Акустична та гідродинамічна кавітація для застосувань у змішуванні

Кавітація для змішування та гомогенізації: Чи існує різниця між акустичною та гідродинамічною кавітацією? І чому одна технологія кавітації може бути кращою для вашого процесу?
Акустична кавітація – також відома як ультразвукова кавітація – та гідродинамічна кавітація є обома формами кавітації, яка є процесом зростання та колапсу вакуумних порожнин у рідині. Акустична кавітація виникає, коли рідина піддається дії високоефектних ультразвукових хвиль, тоді як гідродинамічна кавітація виникає, коли рідина протікає через звуження або навколо перешкоди (наприклад, сопло Вентурі), що призводить до падіння тиску та утворення парових порожнин.
Кавітаційні зсувні сили використовуються для гомогенізації, змішування, диспергування, емульгування, руйнування клітин, а також для ініціювання та інтенсифікації хімічних реакцій.

Хоча обидві техніки – акустична та гідродинамічна кавітація – використовують одне й те саме явище та ефект колапсу кавітаційних бульбашок, між цими двома техніками, створеними за допомогою ультразвуку або сопел Вентурі, існує суттєва різниця.

Інтенсивна ультразвукова обробка утворює у воді кавітаційні бульбашки. Подальше схлопування кавітаційних бульбашок створює в рідині надзвичайно інтенсивні механічні зсувні сили. Цей ефект руйнує клітини, наприклад під час екстракції рослинної сировини, або подрібнює краплі олії у воді до дуже малих розмірів (емульгування). Завдяки кавітаційному ефекту ультразвукові гомогенізатори Hielscher є високоефективним засобом диспергування, гомогенізації, емульгування та екстракції. Hielscher Ultrasonics виготовляє ультразвукові зонди потужністю від 50 ватів до 16000 ватів для ультразвукової обробки в лабораторії та на повномасштабному виробництві.

Дізнайтеся тут, які існують відмінності між акустичною та гідродинамічною кавітацією та чому вам може знадобитися обрати ультразвуковий гомогенізатор зондового типу для вашого процесу, заснованого на кавітації:

Переваги акустичної кавітації над гідродинамічною кавітацією

1. Більш ефективна: Акустична кавітація загалом є більш ефективною у створенні вакуумних порожнин, оскільки енергія, необхідна для створення кавітації, зазвичай нижча, ніж у гідродинамічній кавітації. Тому кавітатори та кавітаційні реактори на основі ультразвуку є більш енергоефективними та економічними. Ультразвук є найбільш енергоефективним методом створення кавітації. Акустична / ультразвукова кавітація, що генерується зондовими ультразвуковими гомогенізаторами, запобігає створенню зайвого тертя. Ультразвуковий зонд коливається перпендикулярно, запобігаючи генерації зайвого, енерговитратного тертя. На відміну від акустичної кавітації, гідродинамічна кавітація використовує системи ротор-статор або сопла для генерації кавітації. Обидві техніки – ротор-статори та сопла – спричиняють тертя, оскільки двигун повинен приводити в дію великі механічні частини. Якщо дослідження стверджують про енергоефективність гідродинамічної кавітації, вони беруть до уваги лише номінальну потужність відповідної технології та нехтують фактичним енергоспоживанням. Такі дослідження зазвичай не враховують втрати енергії тертя, які є добре відомим та небажаним ефектом технологій гідродинамічної кавітації.
2. Більший контроль: Акустичну кавітацію можна легше контролювати та регулювати, оскільки інтенсивність ультразвукових хвиль можна точно налаштувати для створення бажаного рівня кавітації. Натомість гідродинамічну кавітацію складніше контролювати, оскільки вона залежить від характеристик потоку рідини та геометрії звуження або перешкоди. Крім того, сопла схильні до засмічення, що призводить до переривань процесу та трудомісткого очищення.
3. Може обробляти майже всі матеріали: Хоча сопло Вентурі та інші гідродинамічні проточні реактори мають труднощі з обробкою твердих речовин і особливо абразивних матеріалів, ультразвукові кавітатори можуть надійно обробляти майже будь-який тип матеріалу. Ультразвукові кавітаційні реактори можуть гомогенізувати навіть високі навантаження твердих речовин, абразивні частинки та волокнисті матеріали без засмічення.
4. Більша стабільність: Акустична кавітація загалом є більш стабільною, ніж гідродинамічна кавітація, оскільки парові порожнини, створені акустичною кавітацією, мають тенденцію бути більш рівномірно розподіленими по всій рідині. Натомість гідродинамічна кавітація може створювати парові порожнини, які є сильно локалізованими та можуть призводити до нерівномірних або нестабільних режимів потоку.
5. Більша універсальність: Акустичну / ультразвукову кавітацію можна використовувати в широкому спектрі застосувань, включаючи гомогенізацію, змішування, диспергування, емульгування, екстракцію, лізис та руйнування клітин, а також для сонохімії. Натомість гідродинамічна кавітація переважно призначена для застосувань у контролі потоку та механіці рідин.
   Загалом, акустична кавітація пропонує більший контроль, ефективність, стабільність та універсальність порівняно з гідродинамічною кавітацією, що робить її дуже корисною технікою для численних промислових застосувань.

Ультразвукові кавітаційні реактори

Hielscher Ultrasonics пропонує вам різноманітні ультразвукові зонди та кавітаційні реактори промислового класу. Всі ультразвукові гомогенізатори Hielscher та кавітаційні реактори розроблені для високоефектних застосувань та роботи 24/7 під повним навантаженням.
Дизайн, виробництво та консалтинг – якість, зроблена в Німеччині
Ультразвукові кавітатори Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність та простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові кавітатори в промислові об’єкти. Жорсткі умови та вимогливі середовища легко витримуються ультразвуковими кавітаторами Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є компанією, сертифікованою за ISO, і приділяє особливу увагу високоефективним ультразвуковим гомогенізаторам, що мають передові технології та зручність у використанні. Звичайно, ультразвукові гомогенізатори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA та RoHs.

Чому Hielscher Ultrasonics?

• висока ефективність
• передові технології
• надійність та міцність
• пакетний та проточний
• для будь-якого об’єму – від маленьких флаконів до вантажівок на годину
• науково доведено
• інтелектуальне програмне забезпечення
• розумні функції (наприклад, протоколювання даних)
• CIP (очищення на місці)
• просте та безпечне управління
• легка установка, низьке обслуговування
• економічно вигідно (менше персоналу, часу обробки, енергії)

Якщо вас цікавить техніка ультразвукової кавітації, процеси та готові до роботи системи ультразвукових кавітаторів, будь ласка, зв’яжіться з нами зараз. Наш досвідчений персонал буде радий обговорити з вами ваше застосування!

Нижче наведена таблиця дає вам уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів: