Za šta se ultrazvučna sonohemična oprema može koristiti?
Ultrazvučna "kavitacija":
Kada se tečnost tretira ultrazvukom visokog inteziteta, zvučni talasi koji se razmnožavaju u tekući medij stvaraju naizmjenični ciklus visokog pritiska (kompresije) i niskog pritiska (sparse), od kojih brzina zavisi od frekvencije. Tokom niskog pritiska, ultrazvučni talasi visokog inteziteta stvaraju male vakuumske mehuriće ili praznine u tečnosti. Kada mjehurići dosegnu volumen gdje više ne mogu apsorbirati energiju, oni se nasilno kolabiraju tokom visokotlanog bicikliranja, fenomen poznat kao "kavitacija". Tokom eksplozije, veoma visoke temperature (oko 5.000K) i pritisci (oko 2.000 atm) biće dostigli lokalno. Kolaps kavitacionih mjehurića rezultira i tekućim mlazom s brzinom do 280 m/s, a rezultirajuča smicalica mehički uzbudjuje tekućinu kako bi temeljito pomiješala reaktante.
Stoga se uz kavitacijsko dejstvo ultrazvučnih valova u tekućinama ultrazvučna sonohemska oprema može primijeniti na ekstrakciju, drobenje, miješanje, emulgiranje, disperziju, miješanje, defoamiranje i odlaganje, te ubrzavanje reakcija.
1. Raspršivanje
Ultrazvučna disperzija se zasniva na tekućini kao medijumu, a visoko-frekvencijska ultrazvučna vibracija se dodaje tekućini. Kako je ultrazvuk mehanički talas, ne apsorbira ga molekula i uzrokuje vibracijsko kretanje molekula tokom razmnožavanja. Pod efektom kavitacije, to jest, pod dodatnim učincima visoke temperature, visokog pritiska, mikro-jeta, i jakih vibracija, udaljenost između molekula povećava njihovu prosječnu udaljenost zbog vibracija, što na kraju dovodi do molekularne fragmentacije. Trenutačni pritisak koji je oslobodio ultrazvuk razbija van der Waalsove sile između čestica, što manje čini da će se čestice aglomeratirati zajedno. U odnosu na konvencionalne metode disperzije, ultrazvučna disperzion tehnologija ima visoku efikasnost i kratko vrijeme. Postoje primjene u proizvodnji grafena, nanomaterijala, ulja i boja.
2. Emulgifikacija
Pod djelovanjem ultrazvučne energije, dvije ili više nepomješnih tekućina se miješaju zajedno, a jedna tekućina se jednolicno rasprši u drugoj tekućini kako bi se formirala tekućina nalikom emulzije. Ovaj proces se zove ultrazvučna emulgifikacija. Najveća osobina ultrazvučne emulgacije je da nije potreban emulgator. Osim toga, ultrazvučna emulgacija može kontrolirati tip emulzije, a formirana emulzija je stabilnija, a neke su stabilne nekoliko mjeseci do više od pola godine; pripremljena emulzija ima visoku koncentraciju, koncentracija čiste emulzije može premašiti 30%, a dodani emulgator može dostići 70%; Fakoemulsifikacija može pripremiti i emulzije koje se ne mogu pripremiti konvencionalnim metodama. Na primjer, uobičajena metoda miješanja može proizvesti samo 5% parafinsku emulziju u vodi, dok je nevjerojatno da se emulzija parafina od 20% može proizvesti pod djelovanjem ultrazvučnog polja snage. Sposobnost emulgacije opreme za ultrazvučnu emulgaciju u laboratoriji je već duže vrijeme poznata i korištena, a koristi se u industriji za visokoučinkovitu emulgaciju masovne proizvodnje u proizvodnim pogonima, kao što su kozmetika i proizvodi za njegu kože, farmaceutske masti, boje, maziva i goriva itd.
