Ultrasonic Cavitation ในของเหลว
การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นแรงขับเคลื่อนหลักในการประมวลผลของเหลวด้วยคลื่นเสียงความเข้มสูง เมื่อคลื่นเสียงอัลตราซาวด์ที่มีกำลังสูงถูกส่งผ่านเข้าไปในของเหลว จะเกิดฟองอากาศขนาดเล็กมากในของเหลวนั้น ฟองอากาศเหล่านี้จะเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วแล้วแตกตัวอย่างรุนแรง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอะคูสติกคาวิเตชั่น (acoustic cavitation) ซึ่งก่อให้เกิดแรงเฉือนในบริเวณเฉพาะที่อย่างรุนแรง กระแสเจ็ตขนาดเล็กมาก คลื่นกระแทก การเปลี่ยนแปลงของความดัน และผลกระทบของการผสมในระดับจุลภาค กระบวนการเหล่านี้สามารถเร่งอัตราการเกิดการผสมให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอ การกระจายตัว การเกิดอิมัลชัน การสกัดสาร การกำจัดก๊าซ การแตกของเซลล์ และปฏิกิริยาโซโนเคมี
เครื่องโซนิคแบบหัววัดของ Hielscher ใช้การเกิดโพรงเสียงแบบควบคุมเพื่อถ่ายโอนพลังงานอัลตราโซนิกเข้าสู่ของเหลว สารแขวนลอย และสารละลายโดยตรง ตั้งแต่ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กไปจนถึงการผลิตแบบไหลผ่านอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง ระบบของ Hielscher ช่วยให้คุณสามารถปรับแอมพลิจูด รูปทรงของโซโนโทรด ความดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล และระยะเวลาการสัมผัส เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การเกิดโพรงเสียงที่ซ้ำได้
- สำหรับห้องปฏิบัติการ: พัฒนาและปรับแต่งพารามิเตอร์ของการสั่นด้วยคลื่นเสียงในปริมาณน้อย
- สำหรับโรงงานนำร่อง: ตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยการเกิดโพรงอากาศภายใต้สภาวะการประมวลผลที่เป็นจริง
- สำหรับการผลิต: ปรับขนาดคลื่นเสียงอัลตราโซนิกให้เกิดโพรงอากาศในของเหลวสำหรับกระบวนการแบบเป็นชุด การหมุนเวียน หรือแบบต่อเนื่องในสายการผลิต
แจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับของเหลว ปริมาตรแบทช์ หรืออัตราการไหล ความหนืด ปริมาณของแข็งในของเหลว ขีดจำกัดของอุณหภูมิ และผลลัพธ์ที่ต้องการในกระบวนการ เราจะแนะนำโซนิเคเตอร์ โซโนโทรด และการกำหนดค่าของเซลล์การไหลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานคาวิเทชันของคุณ
เครื่องโซนิเคเตอร์แบบหัววัด เช่น UP400St ใช้หลักการทํางานของโพรงอากาศอะคูสติก
หลักการทํางานของโพรงอากาศอัลตราโซนิก
เมื่อ sonicating ของเหลวที่มีความเข้มสูงคลื่นเสียงที่แพร่กระจายไปยังสื่อของเหลวจะส่งผลให้เกิดรอบความดันสูง (การบีบอัด) และความดันต่ํา (หายาก) สลับกันโดยมีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในระหว่างรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงจะสร้างฟองสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว เมื่อฟองอากาศมีปริมาตรที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานได้อีกต่อไปฟองอากาศจะยุบตัวลงอย่างรุนแรงในระหว่างวัฏจักรความดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโพรงอากาศ ในระหว่างการระเบิด อุณหภูมิที่สูงมาก (ประมาณ 5,000K) และความดัน (ประมาณ 2,000atm) จะถึงในท้องถิ่น การระเบิดของฟองอากาศยังส่งผลให้เกิดไอพ่นของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 280 ม./วินาที
โพรงอากาศอะคูสติก (เกิดจากอัลตราซาวนด์กําลัง) สร้างสภาวะที่รุนแรงในท้องถิ่น ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์โซโนคานิกและโซโนเคมี เนื่องจากผลกระทบเหล่านี้การ sonication ส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีที่นําไปสู่ผลผลิตที่สูงขึ้นความเร็วในการตอบสนองที่เร็วขึ้นเส้นทางใหม่และประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น
เครื่องสั่นสะเทือนเสียงหรืออ่างอัลตราโซนิก: วิธีคาวิเทชันแบบใดที่เหมาะสม?
เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบและอ่างอัลตราโซนิกต่างก็สร้างปรากฏการณ์คาวิเตชันเชิงเสียงได้ แต่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในด้านความเข้มข้น การควบคุม และความน่าเชื่อถือของกระบวนการ ในขณะที่อ่างอัลตราโซนิกมีประโยชน์สำหรับการทำความสะอาด โซนิเคเตอร์แบบหัววัดจะส่งพลังงานอัลตราโซนิกเข้าสู่ของเหลวโดยตรงและสร้างโซนคาวิเทชันที่แข็งแกร่งและมุ่งเน้นมากขึ้น ซึ่งทำให้โซนิเคเตอร์แบบหัววัดเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับการประมวลผลของเหลวที่ต้องการความแม่นยำ เช่น การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การทำอิมัลชัน การสกัด การทำลายเซลล์ การกระจายอนุภาคนาโน และปฏิกิริยาโซนิเคมิคอล
| เกณฑ์การเปรียบเทียบ | โพรบ sonicator | อ่างอัลตราโซนิก |
|---|---|---|
| ความเข้มของการเกิดโพรงอากาศ | ผลิตการเกิดโพรงอากาศอะคูสติกความเข้มสูงโดยตรงที่ปลายโซโนโทรด | ผลิตโพรงอากาศที่อ่อนแอลงกระจายอยู่ทั่วปริมาตรของอ่าง |
| การถ่ายโอนพลังงาน | ถ่ายโอนพลังงานอัลตราโซนิกโดยตรงเข้าสู่ของเหลว, สารแขวนลอย หรือสารละลาย | ถ่ายโอนพลังงานทางอ้อมผ่านของเหลวในอ่างและผนังภาชนะ |
| การควบคุมกระบวนการ | ปรับความถี่, กำลังไฟฟ้า, โหมดพัลส์, อุณหภูมิ และเวลาในการประมวลผลได้อย่างแม่นยำ | ให้การควบคุมที่จำกัดต่อพลังงานอัลตราโซนิกที่แท้จริงถึงตัวอย่าง |
| ความสามารถในการทําซ้ํา | ให้ผลการสั่นสะเทือนที่สามารถทำซ้ำได้เมื่อกำหนดและตรวจสอบพารามิเตอร์ของกระบวนการ | ผลลัพธ์อาจแตกต่างกันเนื่องจากการกระจายตัวของคาวิเทชันที่ไม่สม่ำเสมอ ตำแหน่งของภาชนะ วัสดุของภาชนะ ระดับการเติม และปริมาณการโหลดในอ่าง |
| ประสิทธิภาพในการประมวลผล | มีประสิทธิภาพสูงในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน, การกระจายตัว, การทำอิมัลชัน, การสกัด, การทำลายเซลล์ และโซโนเคมี | เหมาะสำหรับการทำความสะอาดเป็นหลัก |
| ปริมาณตัวอย่าง | พร้อมให้บริการสำหรับตัวอย่างในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก รวมถึงปริมาณสำหรับโครงการนำร่องและอุตสาหกรรม | โดยทั่วไปใช้สำหรับภาชนะขนาดเล็กหรือภาชนะหลายใบที่วางอยู่ภายในอ่าง |
| ขยายขนาด | สามารถปรับขนาดได้ตั้งแต่การทดสอบในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการทดลองนำร่องและการผลิตในสายอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง | ยากที่จะปรับขนาดได้อย่างน่าเชื่อถือเนื่องจากการกระจายพลังงานและความเข้มของการเกิดโพรงอากาศไม่สามารถถ่ายโอนได้ง่าย |
| สื่อที่เหมาะสม | มีประสิทธิภาพสำหรับของเหลว, อิมัลชัน, สารแขวนลอย, สารละลายข้น และสูตรที่มีของแข็งสูง | เหมาะที่สุดสำหรับของเหลวที่มีความหนืดต่ำและการทำความสะอาดหรือการกำจัดแก๊สที่ง่าย |
| การใช้งานทั่วไป | การกระจายตัวของอนุภาคนาโน, นาโนอิมัลชัน, การสกัด, การแตกของเซลล์, การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน, การแยกกลุ่ม, การบดเปียก และปฏิกิริยาทางเคมีด้วยคลื่นเสียง | ทำความสะอาดภาชนะแก้ว, กำจัดก๊าซออกจากของเหลว, ละลายผง และกวนตัวอย่างเบาๆ |
| ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับ | การประมวลผลของเหลวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ควบคุมได้ ทรงพลัง และสามารถทำซ้ำได้ | การทำความสะอาดอย่างง่ายหรือการบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงความเข้มต่ำ |
