความดันต่ํา (rarefaction / การขยายตัว) รอบสร้างฟันผุนาที (ฟองสูญญากาศ) ซึ่งเติบโตมากกว่ารอบความดันหลาย ในช่วงการบีบอัดของของเหลวและฟองอากาศความดันเป็นบวกในขณะที่ขั้นตอน rarefaction ผลิตสูญญากาศ (ความดันลบ.) ในระหว่างรอบการขยายตัวการบีบอัด, ฟันผุในของเหลวเติบโตจนกว่าจะถึงขนาด, ที่ที่พวกเขาไม่สามารถดูดซับพลังงานต่อไป. ในจุดนี้พวกเขาทําให้รุนแรง การระเบิดของฟันผุเหล่านั้นส่งผลให้เกิดผลกระทบที่มีพลังสูงซึ่งเป็นที่รู้จักกันเป็นปรากฏการณ์ของอะคูสติก / อัลตราโซนิก cavitation โพรงอากาศอะคูสติกเป็นลักษณะที่ได้รับผลกระทบอย่างมีพลังซึ่งส่งผลกระทบต่อของเหลวระบบของแข็ง / ของเหลวเช่นเดียวกับระบบก๊าซ / ของเหลว โซนพลังงานหนาแน่นหรือเขต cavitational เป็นที่รู้จักกันเรียกว่าโซนจุดร้อนซึ่งเป็นพลังงานหนาแน่นที่สุดในบริเวณใกล้เคียงของโพรบอัลตราโซนิกและลดลงด้วยระยะทางที่เพิ่มขึ้นจาก sonotrode ลักษณะหลักของ cavitation ล้ําเสียงรวมถึงอุณหภูมิและความดันที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นและความแตกต่างที่เกี่ยวข้อง, ความวุ่นวายและของเหลวสตรีมมิ่ง ในช่วงการระเบิดของ cavities ล้ําในจุดร้อนล้ําอุณหภูมิได้ถึง 5000 เคลวินความดันได้ถึง 200 บรรยากาศและไอพ่นของเหลวที่มีถึง 1000km / h สามารถวัดได้ สภาวะที่รุนแรงของพลังงานเหล่านี้มีส่วนช่วยในการเกิดผลกระทบจากโซโนเคมีและแบบที่ทําให้เกิดกระบวนการและปฏิกิริยาทางเคมีในหลากหลายรูปแบบ
ผลกระทบหลักของ ultrasonication ในของเหลวและ slurries มีดังต่อไปนี้:

• สูง- เฉือน: อัลตราโซนิกแรงเฉือนสูงทําลายของเหลวและระบบของแข็งของเหลวที่ก่อให้เกิดความปั่นป่วนรุนแรงทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและการถ่ายโอนมวล
• ผล กระทบ: ไอพ่นเหลวและการสตรีมที่สร้างขึ้นโดยโพรงอากาศอัลตราโซนิกเร่งของแข็งในของเหลวซึ่งนําไปสู่การชนระหว่างกันในภายหลัง เมื่ออนุภาคชนกันด้วยความเร็วสูงมากพวกเขากัดเซาะแตกและได้รับการกัดและกระจายตัวได้ดีมักจะลงไปที่ขนาดนาโน สําหรับเรื่องทางชีวภาพเช่นวัสดุจากพืชไอพ่นของเหลวความเร็วสูงและวงจรความดันสลับรบกวนผนังเซลล์และปล่อยวัสดุภายในเซลล์ ส่งผลให้เกิดการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูงและการผสมสารชีวภาพที่เป็นเนื้อเดียวกัน
• กวน: อัลตราโซนิกทําให้เกิดความวุ่นวายที่รุนแรงแรงเฉือนและไมโครเคลื่อนไหวในของเหลวหรือสารละลาย ดังนั้น sonication เสมอ intensifies มวลโอนและเร่งปฏิกิริยาและกระบวนการจึง

อัลตราโซนิก homogenizers และผสมเฉือนสูงถูกนํามาใช้ในอุตสาหกรรมการประมวลผลเกือบทุกชนิดซึ่งทํางานร่วมกับของเหลวหรือสารละลาย กองกําลัง cavitational อัลตราโซนิกรุนแรงสร้างความปั่นป่วนที่รุนแรงเฉือนแตกแยกอนุภาคและการถ่ายโอนมวล ดังนั้นของเหลวเป็นเนื้อเดียวกันกระจายตัว, emulsified, สกัด, ละลายหรือปฏิกิริยาเคมีจะเริ่มต้น. โดยรวม ultrasonication เป็นกระบวนการที่เพิ่มอัตราผลตอบแทนช่วยเพิ่มอัตราการแปลงและทําให้กระบวนการมีประสิทธิภาพมากขึ้น
การใช้งานอัลตราโซนิกทั่วไปในอุตสาหกรรมจะกระจายไปทั่วหลายสาขาของอาหาร & ยา, เคมี, พลังงาน & ปิโตรเคมี, รีไซเคิล, biorefineries, ฯลฯของและรวมถึงต่อไปนี้:

• การสังเคราะห์ไบโอดีเซลอัลตราโซนิก
• การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันอัลตราโซนิกของน้ําผลไม้
• การผลิตอัลตราโซนิกวัคซีน
• อัลตราโซนิก Li-ion รีไซเคิลแบตเตอรี่
• การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของนาโนวัสดุ
• อัลตราโซนิกการกําหนดของยา
• อัลตราโซนิกนาโนอิมัลชันของ CBD
• การสกัดล้ําของพฤกษศาสตร์
• การเตรียมตัวอย่างอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการ
• อัลตราโซนิก degasification ของของเหลว
• อัลตราโซนิก desulphurization ของน้ํามันดิบ
• และอื่น ๆ อีกมากมาย ...

อัลตราโซนิกแตรและโพรบสําหรับการใช้งานประสิทธิภาพสูง

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้ผลิตประสบการณ์ยาวนานและผู้จัดจําหน่าย ultrasonicators พลังงานสูงซึ่งทั่วโลกใช้สําหรับการใช้งานหนักในหลายอุตสาหกรรม
ด้วยโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกในทุกขนาดตั้งแต่ 50 วัตต์ถึง 16kW ต่ออุปกรณ์, โพรบขนาดต่างๆและรูปร่าง เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่มีปริมาณที่แตกต่างกันและรูปทรงเรขาคณิต Hielscher Ultrasonics มีอุปกรณ์ที่เหมาะสมในการกําหนดค่าการตั้งค่าอัลตราโซนิกเหมาะสําหรับโปรแกรมประยุกต์ของคุณ
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: