Hielscher faka'ata tekinolosia

Sonofragmentation – 'a ia ko e ola 'o ha malohi 'i he kihi'i konga si'i motumotuhi

'Oku fakamatala'i 'e he Sonofragmentation 'a e e motumotuhi 'a e ngaahi momo'i me'a ki he ngaah tutu'u kongakonga 'aki ha malohi ma'olunga. Fakafehoanaki ki he deagglomeration ultrasonic angamaheni mo e milling – ngaahi momo'i me'a 'oku ai pe grinded mo fakamavahe'i 'aki ha kihi'i konga inter-si'i fakatu'utamaki – , 'oku makehe 'a e sono-fragementation 'i he fengaue'aki hangatonu 'i he vaha'a 'o e ngaahi kihi'i konga si'i 'o e 'ohovale 'a e peau. Malohi ma'olunga / 'oku fakatupu 'e ha tu'o lahi 'a e tu'unga ma'ulalo 'a e cavitation mo e kosi lahi ai ko e ngaahi malohi 'i he viviku. Ngaahi tu'unga totu'a 'o e fakatu'utamaki 'o e holofa mo e interparticular 'o e cavitational e loto siakale momosi 'a e ngaahi momo'i me'a ki he naunau 'a e size lelei 'aupito.

Teuteu 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u mo e ultrasonic Production

'Oku 'iloa 'a e ngaahi nunu'a 'o e ha 'a e malohi ki he faiva 'o e ngaahi naunau 'a e tutu'u: Dispersing, Deagglomeration mo e Milling & 'Oku fa'a ko e founga 'aonga pe ke fai ki he fakamamahi pea pehe ki he Fragmentation 'i he sonication ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u. 'Oku mo'oni 'aupito 'eni 'i he taimi 'oku ke tutu'u lelei 'aupito 'a e ngaahi naunau mo ha funcionalities makehe ko mo tutu'u lahi 'oku fakahaa'i 'e he ngaahi 'ulungaanga 'o e kihi'i konga makehe. Ke fa'u ha naunau tutu'u mo ha batch pau, ha founga sonication 'io mo falala'anga kuo pau ke ne fakapapau'i. Ngaahi naunau Hielscher ha me'angaue ultrasonic mei he me'afua 'a e loki fakasaienisi ki he kakato hono ngaohi 'o e size.

Sono-Fragmentation 'i he Cavitation

'Oku fakatupu 'e he e input 'o e ha 'a e ngaahi malohi ultrasonic ki viviku 'a e fu'u totu'a 'a e ngaahi tukunga. Ko e taimi 'oku ha propagates ha fetu'utaki'anga huhu'a, e peau ultrasonic iku kakau he siakale lahi mo e rarefaction (ko e malohi ma'olunga mo e ma'ulalo 'a e teke malohi 'a e siakale). Lolotonga 'a e siakale 'o e teke malohi ma'ulalo, ne tu'u hake 'a e leta kakau vaccum si'isi'i 'i he vai. Ko 'eni cavitation Na'e tupulaki 'a leta kakau 'i ha ngaahi teke ma'ulalo ki siakale kae 'oua ke nau a'usia ai 'a e lahi 'i he taimi 'oku nau 'ikai lava ke mahino kiate kitautolu 'etau ivi lahi ange. Ngaueue fita'a 'a e holofa e cavitation 'i he tu'unga taupotu taha nofo pe 'o fakakaukau'i ha ivi mo e loto siakale lahi ko 'eni, pea 'oku fakatupu 'e he ngaahi tukunga fakalotofonua pe fu'u totu'a. Koe'uhi ko e implosion 'o e cavitation leta kakau, ma'olunga 'aupito 'a e 'ea 'o ha 5000K approx. mo e ngaahi ha'aha'a 'o e approx. 2000atm 'oku ala fakalotofonua pe. Ola 'o e feinga 'a e implosion 'i he vakapuna seti huhu'a 'o a'u mai ki he matangi malohi 'o e mita 'e 280/s (≈1000km/m). 'Oku fakamatala'i 'e he Sono-fragmentation hono faka'aonga'i 'o e ivi malohi lahi ko 'eni ke fragment 'a e ngaahi momo'i me'a ke fua iiki ange 'i he manafa sub-micron mo e tutu'u. Mo ha sonication fakalakalaka, kihi'i konga si'i 'o e fotunga taufetongi mei he angular ke spherical, 'a ia 'oku ne 'ai e ngaahi momo'i me'a mahu'inga ange. 'Oku fakahaa'i 'e he ngaahi ola 'o e sonofragmentation ko ha fragmentation vave 'a ia ko e decribed ko e ngaue ia 'o e ngaahi fakamatala malohi, Voliume sonicated mo e lahi 'o e agglomerates.
Kusters et Al. (1994) fakatotolo'i e ultrasonically tokoni'i fragmentation 'o e agglomerates 'o fakatatau ki hono ivi. 'Oku fakahaa'i 'e he ngaahi ola 'o e kau fakatotolo "'e lava ke lelei tatau pe 'a e founga movetevete ultrasonic mo e ngaahi founga angamaheni. 'E lava ke fulihi 'a e ngaahi ola ko 'eni 'i he ultrasonic movetevete (hange ko e probes lahi ange, hokohoko throughput 'o e 'uli), ka 'oku 'i ai e me'a 'oku 'amanekina meiate kitautolu, 'oku 'ikai ko e 'uhinga ia 'o hono fili 'o e comminutron ko 'eni founga ka ko hono poto ke fakatupu ha ngaahi konga si'i (submicron). " [Kusters et Al. 1994] Tautautefito ki he fakafepaki'i powders hange ko silica pe zirconia, 'a ia ko e ivi pau 'oku fie ma'u ki he 'iuniti efuefu lahi na'e 'ilo ai ma'ulalo 'aki ultrasonic fakamamahi ange ia 'o e ngaahi founga anga-maheni 'o e fakamamahi. 'Oku uesia 'e he ultrasonication 'a e e ngaahi momo'i me'a 'oku 'ikai ngata pe 'i he milling mo e 'i'i, ka 'oku kau mai ai 'e he fakalelei'i 'a e solids. Ai, ha sphericity ma'olunga 'a e ngaahi momo'i me'a 'e lava ke toki a'usia pe ia.

Sono-fragmentation ma'a e Crystallization 'o e Nanomaterials

"Lolotonga 'oku 'i ai 'a e 'ikai ha toe veiveiua 'oku hoko 'a e interparticle 'o e fepaki 'i he slurries 'o e crystals molekula irradiated mo ha, 'oku 'ikai ko e ma'u'anga malohi 'o e fragmentation. Faikehekehe ia mo e ngaue 'o e crystals, 'oku 'ikai maumau'i 'e he ngaahi peau 'o e 'ohovale fakahangatonu ai 'a e ngaahi momo'i me'a ukamea pea 'e lava ke uesia ai kae ngata pe 'i he lahi ange (ka rarer lahi) interparticle 'i he fepaki. E sifi 'i he ngaahi malohi ki he sonication 'o e powders ukamea fehangahangai ia mo e slurries 'o e aspirin 'oku fakamamafa'i 'e he ngaahi faikehekehe 'i he ngaahi koloa 'o e faingofua hono fakafuo 'a e ngaahi momo'i me'a malu'i'anga mo e friable 'o e crystals molekula." [Zeiger / Suslick 2011, 14532]

Ultrasonic fragmentation 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e acetylsalicylic acid

Sonofragmentation 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e aspirin [Zeiger / Suslick 2011]

Gopi et Al. (2008) fakatotolo ki he ngaohi 'aki 'o e tu'unga haohaoa 'o e submicrometer alumina Taila maka (predominantly 'i 100 he ngaahi NM kehekehe) mei he fafanga micrometer (e.g., 70-80 μm) 'o faka'aonga'i ai 'a e sonofragmentation. Na'a nau fakatokanga'i ha liliu lahi 'i he lanu mo hono fotunga 'o e alumina Taila maka ko e ola ia 'o e sono-fragmentation. Ko e ngaahi konga iiki 'i he micron, 'oku faingofua pe hono ma'u submicron mo nano ha ngaahi malohi lahi 'i he ma'olunga sonication. Na'e toe lahi ange 'a e sphericity 'o e ngaahi konga ko 'eni mo e fakautuutu e taimi ke tauhi ai 'i he mala'e.