การใช้งานหลักของเครื่องโซนิเคเตอร์และการเกิดโพรงเสียง
เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบหรือที่เรียกว่าโพรบอัลตราโซนิกสร้างโพรงอากาศอะคูสติกที่รุนแรงในของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานต่างๆ ในอุตสาหกรรมต่างๆ การใช้งานที่สําคัญที่สุดบางประการของโพรงอากาศอะคูสติกที่เกิดจากเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ ได้แก่:
- การทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน: โพรบอัลตราโซนิกสามารถสร้างโพรงอากาศที่รุนแรงซึ่งมีลักษณะเป็นสนามสั่นสะเทือนและแรงเฉือนที่มีพลังงานหนาแน่น แรงเหล่านี้ให้การผสม การผสม และการลดขนาดอนุภาคได้ดีเยี่ยม การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกทําให้เกิดสารแขวนลอยผสมอย่างสม่ําเสมอ ดังนั้น sonication จึงถูกนํามาใช้ในการผลิตสารแขวนลอยคอลลอยด์ที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีเส้นโค้งการกระจายที่แคบ
- การกระจายอนุภาคนาโน: เครื่องอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้สําหรับการกระจายตัวการแยกตัวและการกัดแบบเปียกของอนุภาคนาโน คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําสามารถสร้างโพรงอากาศที่มีผลกระทบ ซึ่งจะสลายการรวมตัวกันและลดขนาดอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งแรงเฉือนสูงของไอพ่นของเหลวจะเร่งอนุภาคในของเหลวซึ่งชนกัน (การชนกันระหว่างอนุภาค) เพื่อให้อนุภาคแตกและกัดเซาะ ส่งผลให้อนุภาคกระจายอย่างสม่ําเสมอและเสถียรเพื่อป้องกันการตกตะกอน นี่เป็นสิ่งสําคัญในสาขาต่างๆ รวมถึงนาโนเทคโนโลยี วัสดุศาสตร์ และเภสัชกรรม
- อิมัลชันและการผสม: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบใช้เพื่อสร้างอิมัลชันและผสมของเหลว พลังงานอัลตราโซนิกทําให้เกิดโพรงอากาศการก่อตัวและการยุบตัวของฟองอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งสร้างแรงเฉือนในท้องถิ่นที่รุนแรง กระบวนการนี้ช่วยในการทําให้ของเหลวที่ผสมกันไม่ได้เป็นอิมัลชันผลิตอิมัลชันที่เสถียรและกระจายตัวอย่างประณีต
- การสกัด: เนื่องจากแรงเฉือนโพรงอากาศเครื่องอัลตราโซนิกจึงมีประสิทธิภาพสูงในการขัดขวางโครงสร้างเซลล์และเพื่อปรับปรุงการถ่ายโอนมวลระหว่างของแข็งและของเหลว ดังนั้นการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปลดปล่อยวัสดุภายในเซลล์เช่นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสําหรับการผลิตสารสกัดจากพฤกษศาสตร์คุณภาพสูง
- การไล่แก๊สและการขจัดอากาศ: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบถูกนํามาใช้เพื่อขจัดฟองอากาศหรือก๊าซที่ละลายน้ําออกจากของเหลว การประยุกต์ใช้โพรงอากาศอัลตราโซนิกส่งเสริมการรวมตัวของฟองอากาศเพื่อให้เติบโตและลอยขึ้นไปด้านบนของของเหลว โพรงอากาศอัลตราโซนิกทําให้การแยกก๊าซเป็นขั้นตอนที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้มีคุณค่าในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ในสี น้ํามันไฮดรอลิก หรือการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม ซึ่งการมีก๊าซอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพและความเสถียรของผลิตภัณฑ์
