Ultrasonics: การประยุกต์ใช้และกระบวนการ
Ultrasonication ถูกนำมาใช้ในการใช้งานเป็นจำนวนมากเช่น homogenizing, การสลายตัว, sonochemistry, degassing หรือการทำความสะอาด ด้านล่างนี้คุณจะพบว่าภาพรวมระบบตลอดการใช้งานอัลตราโซนิกต่างๆและกระบวนการ
โปรดคลิกที่รายการของรายการต่อไปนี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแต่ละแอพลิเคชัน
อัลตราโซนิก Homogenizing
ประมวลผลอัลตราโซนิกที่ใช้เป็น homogenizers เพื่อลดอนุภาคขนาดเล็กในของเหลวเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอและความมั่นคง อนุภาคเหล่านี้ (แยกย้ายเฟส) สามารถเป็นได้ทั้งของแข็งหรือของเหลว อัลตราโซนิกการผสมยางมีประสิทธิภาพมากสำหรับการลดลงของอนุภาคนุ่มและหนัก Hielscher ผลิตอุปกรณ์ล้ำสำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของปริมาณของเหลวใด ๆ สำหรับชุดหรือการประมวลผลแบบอินไลน์ อุปกรณ์ล้ำห้องปฏิบัติการที่สามารถใช้สำหรับไดรฟ์จาก 1.5ml ประมาณ 2L อัลตราโซนิกอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ใช้สำหรับการพัฒนากระบวนการและการผลิต batches จาก 0.5 ถึงประมาณ 2000L หรืออัตราการไหลจาก 0.1L ไป20m³ต่อชั่วโมง
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผสมยางล้ำ!
อัลตราโซนิกกระจายและ Deagglomeration
กระจายและ deagglomeration ของของแข็งของเหลวเข้าไปเป็นโปรแกรมที่สำคัญของอุปกรณ์อัลตราโซนิก cavitation ล้ำเสียงสร้างแรงเฉือนสูงที่ทำลาย agglomerates อนุภาคเป็นอนุภาคกระจายตัวเดียว ผสมผงลงไปในของเหลวเป็นขั้นตอนที่พบบ่อยในสูตรของผลิตภัณฑ์ต่างๆเช่นสีที่ หมึกแชมพูเครื่องดื่มหรือสื่อขัด แต่ละอนุภาคจะจัดขึ้นร่วมกันโดยกองกำลังที่น่าสนใจของธรรมชาติทางกายภาพและเคมีต่าง ๆ รวมทั้งฟานเดอร์ Waals กองกำลังและแรงตึงผิวของของเหลว กองกำลังที่น่าสนใจจะต้องเอาชนะเพื่อ deagglomerate และกระจายอนุภาคสื่อของเหลว สำหรับการกระจายและ deagglomeration ผงในของเหลว ultrasonication เข้มสูงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจที่จะ homogenizers ความดันสูงและโรเตอร์สเตเตอร์-ผสม
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายอัลตราโซนิกและ deagglomeration!
ผสมอัลตราโซนิก
หลากหลายของกลางและสินค้าอุปโภคบริโภคเช่น เครื่องสำอาง และโลชั่นผิวขี้ผึ้งยาวาร์นิช, สีและสารหล่อลื่นและเชื้อเพลิงจะขึ้นอยู่ทั้งหมดหรือบางส่วนของอิมัลชัน อิมัลชันมีกระจายของทั้งสองหรือของเหลวผสมกันไม่มากขึ้น อัลตราซาวนด์เข้มข้นสูงจ่ายพลังงานที่จำเป็นในการสลายของเหลว (เฟสแยกย้ายกันไป) ในละอองขนาดเล็กในระยะที่สอง (เฟสต่อเนื่อง) ในเขตการกระจายที่เทอร์โบฟองโพรงอากาศก่อให้เกิดคลื่นกระแทกอย่างเข้มข้นในของเหลวโดยรอบและส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ jets เหลวของความเร็วของเหลวสูง ที่ระดับความหนาแน่นของพลังงานที่เหมาะสมอัลตราซาวนด์ได้ดีสามารถบรรลุขนาดหยดมีค่าเฉลี่ยต่ำกว่า 1 ไมครอน (ไมโครอิมัลชัน)
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผสมล้ำ!
อัลตราโซนิกเปียกโม่และบด
Ultrasonication เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับโม่เปียกและไมโครบดของอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตของ slurries พิสิฐขนาดอัลตราซาวนด์มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ลดขนาดทั่วไปเช่น: คอลลอยด์โรงสี (เช่นโรงงานลูกบอล, โรงสีลูกปัด) โรงงานแผ่นดิสก์หรือโรงสีเจ็ท Ultrasonication ช่วยให้การประมวลผลของความเข้มข้นสูงและความหนืดสูง slurries - การจึงลดปริมาณที่จะประมวลผล อัลตราโซนิกมิลลิ่งเป็นที่เหมาะสมสำหรับการประมวลผลไมครอนขนาดและ นาโนขนาด วัสดุเช่นเซรามิก, trihydrate อลูมิเนียม, แบเรียมซัลเฟต, แคลเซียมคาร์บอเนตและออกไซด์ของโลหะ
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการโม่เปียกอัลตราโซนิกและไมโครบด!
อัลตราโซนิกสลายตัวของเซลล์
รักษาล้ำสามารถสลายตัวเส้นใยวัสดุเซลลูโลสเป็นอนุภาคที่ดีและทำลายผนังของโครงสร้างเซลล์ นี้ออกมากขึ้นของวัสดุภายในเซลล์เช่นแป้งหรือน้ำตาลให้เป็นของเหลว นอกจากนั้นวัสดุผนังเซลล์จะถูกแบ่งออกเป็นเศษเล็ก ๆ
ผลกระทบนี้จะสามารถนำมาใช้สำหรับการหมักย่อยอาหารและการแปลงอื่น ๆ กระบวนการของสารอินทรีย์ หลังจากโม่และบด, ultrasonication ทำให้มากขึ้นของวัสดุภายในโทรศัพท์มือถือเช่น แป้งเช่นเดียวกับเศษผนังเซลล์ที่มีให้เอนไซม์ที่แปลงแป้งเป็นน้ำตาล มันยังเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสกับเอนไซม์ในช่วงเหลวหรือ saccharification นี้ไม่มักจะเพิ่มความเร็วและอัตราผลตอบแทนของการหมักยีสต์และกระบวนการแปลงอื่น ๆ เช่น เพื่อเพิ่มการผลิตเอทานอลจากชีวมวล
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสลายตัวล้ำของโครงสร้างเซลล์!
อัลตราโซนิกการสกัดมือถือ
การสกัดของเอนไซม์และโปรตีนที่เก็บไว้ในเซลล์และอนุภาค subcellular เป็นโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพของความเข้มสูงอัลตราซาวนด์การสกัดของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ภายในร่างกายของพืชและเมล็ดพันธุ์ด้วยตัวทำละลายได้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อัลตราซาวนด์มีโอกาสได้รับประโยชน์ในการสกัดและการแยกส่วนประกอบของนวนิยายเรื่องนี้อาจออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่น จากการไม่ใช้กระแสผลพลอยได้ที่เกิดขึ้นในกระบวนการปัจจุบัน
คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดเซลล์ล้ำ!
แอพลิเคชันของ Sonochemical Ultrasonics
sonochemistry เป็นโปรแกรมของอัลตราซาวนด์ที่จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีและกระบวนการ กลไกที่ก่อให้เกิดผลกระทบ sonochemical ในของเหลวเป็นปรากฏการณ์ของการเกิดโพรงอากาศอะคูสติก ผลกระทบ sonochemical ที่จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีและกระบวนการรวมถึงการเพิ่มขึ้นของความเร็วปฏิกิริยาและ / หรือการส่งออก, การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น, ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสเปิดใช้งานของโลหะและของแข็งหรือ เพิ่มขึ้นในการเกิดปฏิกิริยาของสารเคมีหรือตัวเร่งปฏิกิริยา.