Nofo movetevete 'i he Surfactant

Koe'uhi ko e lelei 'a e kihi'i konga ultrasonic motumotuhi, 'oku 'i ai hono faka'aonga'i 'o e surfactants 'oku mahu'inga ai ke ta'ofi 'a e deagglomeration 'o e sub-micron mo e tutu'u he ngaah ngaahi momo'i me'a ma'u. Iiki ange ko e kihi'i konga lahi 'o e, ko e ma'olunga ange e apect hono kehekehe 'o e fukahi Faka'elia, 'a ia kuo pau ke 'ufi'ufi 'aki e surfactant ke tauhi 'a kinautolu 'i he fakamavahe'i e 'uli pea ke faka'ehi'ehi mei ai 'a e ngaahi momo'i me'a coagualation (agglomeration). 'E hilifaki 'e he faingamalie 'o e ultrasonication 'i he ola dispersing: fakafonua'i he taimi tatau ki he fakamamahi mo e fragmentation, ultrasounds fakamovetevete 'a e kongakonga kihi'i konga grinded mo e surfactant koe'uhi 'oku agglomeration 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u kakato (meimei) faka'ehi'ehi mei ai.

Fa'u 'o e faiva

'Oku fie ma'u 'a e ngaue ki he falala'anga me'angaue ke tokoni ki he maketi naunau tutu'u tu'unga ma'olunga 'oku ne fakahaa'i ha batch makehe. Ultrasonicators mo e a'u mai ki he 16kW he 'iuniti takitaha 'a ia 'oku clusterizable faka'ata Footi na'a ne ngaue ki he 'o e ngaahi vaitafe iiki e voliume meimei ta'e fakangatangata. Koe'uhi ko e scaleability hangatonu pea mahino kakato 'o e ngaahi founga ultrasonic, ngaahi polokalama ultrasonic 'e lava ke fakatau'ataina'i 'i he me'a 'oku tu'u fakatu'utamaki sivi'i 'i he fale fakatotolo fakakemi, optimized 'i he me'afua taupotu ki 'olunga 'a e sea mo pea fakahoko ta'e 'i ai ha ngaahi palopalema ki he laine 'o e faiva. Hange ko ia 'oku 'ikai fie ma'u 'e he equiment ultrasonic ha 'ata lahi ia 'e lava ke 'io retrofitted ki he ngaahi founga 'o e ngaahi vaitafe iiki. 'Oku faingofua pe 'a e tafa pea 'e lava ke tokanga'i mo lele 'o fakafou 'i he remote control, hota 'oku meimei neglectable ki hono tauhi 'o ha polokalama ultrasonic.

Ngaahi fakamo'oni fakafolofola/ngaahi tohi

  • Ambedkar, B. (2012): Ultrasonic malala-fo ma'a e ti-Ashing mo e De-Sulfurization: fakatotolo Experimental mo e Mechanistic hono faka'ali'ali. Springer, 2012.
  • Eder, Rafael J. P.00; Schrank, fakatata 'a Simone; Besenhard, O. Maximilian; Roblegg, 'eva; Gruber-Woelfler, Heidrun; Khinast, Johannes G. (2012): Hokohoko 'o e ma'u Sonocrystallization 'o e Acetylsalicylic Acid ('ASA): mapule'i 'a e Crystal Size. Tupulaki 'a e Crystal & Tu'unga 'i ha palani 12/10, 2012. 4733-4738.
  • Gopi, R. K.; Nagarajan, R. (2008): ngaahi fakalakalaka 'i hono faka'aonga'i 'o e Sonofragmentation 'a e loi 'a e kihi'i konga ko Nanoalumina Ceramic. IEEE ko ha ngaahi fehu'aki fakapa'anga 'i he Nanotechnology 7/5, 2008. 532-537.
  • Kusters, Karl; Pratsinis, Sotiris E.; Thoma, Steven G.; Samita, Douglas M. (1994): Lahi 'o e ivi ko hono fakasi'isi'i 'i ngaahi lao ki he ultrasonic fragmentation. Efuefu tekinolosia 80, 1994 253-263.
  • Zeiger, Brad W.; Suslick, Kenneth S. (2011): Sonofragementation 'o e Crystals molekula. Tohinoa 'o e kemikale 'o 'Amelika. 2011.

Fetu'utaki mai / kole ke ma'u ha fakamatala lahi ange

Talanoa mai kiate kimautolu fekau'aki mo ho'o ngaahi fie ma'u 'o e ngaue'anga. Te mau fokotu'u 'a e ngaahi fakangatangata fe'unga taha hono fokotu'u mo e ngaue ki ho'o ngaue.





Kataki 'o fakatokanga'i ange 'etau Tu'utu'uni totonu fakatautaha.



Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot" (Lomi'i ke fakalahi!)

Sonotrode ultrasonic hono 'ave 'a e ngaahi peau ongo ki he vai. He fogging 'i lalo he fukahi 'a e sonotrode 'oku ne fakahaa'i e ha feitu'u vela cavitational Faka'elia.