Hielscher Ultrason Teknolojisi

Ultrasonik Bath vs Probe-Tipi Sonication: Bir Verimlilik Karşılaştırması

Sonikasyon işlemler, bir prob-tipi ultrasonik homojenleştirici veya ultrasonik bir banyo kullanılarak gerçekleştirilebilir. , Her iki teknik örnek ultrason uygulanmasına rağmen, etkinlik, verimlilik ve süreç yetenekleri önemli farklılıklar vardır.

Sıvıların ultrasonikasyon istenen etkileri – dahil olmak üzere homojenizasyon, dispersiyon, Dağılmanın, değirmencilik, emülsifikasyon, ekstraksiyon, lizis, parçalanma ve sonochemical etkileri - den kaynaklanan kavitasyon. Yüksek enerjili ultrasonun sıvı bir ortama sokulmasıyla, ses dalgaları akışkan içinde iletilir ve frekansa bağlı olarak oranlar ile alternatif yüksek basınçlı (kompresyon) ve düşük basınçlı (azınlık) döngüleri oluşturur. Düşük basınçlı döngü sırasında, yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalar sıvı içinde küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Baloncuklar artık enerjiyi ememeyeceği bir hacme eriştiğinde, yüksek basınçlı bir döngü sırasında şiddetli bir şekilde çökerler. Bu olguya kavitasyon denir. Patlama sırasında çok yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 5.000K) ve basınçlar (yaklaşık 2.000atm) yerel olarak ulaşılır. Kavitasyon kabarcığının patlaması da 280m / s hıza kadar sıvı jetleri ile sonuçlanır. [Suslick 1998]

Kavitasyon kabarcıkları kalıcı ve geçici kabarcıkları farklılaştırılabilir. (Büyütmek için tıklayın!)

Moholkar ve diğ. (2000), düşük kavitasyon yoğunluğunun bölgesinde kabarcıklar kararlı / salınım hareketi uygulaması yapıldı yüksek kavitasyon yoğunluğunun bölgesinde kabarcıklar, bir geçici hareketi uygulandı bulundu. Yerel sıcaklık ve basınç maxima yol açmaktadır kabarcıkları geçici çöküşü kimyasal sistemlerde ultrason gözlenen etkileri kökünde olduğunu.
ultrasonikasyon yoğunluğu enerji girişi ve sonotrot yüzey alanının bir fonksiyonudur. Belirli bir enerji girişi için geçerlidir: daha büyük bir sonotrot yüzey alanı, ultrason düşük yoğunluğu.
Ultrason dalgalarının ultrason sistemlerinin farklı türleri tarafından üretilebilir. Aşağıda, bir ultrasonik banyo kullanılarak sonikasyon arasındaki farklar, akış hücresi bölmesi ile açık bir kap ve ultrasonik sonda cihazı ultrasonik prob cihazı karşılaştırılacaktır.

kavitasyonel sıcak nokta dağılımının karşılaştırılması

ultrasonik banyo

ultrasonik banyoda olarak, kavitasyon olarak uygunsuz ve kontrolsüz tankın üzerinden dağıtılan oluşur. Sonication etkisidir düşük yoğunluklu ve dengesiz YAYILMIŞ. sürecin tekrarlanabilirlik ve ölçeklenebilirlik çok kötü.
Aşağıdaki resimde bir ultrasonik tankında bir folyo test sonuçlarını gösterir. Bu nedenle, ince bir alüminyum ya da kalay folyo su dolu bir ultrasonik tankın altına yerleştirilir. Sonikasyondan sonra, tek erozyon izleri görülür. folyo olanlar, tek delikli noktalar ve delikler kavitasyonel sıcak noktalar göstermektedir. dolayı düşük enerji ve dengesiz tankın içindeki ultrason dağılımı, erozyon izleri tek nokta-bilge meydana gelir. Bundan dolayı, ultrasonik banyoları çok temizleme uygulamaları için kullanılır.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" Çok dengesiz meydana gelir. (Büyütmek için tıklayın!)
Aşağıdaki rakamlar ultrasonik banyoda kavitasyonal sıcak noktalar eşitsiz dağılımını göstermektedir. Şekil. 2, 20 bir alt kısmı olan bir banyo×10 cm kullanılmıştır.
ultrasonik banyoda dengesiz kavitasyon (büyütmek için tıklayın!)

Şekil. 3'te gösterilen ölçümler için, 12x10cm bir alt alan ile bir ultrasonik banyo kullanılmıştır.
rakam bir ultrasonik banyoda ultrasonik sıcak noktalar eşitsiz mekansal dağılımını gösterir. (Büyütmek için tıklayın!)
Her iki ölçümler ultrasonik tanklarda ultrasonik ışınlama alanının dağılımı çok dengesiz olduğunu ortaya koymaktadır.
banyoda çeşitli konumlarda ultrasonik ışınlamanın çalışma ultrasonik banyoda kavitasyon yoğunluğunda önemli bir uzamsal farklılıklar gösterir.

Şek. 4, aşağıdaki ultrasonik bir banyo etkinliğini ve azo boyası Metil Violet renksizleşme ile örneklenen bir ultrasonik sonda cihazı karşılaştırır.
prob tipi sonikasyon ile yüksek verimlilik (büyütmek için tıklayın!)
Dhanalakshmi ve diğ. yaptıkları çalışmada bulduğu Prob-tipi ultrasonik cihazlar var yüksek lokalize bu nedenle de tank-tipi ve, Şekil l'de gösterildiği gibi daha büyük bir lokalize etki ile karşılaştırıldığında yoğunluğu. 4. Bu sonikasyon işleminin daha yüksek bir yoğunluk ve verimliliği anlamına gelir.
genlik, basınç, sıcaklık, viskozite, konsantrasyon, reaktör hacmi - resim 4'te gösterildiği gibi, bir ultrasonik kurulum tam en önemli parametreleri üzerinde kontrol sağlar.

Sonda tipi sonication çok etkili ve verimli cvs bir sonicator banyo

ile Sonda tipi ultrasonik titreşim UP200Ht

Bize Ulaşın / Daha Fazla Bilgi İsteyin

senin işleme gereksinimleri hakkında bize konuşun. Projeniz için en uygun kurulum ve işleme parametrelerini tavsiye eder.





Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Resim 1: sıvı içine ses dalgaları iletmek ultrasonik sonotrod. sonotrotun yüzeyi altında sisleme kavitasyonel sıcak nokta alanını gösterir.

Avantajları Probe-Sonication:

  • yoğun
  • odaklı
  • tamamen kontrol edilebilir
  • Eşit dağılım
  • tekrar üretilebilir
  • doğrusal bir ayarlama
  • kesikli ve in-line

Açık bir behere Ultrasonik Probe Cihazı

Numuneler bir ultrasonik sonda cihazı kullanılarak sonike edildiğinde, yoğun sonikasyon bölgesi sonotrot / probu altında yer almaktadır. Ultrasonik ışınlama mesafesi sonotrode ucundan belirli bir bölgesiyle sınırlandırılmasıyla karakterize edilmektedir. (Res.1 bakınız)
açık kap içinde ultrasonik işlemleri çoğunlukla fizibilite testleri için ve daha küçük hacimlerin numune hazırlanması için kullanılmaktadır.

Sürekli akış modunda ultrasonik prob cihazı

En gelişmiş sonikasyon sonuçlar, kapalı bir akış modunda kesintisiz olarak işlenmesi ile elde edilir. Ultrasonik reaktör bölmesi içinde akış yolu ve kalma süresi kontrol olarak tüm malzeme, aynı ultrason yoğunluğu ile işlenir.

Akış hücresi reaktörünün ile Ultrasonik inline işleme (büyütmek için tıklayın!)

Pic. 4: 1 kW ultrasonik sistemi UIP1000hd akış hücresi ve pompalı

Belirli bir parametre konfigürasyonu için ultrasonik sıvı işleme süreci sonucu işlenmiş hacim başına enerji bir fonksiyonudur. fonksiyon bireysel parametrelerindeki değişiklikler ile değiştirir. Bundan başka, bir ultrasonik biriminin sonotrodun yüzey alanı başına gerçek güç çıkışı ve yoğunluğu parametrelere bağlıdır.

ultrasonik işlem en önemli parametreler genliği (A) basınç (p) arasında, reaktör hacmi (VR), sıcaklık (T), ve viskozite (η).

ultrasonik işlem kavitasyonel etki yüzeyi amplitüd (A) açıklanmakta olan yoğunluğu, basınç (p) reaktör hacmi (VR), sıcaklık (T), viskozite (η) ve diğerleri bağlıdır. artı ve eksi işaretleri sonikasyon yoğunluğuna spesifik parametre, pozitif veya negatif bir etki gösterir.

sonikasyon işleminin en önemli parametre kontrol ederek işlemi tamamen tekrar edilebilir ve elde edilen sonuçlar tamamen lineer ölçeklendirilebilir. sonotrot ve ultrasonik akış hücresi reaktör farklı tipte özel işlem şartlarına adaptasyon için izin verir.

özet

bir iken ultrasonik banyo sağlayan bir zayıf Yaklaşık ile sonikasyon. 20-40 B / l ve çok düzgün olmayan dağıtımı, ultrasonik prob tipi cihazlar kolaylıkla çift Yak can. 20.000 W / işlenmiş ortam içine L. Bu, bir ultrasonik sonda tipi cihaz nedeniyle 1000 faktör (hacim başına 1000x daha yüksek bir enerji girişi) ile bir ultrasonik banyo üstünlük anlamına gelir odaklı ve üniforma ultrasonik güç girişi. En önemli sonication üzerinde tam kontrol sağlar parametreleri Komple yeniden sonuçları ve doğrusal ölçeklenebilirlik işlem ile sonuçlanmaktadır.

Bir prob tipi ultrasonikleştirici ile güçlü sonikasyon.

Res.3: Bir kullanarak açık bir test tüpü içinde sonikasyon ultrasonik laboratuar cihazı sonotrode / probu ile

Edebiyat referansları

 

  • Dhanalakshmi, N. P .; Nagarajan, R. (2011): Metil Violet Kimyasal Bozunması Ultrasonik yoğunlaştırılması: Deneysel Çalışma. In: Dünyalar ACSD. Sci. Enginee Tech 2011, Vol.59, 537-542.
  • Kiani, H .; Zhang, Z. ve Delgado, A .; Güneş, D.-W. (2011): dondurma sırasında bir miktar sıvı ve katı model gıdaların Ultrason destekli çekirdeklenme. In: Gıda Araş. Intl. 2011, Vol.44 / Sayı 9, 2915-2921.
  • Moholkar, V. S .; Siyah, S.P .; Pandit, A.B. (2000): Akustik emisyonun bir ultrasonik banyoda kavitasyon yoğunluğu eşlenmesi. In: AİChE J. 2000, Cilt 46 / No.4, 684-694.
  • Nascentes, C. M .; Korn, E .; Sousa, C. S .; Arruda, M. A. Z. (2001): Ultrasonik Hamamları Kullanımı Analitik Uygulamalar için: Optimizasyon Koşullar için Yeni Bir Yaklaşım. In J. Braz. Chem. Soc. 2001, Vol.12 / No.1, 57-63.
  • Santos, H. M .; Lodeiro, C, Capelo martinez, J.-L. (2009): Ultrason gücü. In: Kimya Ultrason: Analitik Uygulama. (Ed. J.-L. Capelo-Martinez tarafından). Wiley-VCH: Weinheim, 2009. 1-16.
  • Suslick, K. S. (1998): Kimyasal Teknoloji Kirk-Othmer Encyclopedia; 4. Baskı. J. Wiley & Sons: New York, 1998, cilt. 26 517-541.

 

Bize Ulaşın / Daha Fazla Bilgi İsteyin

senin işleme gereksinimleri hakkında bize konuşun. Projeniz için en uygun kurulum ve işleme parametrelerini tavsiye eder.





Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.




Bilinmesi Gereken Gerçekler

Ultrasonik doku homojenleştiriciler genellikle sonda sonikatör, sonik lize edici, ultrason parçalayıcı, ultrasonik değirmeni, sono-ruptor, Sonifier, sonik Dismemrator hücre bozucu, ultrasonik dağıtıcı ya da çözündürücü olarak ifade edilir. farklı terim sonikasyon ile yerine getirilebilir çeşitli uygulamalar sonucu.