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของการอัลตราซาวด์ sonochemical!
อัลตราโซนิก Transesterification ของน้ำมันไบโอดีเซล
Ultrasonication เพิ่มความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีและผลผลิตของ transesterification น้ำมันพืชและไขมันสัตว์ไบโอดีเซล นี้จะช่วยให้การเปลี่ยนการผลิตจากการประมวลผลชุดเพื่อประมวลผลการไหลอย่างต่อเนื่องและจะช่วยลดการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงาน การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์เกี่ยวข้องกับ transesterification ฐานเร่งปฏิกิริยาของกรดไขมันที่มีเมทานอลหรือเอทานอลเพื่อให้เมทิลเอสเตอร์หรือเอสเทอเอทิลที่สอดคล้องกัน Ultrasonication สามารถบรรลุผลผลิตไบโอดีเซลในส่วนที่เกิน 99% อัลตราซาวนด์ช่วยลดเวลาในการประมวลผลและระยะเวลาที่แยกอย่างมีนัยสำคัญ
อัลตราโซนิก Degassing ของเหลว
Degassing ของเหลวเป็นโปรแกรมที่น่าสนใจของอุปกรณ์อัลตราโซนิก ในกรณีนี้อัลตราซาวนด์เอาขนาดเล็กที่ถูกระงับการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นฟองอากาศจากสภาพคล่องและลดระดับของก๊าซที่ละลายในน้ำต่ำกว่าระดับความสมดุลทางธรรมชาติ
คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ degassing ล้ำของเหลว!
Sonication ของขวดและกระป๋องสำหรับการตรวจสอบการรั่วไหล
อัลตราซาวนด์จะถูกนำมาใช้ในการบรรจุขวดและเครื่องเพื่อตรวจสอบกระป๋องและขวดสำหรับการรั่วไหลการกรอกข้อมูล ปล่อยทันทีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลแตกหักของการทดสอบการรั่วไหลล้ำของภาชนะบรรจุที่เต็มไปด้วยเครื่องดื่มอัดลม
คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจสอบการรั่วไหลล้ำ!
การฆ่าเชื้ออย่างต่อเนื่องของระบบน้ำร้อน
เพื่อต่อสู้กับเชื้อแบคทีเรีย Legionella อันตรายในระบบน้ำร้อนและรักษาความปลอดภัยสภาพแวดล้อมที่อาบน้ำที่ปลอดภัย บริษัท Gruenbeck ได้มีการพัฒนาระบบ GENO-break® ระบบนี้จะใช้เทคโนโลยีล้ำ Hielscher ร่วมกับแสงยูวี-C
คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการฆ่าเชื้อโรคช่วย ultrasonically!
อัลตราโซนิกลวด, เคเบิ้ลและการทำความสะอาดสตริป
ทำความสะอาดอัลตราโซนิกเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับการทำความสะอาดของวัสดุอย่างต่อเนื่องเช่นลวดและสายเคเบิลเทปหรือท่อ ผลกระทบของการเกิดโพรงอากาศที่เกิดจากพลังงานล้ำเสียงขจัดสารตกค้างหล่อลื่นเช่นน้ำมันหรือไขมัน, สบู่, stearates หรือฝุ่นละออง
คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำความสะอาดอัลตราโซนิก!
ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการประมวลผลอัลตราโซนิก
อัลตราซาวนด์มีวิวัฒนาการมาจากเทคโนโลยีใหม่ ๆ ภายในที่ผ่านมาสิบปีและได้พัฒนาเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลในเชิงพาณิชย์ได้อย่างเต็มที่ ความน่าเชื่อถือสูงและ scaleablility เช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำและ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง ทำให้อัลตราซาวนด์เป็นคู่แข่งที่มีแนวโน้มสำหรับการประมวลผลอุปกรณ์ของเหลวที่จัดตั้งขึ้น อัลตราซาวนด์มีโอกาสที่น่าตื่นเต้นเพิ่มเติม: Cavitation - ผลอัลตราโซนิกพื้นฐาน - ช่วยให้ผลการค้นหาใหม่ในทางชีวภาพเคมีและกระบวนการทางกายภาพ
ในขณะที่ความเข้มต่ำหรืออัลตราซาวนด์ความถี่สูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวิเคราะห์การทดสอบแบบไม่ทำลายและการถ่ายภาพ, ความเข้มสูงอัลตราซาวนด์ที่ใช้สำหรับการประมวลผลของของเหลวเช่น การผสม, ที่ตีไข่, กระจาย และ deagglomeration, การสลายตัวของเซลล์ ของ การเสื่อมของเอนไซม์. เมื่อ sonicating ของเหลวที่ความเข้มสูงคลื่นเสียงที่เผยแพร่สู่สื่อของเหลวส่งผลให้สลับแรงดันสูง (การบีบอัด) และความดันต่ํา (rarefaction) รอบที่มีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในระหว่างรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงสร้างฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว เมื่อฟองอากาศบรรลุปริมาณที่พวกเขาสามารถดูดซับพลังงานไม่ได้อีกต่อไปพวกเขายุบอย่างรุนแรงในช่วงรอบแรงดันสูง ปรากฏการณ์นี้ถือเป็นโพรงอากาศ ในช่วงที่มีอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 5,000K) และความดัน (ประมาณ 2,000atm) ถึงในประเทศ การระเบิดของฟองอากาศยังส่งผลให้เจ็ตเหลวถึง 280m / s ความเร็ว
โดยทั่วไปการเกิดโพรงอากาศในของเหลวอาจก่อให้เกิด ได้อย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ degassing: เริ่มต้นปฏิกิริยาเคมีต่างๆ โดยการสร้างไอออนปราศจากสารเคมี (อนุมูล); เร่งปฏิกิริยาเคมี โดยอำนวยความสะดวกการผสมของสารตั้งต้น; เสริมสร้างพอลิเมอและ depolymerization ปฏิกิริยาโดยชั่วคราว กระจายมวลรวม หรือโดยการถาวรที่จะหมดพันธะเคมีในห่วงโซ่พอลิเมอ; เพิ่ม emulsification ราคา; ปรับปรุงอัตราการแพร่กระจาย; ผลิตอิมัลชันมีความเข้มข้นสูงหรือ กระจายสม่ำเสมอ ของไมครอนขนาดหรือ วัสดุนาโนขนาด; ช่วยเหลือ การสกัดสารเช่นเอนไซม์จากสัตว์พืชยีสต์หรือแบคทีเรีย; ลบไวรัสจากเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อ; และในที่สุดก็กัดเซาะและพังทลายอนุภาคอ่อนแอรวมทั้งจุลินทรีย์ (กุลวาเล๒๐๐๒)
ความเข้มสูงอัลตราซาวนด์ผลิตปั่นป่วนรุนแรงในของเหลวหนืดต่ำซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อ กระจายไป. (Ensminger 1988) ที่อินเตอร์เฟซของเหลว / ของแข็งหรือก๊าซ / ของแข็งระเบิดไม่สมมาตรของฟองอากาศเกิดโพรงอากาศอาจทำให้เกิดความปั่นป่วนมากที่ลดชั้นขอบเขตการแพร่กระจายเพิ่มการถ่ายโอนมวลความร้อนและมากเร่งการแพร่กระจายในระบบที่สามัญผสมเป็นไปไม่ได้ (บอร์ก 1965)
วรรณกรรม
เอดีเอ. (๑๙๘๘): วิธีอะคูสติกและ Electroacoustic ของ dewatering และการอบแห้งใน: การอบแห้งเทค 6, 473 (1988)
Kuldiloke เจ (2002): ผลของการรักษาอัลตราซาวด์, อุณหภูมิและความดันในกิจกรรมของเอนไซม์ตัวชี้วัดคุณภาพของผลไม้และน้ำผัก; ปริญญาเอก วิทยานิพนธ์ที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเบอร์ลิน (2002)
บอร์ก, W.L. (1965) อะคูสติกสตรีมมิ่งฉบับ 2B, นักวิชาการสื่อมวลชนนิวยอร์ก (1965)