3. Vađenje
Ultrazvuk može bolje prodrijeti u biljno tkivo i poboljšati prijenos mase, a kavitacija generirana ultrazvukom može poremetiti ćelijske zidove i olakšati oslobađanje komponenti matrice. Ultrazvučna ekstrakcija nije lako ograničena korištenjem otapa, što omogućava dodavanje ko-ekstrakta da dodatno poveća polaritet tekuće faze i poboljša efikasnost ekstrakcije; u usporedbi sa superkritičnom ekstrakcijom CO2 i ekstrakcijom ultra visokog tlaka, Ultrazvučna oprema za ekstrakciju je jednostavna i troškovi ekstrakcije su niski ;D iferentni od tradicionalne metode ključanja ili refluksa metode, ultrazvučna ekstrakcija ne zahteva grejanje, kako ne bi oštetila aktivne sastojke kada se dugo zagreva, posebno je pogodan za vađenje toplotno osetljivih supstanci; ultrazvučna tehnologija ekstrakcije poboljšava brzinu vađenja aktivnih sastojaka i osigurava ideal sirovina. Upotreba A, smanjuje potrošnju otavara i može ostvariti značajne ekonomske koristi; ultrazvučna ekstrakcijska tehnologija malo utice na aktivnost aktivnih sastojaka . Esencijalno ulje, prerada materijala kineske medicine i druge industrije imaju aplikacije.
4. Degasing i defoaming
Ultrazvučno defoamiranje je primjena ultrazvučnog sonohemskog tretmana, koji koristi "kavitacioni" efekt ultrazvučnih valova u tekućini za ispuštanje mjehurića u tekućini kako bi se postigla svrha poboljšanja kvaliteta otopine. U poređenju sa konvencionalnim metodama, ultrazvučna defoaming tehnologija ne zahtijeva defoamer, ima visoku efikasnost i kratko vrijeme. U odnosu na druge procese, ne zahtijeva visoku temperaturu i visok pritisak, uz dobru sigurnost, jednostavan rad i prikladno održavanje. Ima širok spektar i široku primjenjivost, a većina tečnosti se može degasirati i defoamirao ultrazvučnim valovima. Proces je jednostavan, nije lako izazvati zagađenje, a temperatura je niska, što je pogodan za rad ciljnih komponenti osjetljivih na toplinu. U poređenju sa konvencionalnom metodom, ultrazvučna oprema je jednostavna, proizvodni trošak je nizak, a sveobuhvatna ekonomska korist je izuzetna. Ima aplikacije u kozmetici, hrani i drugim industrijama.
5. Slomljen
Ultrazvučna fragmentacija koristi princip da ultrazvučni talasi brzo i naizmjenicno sabijaju i šire se kada naiđu na objekat. Pod djelovanjem ultrazvučnih valova, kada je materijal u poluciklu širenja, materijalna tekućina se širi mjehurićima pod djelovanjem pritiska. Kada se u poluciklu kompresije, mehurić se ugovori. Kada je promjena pritiska velika, a pritisak manji od niskog pritiska, u tečnosti sirovine dolazi do pojave "pucanja" kada se mjehuri kompresovanog zraka naglo urušiju. Ovaj fenomen nestaje sa promjenama pritiska i neravnotežama u vanjskom pritisku. U trenutku "pucanja" nestaje, područje oko tekućine uzrokuje značajno povećanje pritiska i temperature. što rezultira fragmentacijom.
6. Promiješaj
Važna primjena ultrazvučne tehnologije je raspršivanje i depolimeriziranje krutih materija u tekućinama kako bi se postigla svrha miješanja. Ultrazvučna tehnologija miješanja je široko korištena u preradi hrane, papira, boji, hemikalijama, farmaceutskim, tekstilnim, naftnim, metalurškim i drugim industrijskim poljima. Ultrazvučna oprema može se lako instalirati na postojeće proizvodne linije, što je pogodno za proizvođače za nadogradnju po opremi za niže troškove.
7. Pomiješajte i homogenizirajte
Kada se ovi mali mjehurići proizvedeni ultrazvučnom "kavitacijom" u tekućini brzo uruše, visoka temperatura i visoki pritisak generiraju se u mjehurićima, a zbog toga što tekućina oko mjehurića juri u mjehuriće velikom brzinom, jaka mikro-jet nastaje u tekućini blizu mjehurića. Formiraju se lokalna visoka temperatura i visoki pritisak, što rezultira efektom miješanja i homogenizacije. Ultrazvučna tehnologija miješanja i homogenizacije je široko korištena u preradi hrane, obradi papira, oblocima, hemikalijama, farmaceutskim proizvodima, tekstilu, petroleju, metalurgiji i drugim industrijskim poljima. Trošak za nadogradnju opreme.
