Ultrasonik shoxlar yordamida Power ultratovushni qo'llash

Ultrasonik shoxlar yoki zondlar suyuqlikni qayta ishlash uchun turli xil ilovalar uchun keng qo'llaniladi, shu jumladan gomogenizatsiya, dispersiya, ho'l frezalash, emulsifikatsiya, ekstraktsiya, parchalanish, eritish va havosizlantirish. Ultrasonik shoxlar, ultratovushli zondlar va ularning qo'llanilishi haqida asosiy ma'lumotlarni bilib oling.

Ultrasonik shox va ultratovushli zond

Ko'pincha, ultratovushli shox va zond atamasi bir-birining o'rnida ishlatiladi va ultratovush to'lqinlarini suyuqlikka uzatuvchi ultratovushli tayoqqa ishora qiladi. Ultrasonik zond uchun ishlatiladigan boshqa atamalar - akustik shox, sonotrod, akustik to'lqin qo'llanmasi yoki ultratovush barmoq. Biroq, texnik jihatdan ultratovushli shox va ultratovushli prob o'rtasida farq bor.
Shox va zond ikkalasi ham zond tipidagi ultratovush qurilmasining qismlariga ishora qiladi. Ultrasonik shox ultratovush transduserining metall qismi bo'lib, u piezoelektrik hosil bo'lgan tebranishlar orqali hayajonlanadi. Ultrasonik shox ma'lum bir chastotada tebranadi, masalan, 20 kHz, ya'ni soniyada 20 000 tebranish. Titan mukammal akustik o'tkazuvchanlik xususiyatlari, mustahkam charchoq kuchi va sirt qattiqligi tufayli ultratovush shoxlarini ishlab chiqarish uchun afzal qilingan materialdir.

Ultrasonik prob, shuningdek, sonotrode yoki ultratovush barmoq deb ataladi. Bu ko'pincha titandan yasalgan va ultratovush shoxiga o'ralgan metall novda. Ultrasonik prob ultratovushli protsessorning muhim qismi bo'lib, ultratovush to'lqinlarini sonikatsiyalangan muhitga uzatadi. Ultrasonik zondlar / sonotrodlar turli shakllarda (masalan, konusning, uchli, toraygan yoki Kaskatrod shaklida) mavjud. Titan ultratovushli zondlar uchun eng ko'p ishlatiladigan material bo'lsa-da, zanglamaydigan po'latdan, keramikadan, shishadan va boshqa materiallardan tayyorlangan sonotrodlar ham mavjud.

Ultrasonik shox va zond ultratovush paytida doimiy siqilish yoki kuchlanish ostida bo'lganligi sababli, shox va probning materialini tanlash juda muhimdir. Yuqori sifatli titanium qotishmasi (5-sinf) stressga bardosh beradigan, uzoq vaqt davomida yuqori amplitudalarni ushlab turadigan va akustik va mexanik xususiyatlarni uzatish uchun eng ishonchli, bardoshli va samarali metall hisoblanadi.

Yuqori samarali ultratovush apparatlari asosan 20-30 kHz chastota diapazonida ishlaydi. 20 kHz chastotada ultratovush tekshiruvi odatda sekundiga 20 000 marta doimiy ravishda kengayib, qisqaradigan bir yarim to'lqin uzunligi uzun rezonansli novdadir. Kengayish va qisqarish harakatlari yuqori quvvatli ultratovush sifatida texnologik muhitga, ya'ni suyuqlik yoki atala kabi ilovalarni bajarish uchun uzatiladi.

• ultratovushli yuqori kesish aralashtirish
• ultratovushli nam frezalash
• nano-zarrachalarning ultratovush dispersiyasi
• ultratovushli nano-emulsifikatsiya
• ultratovushli ekstraktsiya
• ultratovushli parchalanish
• ultratovushli hujayra buzilishi va lizis
• ultratovushli gazsizlantirish va havosizlantirish
• sono-kimyo (sono-sintez, sono-kataliz)

Power Ultrasound qanday ishlaydi? – Akustik kavitatsiyaning ishlash printsipi

Gomogenizatsiya, zarrachalar hajmini kamaytirish, parchalanish yoki nano-dispersiyalar kabi yuqori samarali ultratovushli dastur uchun yuqori intensivlikdagi, past chastotali ultratovush ultratovush transduser tomonidan ishlab chiqariladi va ultratovushli shox va zond (sonotrode) orqali suyuqlikka uzatiladi. Yuqori quvvatli ultratovush 16-30 kHz oralig'ida ultratovush hisoblanadi. Ultratovush probi, masalan, 20 kHz chastotada kengayadi va qisqaradi va shu bilan muhitga sekundiga mos ravishda 20 000 tebranishlarni uzatadi. Ultrasonik to'lqinlar suyuqlik bo'ylab harakat qilganda, o'zgaruvchan yuqori bosimli (siqilish) / past bosimli (kamdan-kam uchraydigan / kengayish) tsikllar bir necha bosim davrlarida o'sib chiqadigan daqiqali bo'shliqlarni (vakuum pufakchalari) hosil qiladi. Suyuqlik va pufakchalarning siqish bosqichida bosim ijobiy bo'ladi, kamdan-kam uchraydigan fazada esa vakuum (manfiy bosim) hosil bo'ladi. Siqish-kengayish davrlarida suyuqlikdagi bo'shliqlar o'lchamga yetguncha o'sadi, bunda ular sig'maydi. qo'shimcha energiyani o'zlashtiradi. Bu vaqtda ular shiddat bilan portlashadi. Ushbu bo'shliqlarning portlashi akustik / ultratovushli kavitatsiya fenomeni sifatida tanilgan turli xil yuqori energiyali effektlarga olib keladi. Akustik kavitatsiya suyuqliklarga, qattiq/suyuq tizimlarga, shuningdek, gaz/suyuq tizimlarga ta'sir qiluvchi ko'p qirrali yuqori energetik effektlar bilan tavsiflanadi. Energiya zich zonasi yoki kavitatsion zona issiq nuqta zonasi deb nomlanadi, bu ultratovush tekshiruvi yaqinida eng energiya zich bo'lib, sonotroddan masofa ortib borishi bilan kamayadi. Ultrasonik kavitatsiyaning asosiy xarakteristikalari mahalliy darajada yuzaga keladigan juda yuqori harorat va bosimlarni va tegishli farqlarni, turbulentliklarni va suyuqlik oqimini o'z ichiga oladi. Ultrasonik issiq nuqtalarda ultratovushli bo'shliqlarning portlashi paytida 5000 Kelvingacha bo'lgan harorat, 200 atmosferagacha bosim va 1000 km/soatgacha bo'lgan suyuqlik oqimlarini o'lchash mumkin. Ushbu ajoyib energiya talab qiladigan sharoitlar jarayonlarni va kimyoviy reaktsiyalarni turli yo'llar bilan kuchaytiradigan sonomexanik va sonokimyoviy ta'sirlarga yordam beradi.
Ultrasonikatsiyaning suyuqlik va shlamlarga asosiy ta'siri quyidagilardan iborat:

• Yuqori kesish: Ultrasonik yuqori kesish kuchlari suyuqlik va qattiq suyuqlik tizimlarini buzadi, bu esa qizg'in qo'zg'alish, homogenizatsiya va massa uzatishni keltirib chiqaradi.
• Ta'sir: Ultrasonik kavitatsiya natijasida hosil bo'lgan suyuqlik oqimlari va oqim suyuqlikdagi qattiq moddalarni tezlashtiradi, bu esa keyinchalik zarralar orasidagi to'qnashuvga olib keladi. Zarrachalar juda yuqori tezlikda to'qnashganda, ular eroziyalanadi, parchalanadi va maydalanadi va mayda, ko'pincha nano o'lchamlarga qadar tarqaladi. O'simlik materiallari kabi biologik moddalar uchun yuqori tezlikli suyuqlik oqimlari va o'zgaruvchan bosim davrlari hujayra devorlarini buzadi va hujayra ichidagi materialni chiqaradi. Bu bioaktiv birikmalarning yuqori samarali ekstraktsiyasiga va biologik moddalarning bir hil aralashishiga olib keladi.
• Ajitasyon: Ultrasonikatsiya kuchli turbulentliklarni, kesish kuchlarini va suyuqlik yoki ataladagi mikro-harakatni keltirib chiqaradi. Shunday qilib, sonikatsiya har doim massa uzatishni kuchaytiradi va shu bilan reaktsiyalar va jarayonlarni tezlashtiradi.

Ultrasonik gomogenizatorlar va yuqori kesish mikserlari suyuqliklar yoki bulamaçlar bilan ishlaydigan deyarli har qanday qayta ishlash sanoatida qo'llaniladi. Kuchli ultratovushli kavitatsion kuchlar kuchli qo'zg'alish, kesish, zarrachalarning parchalanishi va massa o'tkazuvchanligini yaratadi. Shunday qilib, suyuqliklar bir hil holga keltiriladi, disperslanadi, emulsiyalanadi, ekstraksiya qilinadi, eritiladi va/yoki kimyoviy reaksiyalar boshlanadi. Umuman olganda, ultratovush - bu hosildorlikni oshiradigan, konversiya tezligini yaxshilaydigan va jarayonlarni yanada samaraliroq qiladigan jarayonni kuchaytiruvchi usul.
Sanoatdagi keng tarqalgan ultratovush ilovalari oziq-ovqatning ko'plab sohalarida tarqalgan & farmatsevtika, nozik kimyo, energiya & neft kimyosi, qayta ishlash, bioqayta ishlash zavodlari va boshqalar va quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• ultratovushli biodizel sintezi
• meva sharbatlarining ultratovushli gomogenizatsiyasi
• ultratovushli vaktsinalar ishlab chiqarish
• ultratovushli Li-ion batareyani qayta ishlash
• nano-materiallarning ultratovushli sintezi
• farmatsevtikaning ultratovushli formulasi
• CBD ning ultratovushli nano-emulsifikatsiyasi
• Botanikaning ultratovushli ekstraktsiyasi
• laboratoriyalarda ultratovush namunalarini tayyorlash
• suyuqliklarni ultratovushli gazsizlantirish
• xom ashyoni ultratovushli oltingugurtsizlantirish
• va yana ko'p ...

Yuqori samarali ilovalar uchun ultratovushli shoxlar va problar

Hielscher Ultrasonics - bu butun dunyo bo'ylab ko'plab sohalarda og'ir yuklarga mo'ljallangan ilovalar uchun ishlatiladigan yuqori quvvatli ultrasonikatorlarning uzoq yillik tajribasi ishlab chiqaruvchisi va distribyutori.
Har bir qurilma uchun 50 vattdan 16 kVtgacha bo'lgan barcha o'lchamdagi ultratovushli protsessorlar, turli o'lcham va shakllardagi zondlar, turli hajm va geometriyaga ega ultratovushli reaktorlar bilan Hielscher Ultrasonics ilovangiz uchun ideal ultratovush sozlamalarini sozlash uchun to'g'ri uskunaga ega.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: