Milyen funkciói vannak az ultrahang-szonokémiának?
Bevezetés:
Az ultrahangos kavitációs folyamat során fellépő súlyos buborékrepedés szélsőséges helyi hőmérséklethez, fűtési/hűtési sebességhez és nyomáshoz vezethet, ezáltal számos szonokémiai folyamatot indíthat el, beleértve az észtercserét (biodízel előállításához használják), a szennyező anyagok lebomlását és pasztőrözését, a kőolaj kéntelenítését és hamar. A nagyfrekvenciás amplitúdójú ultrahangos processzor bármilyen mértékű szonokémiai kezelést képes elvégezni.
Az általunk kínált nagy amplitúdójú ultrahang processzor különféle szonokémiai alkalmazásokhoz alkalmas. Rendkívül magas ultrahang amplitúdót képes fenntartani bármilyen működési léptékben, így nagymértékben javítja a szonokémiai folyamatot, és közvetlenül megvalósíthatja a laboratóriumi eredményeket a gyártási környezetben.
Elv:
A kémiában az akusztikus kavitáció apró buborékok képződését, növekedését és összeomlását jelenti. A kavitációs buborékok tömörítési és tágulási ciklusokból állnak. A kompressziós ciklus hatására a folyadékban lévő pozitív nyomás összenyomja a molekulákat. Éppen ellenkezőleg, a tágulási ciklus negatív nyomást okoz, amely a molekulákat egymástól elválasztja. Miután a buborékok nagyon gyorsan nőnek, amíg nem tudják elnyelni a hanghullámokból származó energiát. Ebben az esetben a folyadék belefolyik, és a buborékok felrobbannak. Az egész folyamat megzavarja a folyékony fázisban lévő molekulák vonzását. A kavitációs buborékok felrobbanása gyors, és ezek az ultrahangos kezelés során keletkező apró buborékok emelik a folyadék hőmérsékletét az üreg körül, és helyi hotspotokat generálnak. A terület azonban olyan kicsi, hogy a hő gyorsan elszáll. Másrészt a buborék felszakadása során nagyon magas nyomás keletkezik, ami megközelítőleg 1000 atmoszféra. Bár az extrém körülmények nagyon korlátozottak, az ultrahangos kezelés extrém fizikai és kémiai körülményeket hozhat létre folyadékokban. Ez lehetővé teszi az ultrahang alkalmazását az extrakció, aprítás és keverés, az emulgeálás, a diszperzió és a keverés, a habzás és a gáztalanítás, valamint a reakciók gyorsítása során.
Kavitációs hatás:
Az ultrahangos szonokémiát a kavitációs jelenség okozza. A folyadékon áthaladó ultrahang folyamatosan összenyomja és kitágítja azt. A nagy intenzitású ultrahang biztosítja a folyadékfázis eloszlatásához szükséges energiát. A maximális nyomás elérésekor a folyadék felszakad a gyenge kohéziójú pontokon. Ezt a szakadást követően túlnyomás jelent meg a szakadás helyén, és néhány üreget találtak. Ezekben az üregekben a folyadékban oldott gáz rövid idő elteltével buborékok formájában felrobban.
Az ultrahangos készülék előnyei:
1. A hagyományos módszerekkel összehasonlítva az ultrahangos technológia nagyobb hatékonysággal és rövidebb idővel rendelkezik.
2. Más folyamatokhoz képest az ultrahangos technológia nem igényel magas hőmérsékletet vagy nagy nyomást, jó a biztonsága, könnyen kezelhető és könnyen karbantartható.
3. Széles spektrummal és széleskörű alkalmazhatósággal rendelkezik, a folyadékok túlnyomó többsége ultrahanggal kezelhető.
4. Az ultrahangos berendezések a legtöbb esetben kevesebb működési lépéssel, egyszerű eljárással rendelkeznek, nem könnyen szennyeznek, alacsonyabb hőmérsékletűek, így alkalmasak hőérzékeny célkomponensek üzemeltetésére.
5. A hagyományos módszerekkel összehasonlítva az ultrahangos berendezés egyszerű, alacsony gyártási költséggel és jelentős átfogó gazdasági előnyökkel rendelkezik.
6. Néhány hagyományos módszerhez képest az ultrahangos technológia egy hatékony módszer, amelyet könnyebben lehet működtetni és karbantartani.
Ultrahangos processzor:
A folyadékfeldolgozáshoz háromféle ultrahangos processzort használnak: 500-1000W (kísérleti méretarány), 1500 (kísérleti skála) és 1500-3000W (ipari méretarány). A rendszer áramlási üzemmódban is működhet, ami azt jelenti, hogy nincs korlátozva a feldolgozott folyadék teljes mennyisége.
Alkalmazás:
Az ultrahangos szonokémiai kezelőberendezések használhatók kozmetikai és bőrápoló termékek emulgeálására, gyógyszerészeti kenőcsökre, grafén diszperziójára, festékbevonatokra, homogenizálási kezelésre, kőolaj emulgeálásra, extrakciós feldolgozásra, cellák, ballasztvíz zúzására, kezelésére és vegyi alapanyagok gyorsított reakciójára.
