Hielscher ультразвукова технологія

Зондів типу Sonication проти ультразвукової ванни: порівняння ефективності

Процеси аніксінації можуть бути виконані за допомогою зондового типу ультразвукового гомогенізатора або ультразвукової ванни. Хоча обидві методи застосовують ультразвукове дослідження до зразка, існують значні відмінності в ефективності, ефективності та можливостях процесу.

Бажані ефекти від ультразвукового дослідження рідин – в тому числі гомогенізація, Розсіювання, деагломерація, фрезерування, емульгування, Видобуток, лізис, Дезінтеграція і сонохімічні ефекти - викликані кавітація. Вводячи ультразвукове ультразвукове випромінювання у рідке середовище, звукові хвилі передаються у рідині та створюють чергові цикли високого тиску (стиснення) і низького тиску (розрідження), що залежать від частоти. Під час циклу низького тиску ультразвукові хвилі високої інтенсивності утворюють у рідині невеликі вакуумні бульбашки або порожнини. Коли бульбашки досягають об'єму, на якому вони більше не можуть поглинати енергію, вони сильно колапсуються під час циклу високого тиску. Це явище називається кавітацією. Під час імплозії дуже високі температури (близько 5000 K) і тисків (приблизно 2000 атм) досягаються локально. Вплив кавітаційного міхура також призводить до утворення рідких струменів до швидкості 280 м / с. [Суслик 1998]

Кавітаційні бульбашки можна диференціювати в стабільних і перехідних бульбашках. (Натисніть, щоб збільшити!)

Moholkar et al. (2000) виявили, що бульбашки в області високої інтенсивності кавітації зазнали перехідного руху, а бульбашки в області низької інтенсивності кавітації пройшли стабільне / коливальне рух. Перехідний колапс бульбашок, що призводить до підвищення локальних температур і тиску, є основою спостережуваних ефектів ультразвуку на хімічних системах.
Інтенсивність ультразвукового випромінювання - це функція вхідного енергії та площі поверхні сонотрода. Для поданої енергії застосовується: чим більше площа поверхні сонотрода, тим менша інтенсивність ультразвуку.
Ультразвукові хвилі можуть генеруватися різними типами ультразвукових систем. Далі порівнюються відмінності ультразвукової обробки ультразвукової ванни, ультразвукового зондового пристрою в відкритому посуді та ультразвуковому зондовому приладі з камерою проточного камери.

Порівняння кавітаційного гарячого точка розподілу

Ультразвукова ванна

У ультразвуковій ванні кавітація виникає невідповідно та неконтрольовано через танк. Ультразвуком ефект є з низькою інтенсивністю і нерівномірно поширюватися Повторюваність і масштабованість процесу дуже погана.
На малюнку нижче показані результати тестування фольги в ультразвуковому резервуарі. Тому на дні наповненого водою ультразвукового резервуара розміщується тонкий алюмінієвий або олов'яний фольга. Після ультразвукової обробки видно одиничні ерозійні позначки. Ці одиночні перфоровані плями та отвори у фользі вказують на кавітаційні гарячі точки. Внаслідок низька енергія і нерівномірний розподіл ультразвуку всередині резервуара, ерозійні сліди виникають лише на місці. Отже, ультразвукові ванни в основному використовуються для прибирання приладів.

In an ultrasonic bath or tank, the ultrasonic "hot spots" відбуваються дуже нерівномірно. (Натисніть, щоб збільшити!)
Наведені нижче малюнки показують нерівномірність розподілу кавітаційних гарячих точок в ультразвуковій ванні. На рис.2, ванна з нижньою поверхнею 20×10 см. Було використано.
Нерівномірність кавітації в ультразвуковій ванні (натисніть, щоб збільшити!)

Для вимірювань, показаних на рис. 3, використовувалася ультразвукова ванна з нижнім пробілом 12х10 см.
На малюнку відображається нерівномірний просторовий розподіл ультразвукових гарячих точок в ультразвуковій ванні. (Натисніть, щоб збільшити!)
Обидва вимірювання показують, що розподіл поля ультразвукового випромінювання в ультразвукових резервуарах дуже нерівномірний.
Вивчення ультразвукового опромінення в різних місцях у ванній показує значні просторові варіації інтенсивності кавітації в ультразвуковій ванні.

На рисунку 4 нижче порівнюється ефективність ультразвукової ванни та ультразвукового зондового приладу, що демонструється шляхом декольорації азобарвника Метил Фіолетовий.
Вища ефективність за допомогою променевої ультразвукової обробки (натисніть, щоб збільшити!)
Даналакшмі та співавт. знайшов у своєму дослідженні, що зондове ультразвукове пристрої мають висока локалізована інтенсивність в порівнянні з танковим і, отже, більшим локалізованим ефектом, як показано на рисунку 4. Це означає більш високу інтенсивність та ефективність процесу обробки ультразвуком.
Ультразвукова установка, як показано на малюнку 4, дозволяє повністю контролювати найбільш важливі параметри - амплітуду, тиск, температуру, в'язкість, концентрацію, об'єм реактора.

Зонд-тип ультразвуком є дуже ефективним і ефективним CVS сонорозширювальну ванну

Зондовий тип ультразвукової обробки з UP200Ht

Зв'яжіться з нами / Запитуйте додаткову інформацію

Розкажіть нам про ваших вимогах до обробки. Ми будемо рекомендувати найбільш підходящі налаштування та параметри обробки для вашого проекту.





Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot"

Pic 1: Ультразвукова сонотрода, що передає звукові хвилі в рідину. Тумання під поверхнею сонотрода вказує на кавітаційний гарячий плям.

Переваги Зонд-підсилення:

  • інтенсивний
  • зосереджені
  • повністю керована
  • рівномірний розподіл
  • відтворюється
  • лінійне збільшення
  • партія і в режимі онлайн

Ультразвуковий зондовий пристрій у відкритому склянці

Коли зразки обробляють ультразвуком за допомогою ультразвукового зондового пристрою, інтенсивна зона ультразвукової обробки безпосередньо під сонотрода / зонда. Відстань ультразвукового випромінювання обмежена певною ділянкою наконечника сонотрода. (див. рис.1)
Ультразвукові процеси у відкритих скляних банках використовуються переважно для тестування техніко-економічного обгрунтування та для приготування зразків менших об'ємів.

Ультразвуковий зондовий пристрій в режимі безперервного потоку

Найсучасніші результати ультразвукової обробки досягаються шляхом безперервної обробки в режимі закритого потоку. Весь матеріал обробляється з тією ж інтенсивністю ультразвуку, тому що шлях потоку і час перебування в камері ультразвукового реактора контролюється.

Ультразвукова вбудована обробка з реакційним елементом реактора (натисніть, щоб збільшити!)

Pic. 4: 1кВт ультразвукова система UIP1000hd з потіковою камерою і насосом

Результати обробки ультразвукової рідини для заданої конфігурації параметрів є функцією енергії на оброблений обсяг. Функція змінюється з змінами в окремих параметрах. Крім того, фактична потужність і інтенсивність на поверхні сонотроду ультразвукового блоку залежать від параметрів.

Найважливіші параметри ультразвукової обробки включають амплітуду (А), тиск (р), об'єм реактора (ВР), температуру (Т) та в'язкість (η).

Кавітаційний вплив ультразвукової обробки залежить від інтенсивності поверхні, яка визначається амплітудою (А), тиском (р), об'ємом реактора (ВР), температурою (Т), в'язкістю (η) та іншими. Знаки плюс і мінус вказують на позитивний або негативний вплив специфічного параметра на інтенсивність ультразвукової обробки.

Контролюючи найважливіший параметр обробки ультразвукової обробки, процес повністю повторується, і досягнуті результати можна масштабувати повністю лінійно. Різні типи сонородів і реакторів ультразвукового потоку дозволяють адаптувати до специфічних вимог процесу.

Резюме

Поки а Ультразвукова ванна забезпечує a слабкий ультразвуком з прибл. 20-40 Вт / л і дуже неоднорідний розповсюдження ультразвуковий зондовий тип пристрої можуть легко пару прибл. 20.000 Вт / л у оброблене середовище. Це означає, що пристрій ультразвукового датчика має вищу ультразвукову ванну в 1000 разів (1000x вищу енергію на об'єкт) через зосереджені і уніформа ультразвуковий сигнал введення. Забезпечує повний контроль над найважливішими параметрами ультразвуку повністю відтворюється результати і Лінійна масштабованість результатів процесу.

Потужна ультразвукова обробка зондувача.

Рисунок 3: Анікуляція у відкритій пробірці з використанням ультразвуковий лабораторний пристрій з сонотродами / зондом

Література / Довідники

 

  • Даналакшмі, Н.П .; Нагараджан Р. (2011): Ультразвукова інтенсифікація хімічної деградації метиловий фіолетовий: Експериментальне дослідження. В: Worlds Acsd. Наука Enginee Tech 2011, Vol.59, 537-542.
  • Кіані Х .; Чжан З. Дельгадо, А.; Сонце, Д.-В. (2011): Ультразвукове зародження деяких харчових продуктів з рідким і твердим тілом під час заморожування. В: Food Res. Міжнародний 2011, Vol.44 / No.9, 2915-2921.
  • Мохолкар, В.С. Соболь, СП; Pandit, AB (2000): відображення інтенсивності кавітація в ультразвуковій ванні з використанням акустичної емісії. В: AIChE J. 2000, Vol.46 / No.4, 684-694.
  • Nascentes, CC; Корн, М .; Суза, КС; Арруда, МАЗ (2001): Використання ультразвукових ванн для аналітичних застосувань: новий підхід для оптимізації умов. В: Дж. Браз. Хімія Соц. 2001 р. Т.12 / №1, 57-63.
  • Сантос, ХМ; Лодейро, К., Капело-Мартінес, Ж.-Л. (2009): Сила ультразвуку. В: Ультразвук в хімії: аналітичне застосування. (видавництво Дж. Л. Капело-Мартінес). Вілей-ВЧ: Вайнхайм, 2009. 1-16.
  • Суслик, К.С. (1998): Кірк-Отмер Енциклопедія хімічної технології; 4-е Ред. Дж. Вілей & Сини: Нью-Йорк, 1998 р., Т. 26, 517-541.

 

Зв'яжіться з нами / Запитуйте додаткову інформацію

Розкажіть нам про ваших вимогах до обробки. Ми будемо рекомендувати найбільш підходящі налаштування та параметри обробки для вашого проекту.





Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Факти варті знати

Гомогенізатори ультразвукових тканин часто називаються звукоізоляторами зонду, звуковими лаймерами, ультразвуковими руйнівниками, ультразвуковими шліфувальними машинами, соногруппою, синусонікою, звуковим дисемб'юстатором, розсіювачем клітин, ультразвуковим розсіювачем або розчинником. Різні умови обумовлені різними додатками, які можуть бути виконані при обробці ультразвуком.