- Sonocatalysis: โพรบอัลตราโซนิกสามารถใช้สําหรับ sonocatalysis ซึ่งเป็นกระบวนการที่รวมโพรงอากาศอะคูสติกเข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มปฏิกิริยาเคมี โพรงอากาศที่เกิดจากคลื่นอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวลเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและส่งเสริมการผลิตอนุมูลอิสระซึ่งนําไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่มีประสิทธิภาพและคัดเลือกได้มากขึ้น
- การเตรียมตัวอย่าง: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบมักใช้ในห้องปฏิบัติการสําหรับการเตรียมตัวอย่าง ใช้เพื่อทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน แยกส่วน และสกัดตัวอย่างทางชีวภาพ เช่น เซลล์ เนื้อเยื่อ และไวรัส พลังงานอัลตราโซนิกที่เกิดจากโพรบจะขัดขวางเยื่อหุ้มเซลล์ปล่อยเนื้อหาของเซลล์และอํานวยความสะดวกในการวิเคราะห์เพิ่มเติม
- การสลายตัวและการหยุดชะงักของเซลล์: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบถูกนํามาใช้เพื่อสลายตัวและขัดขวางเซลล์และเนื้อเยื่อเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆเช่นการสกัดส่วนประกอบภายในเซลล์การยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์หรือการเตรียมตัวอย่างสําหรับการวิเคราะห์ คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงและโพรงอากาศที่เกิดขึ้นทําให้เกิดความเครียดเชิงกลและแรงเฉือนส่งผลให้โครงสร้างเซลล์สลายตัว ในการวิจัยทางชีววิทยาและการวินิจฉัยทางการแพทย์เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบจะใช้สําหรับการสลายเซลล์ซึ่งเป็นกระบวนการทําลายเซลล์ที่เปิดเพื่อปล่อยส่วนประกอบภายในเซลล์ พลังงานอัลตราโซนิกทําลายผนังเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์และออร์แกเนลล์ทําให้สามารถสกัดโปรตีนดีเอ็นเออาร์เอ็นเอและส่วนประกอบอื่น ๆ ของเซลล์ได้
สิ่งเหล่านี้เป็นการใช้งานที่สําคัญบางประการของเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ แต่เทคโนโลยีนี้มีการใช้งานอื่น ๆ ที่กว้างกว่ารวมถึงโซโนเคมีการลดขนาดอนุภาค (การกัดแบบเปียก) การสังเคราะห์อนุภาคจากล่างขึ้นบนและการสังเคราะห์โซโนของสารเคมีและวัสดุในอุตสาหกรรมต่างๆเช่นยาการแปรรูปอาหารเทคโนโลยีชีวภาพและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมที่แสดงให้เห็นถึงการขัดผิวแบบกลไกของเกล็ดกราไฟท์ในน้ํา ใช้ UP200S เครื่องอัลตราโซนิก 200W พร้อม sonotrode 3 มม. ลูกศรแสดงตําแหน่งของอนุภาคที่แยกออกโดยมีฟองอากาศทะลุผ่านการแยก
© Tyurnina และคณะ 2020
ใช้ประโยชน์จากอัลตราโซนิกคาเวียชั่น!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
วิดีโอของ Acoustic Cavitation ในของเหลว
วิดีโอต่อไปนี้สาธิตโพรงอากาศอะคูสติกที่ cascatrode ของเครื่องอัลตราโซนิก UIP1000hdT ในคอลัมน์แก้วที่เต็มไปด้วยน้ํา คอลัมน์แก้วส่องสว่างจากด้านล่างด้วยแสงสีแดงเพื่อปรับปรุงการแสดงภาพของฟองอากาศ
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
คําถามที่พบบ่อย
โพรงอากาศอัลตราโซนิกคืออะไร?
การเกิดคาวิเทชันด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงคือการก่อตัว การเติบโต และการยุบตัวอย่างรุนแรงของฟองอากาศขนาดเล็กมากในของเหลวที่ถูกคลื่นเสียงความเข้มสูงสัมผัส การยุบตัวของฟองอากาศเหล่านี้ก่อให้เกิดแรงเฉือนในบริเวณเฉพาะที่รุนแรง การพ่นของเหลวเป็นเส้นขนาดเล็กมาก คลื่นกระแทก ความดันที่แตกต่างกันอย่างมาก และผลกระทบของการผสมในระดับจุลภาคที่รุนแรง
ความแตกต่างระหว่างคาวิเทชันอัลตราโซนิกและคาวิเทชันอะคูสติกคืออะไร?
