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

transducer ล้ำ UIP2000hdT กับฮอร์นอัลตราโซนิก, บูสเตอร์, และสอบสวน (sonotrode)
- 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
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:
ปริมาณชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
---|---|---|
1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000ml | 20 ถึง 400ml / นาที | Uf200 ःที, UP400St |
00.1 เพื่อ 20L | 00.2 เพื่อ 4L / นาที | UIP2000hdT |
10 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
N.A. | 10 100L / นาที | UIP16000 |
N.A. | ที่มีขนาดใหญ่ | กลุ่มของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Kenneth S. Suslick, Yuri Didenko, Ming M. Fang, Taeghwan Hyeon, Kenneth J. Kolbeck, William B. McNamara, Millan M. Mdleleni, Mike Wong (1999): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 357, Issue 1751, 1999. 335-353.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 77:5; 2015. 155-161.