แอคูสติกคาวิเตชันเป็นคำทั่วไปสำหรับคาวิเตชันที่เกิดจากคลื่นเสียง อัลตราโซนิกคาวิเตชันคือแอคูสติกคาวิเตชันที่เกิดจากคลื่นความถี่อัลตราโซนิก ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่เหนือช่วงเสียงที่มนุษย์ได้ยิน ในการประมวลผลของเหลวในอุตสาหกรรม ทั้งสองคำมักใช้สำหรับคาวิเตชันที่เกิดจากอัลตราโซนิกที่มีกำลังสูง
การสลายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยปรับปรุงการแปรรูปของเหลวได้อย่างไร?
การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยปรับปรุงการประมวลผลของของเหลวโดยการสร้างผลกระทบทางกลและทางเคมีที่รุนแรงภายในของเหลว ผลกระทบทางกลช่วยสนับสนุนการผสม การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การทำอิมัลชัน การแยกอนุภาค การบดเปียก การสกัด และการทำลายเซลล์ ในระบบที่มีการเกิดปฏิกิริยา การเกิดโพรงอากาศยังสามารถส่งเสริมผลกระทบทางเคมีจากคลื่นเสียงและปรับปรุงการถ่ายโอนมวล
แอปพลิเคชันใดที่ใช้การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง?
การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic cavitation) ใช้สำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (homogenizing), การกระจายตัว (dispersing), การทำอิมัลชัน (emulsifying), การทำนาโนอิมัลชัน (nanoemulsification), การสกัด (extraction), การกำจัดก๊าซ (degassing), การแยกกลุ่มอนุภาค (deagglomeration), การลดขนาดอนุภาค (particle size reduction), การแตกเซลล์ (cell lysis), การทำลายจุลินทรีย์ (microbial disruption), การเกิดปฏิกิริ
ทำไมเครื่องอัลตราโซนิกแบบหัววัดจึงมีประสิทธิภาพในการเกิดคาวิเทชัน?
เครื่องส่งคลื่นเสียงความถี่สูงแบบหัววัดส่งพลังงานคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าสู่ของเหลวโดยตรงผ่านโซโนโทรด การส่งพลังงานโดยตรงนี้สร้างโซนคาวิเทชันที่เข้มข้นใกล้กับพื้นผิวหัววัดและช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญได้อย่างแม่นยำ เช่น แอมพลิจูด กำลังไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไป อุณหภูมิ ความดัน และระยะเวลาในการประมวลผล
อ่างอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับการเกิดคาวิเทชันที่รุนแรงหรือไม่?
อ่างอัลตราโซนิกทำให้เกิดปรากฏการณ์คาวิเทชัน แต่ความหนาแน่นของพลังงานมักจะต่ำกว่าและมีการโฟกัสที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบ อ่างอัลตราโซนิกมีประโยชน์สำหรับการทำความสะอาดและการบำบัดแบบอ่อนโยน ในขณะที่เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบเป็นที่นิยมสำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่สามารถทำซ้ำได้ การสกัด การทำอิมัลชัน การกระจายตัว การทำลายเซลล์ และการแปรรูปของเหลวในอุตสาหกรรม
อ่านและชมความแตกต่างระหว่างเครื่องโซนิเคเตอร์แบบหัววัดและอ่างอัลตราโซนิก!
พารามิเตอร์ใดบ้างที่มีอิทธิพลต่อความเข้มของการเกิดคาวิเทชันด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง?
พารามิเตอร์ที่สำคัญได้แก่ ความกว้างของคลื่น (amplitude), กำลังอัลตราโซนิก, พื้นที่ผิวของโซโนโทรด, ปริมาณของเหลว, ความหนืด, ปริมาณของแข็ง, ความดัน, อุณหภูมิ, รูปทรงของภาชนะ, รูปทรงของเซลล์การไหล, อัตราการไหล และเวลาที่อยู่ในระบบ (residence time). การปรับค่าพารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถปรับความเข้มของการเกิดคาวิเทชันให้เหมาะสมกับเป้าหมายของกระบวนการได้.
การสลายไขมันด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตได้หรือไม่?
ใช่ กระบวนการคาวิเทชันด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถพัฒนาได้ในระดับห้องปฏิบัติการและถ่ายโอนไปยังระดับนำร่องหรือระดับอุตสาหกรรมได้โดยการควบคุมแอมพลิจูด พลังงานที่ป้อนเข้า รูปทรงของโซโนโทรด อัตราการไหล และเวลาที่อยู่ในกระบวนการ Hielscher มีเครื่องอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์สำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ การทดลองนำร่อง และการผลิตในอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม