Hvad kan ultralyds sonokemisk udstyr bruges til?
Ultralyd "kavitation":
Når en væske behandles med højintensiv ultralyd, skaber lydbølgerne, der forplanter sig ind i det flydende medium, skiftende cyklusser af højt tryk (kompression) og lavt tryk (sparsomt), hvis hastighed afhænger af frekvensen. Under lavtrykscykling skaber ultralydsbølger med høj intensitet små vakuumbobler eller hulrum i væsken. Når boblerne når et volumen, hvor de ikke længere kan absorbere energi, kollapser de voldsomt under højtrykscykling, et fænomen kendt som "kavitation". Under eksplosionen vil meget høje temperaturer (ca. 5,000K) og tryk (ca. 2,000 atm) blive nået lokalt. Kavitationsboblernes kollaps resulterer også i en væskestråle med en hastighed på op til 280 m/s, og den resulterende forskydningskraft omrører væsken mekanisk for at blande reaktanterne grundigt.
Derfor, med kavitationseffekten af ultralydsbølger i væsker, kan ultralyds sonokemisk udstyr anvendes til ekstraktion, knusning, blanding, emulgering, dispergering, omrøring, skumdæmpning og afgasning og acceleration af reaktioner.
1. Spredning
Ultralydsdispersion er baseret på væske som medium, og højfrekvent ultralydsvibration tilsættes væsken. Da ultralyd er en mekanisk bølge, absorberes den ikke af molekyler og forårsager vibrationsbevægelse af molekyler under udbredelse. Under kavitationseffekten, det vil sige under de yderligere virkninger af høj temperatur, højt tryk, mikrostråle og stærk vibration, øger afstanden mellem molekyler deres gennemsnitlige afstand på grund af vibrationer, hvilket i sidste ende fører til molekylær fragmentering. Det øjeblikkelige tryk, der frigives af ultralyden, bryder van der Waals-kræfterne mellem partiklerne, hvilket gør det mindre sandsynligt, at partiklerne vil agglomerere sammen. Sammenlignet med konventionelle spredningsmetoder har ultralydspredningsteknologi høj effektivitet og kort tid. Der er applikationer til fremstilling af grafen, nanomaterialer, olier og maling.
2. Emulgering
Under påvirkning af ultralydsenergi blandes to eller flere ublandbare væsker sammen, og en væske fordeles ensartet i den anden væske for at danne en emulsionslignende væske. Denne proces kaldes ultralydsemulgering. Den største egenskab ved ultralydsemulgering er, at der ikke kræves nogen emulgator. Derudover kan ultralydsemulgering kontrollere typen af emulsion, og den dannede emulsion er mere stabil, og nogle er stabile i flere måneder til mere end et halvt år; den fremstillede emulsion har en høj koncentration, koncentrationen af ren emulsion kan overstige 30 procent, og den tilsatte emulgator kan nå 70 procent; Phacoemulgering kan også fremstille emulsioner, der ikke kan fremstilles ved konventionelle metoder. For eksempel kan den almindelige blandingsmetode kun producere en 5 procent paraffinemulsion i vand, mens det er utroligt, at en 20 procent paraffinemulsion kan fremstilles under påvirkning af et kraftigt ultralydsfelt. Emulgeringsevnen af ultralydsemulgeringsudstyr i laboratoriet har været velkendt og brugt i lang tid og bruges i industrien til højeffektiv emulgering af masseproduktion i produktionsanlæg, såsom kosmetik og hudplejeprodukter, farmaceutiske salver, maling, smøremidler og brændstof mm.
3. Udvinding
Ultralyd kan bedre trænge ind i plantevæv og forbedre masseoverførsel, og kavitation genereret af ultralyd kan forstyrre cellevægge og lette frigivelsen af matrixkomponenter. Ultralydsekstraktion er ikke let begrænset af brugen af opløsningsmidler, hvilket tillader tilsætning af co-ekstraktionsmidler for yderligere at øge polariteten af væskefasen og forbedre ekstraktionseffektiviteten; sammenlignet med superkritisk CO2-ekstraktion og ultra-højtryksekstraktion er ultralydsekstraktionsudstyr enkelt, og ekstraktionsomkostningerne er lave; Forskelligt fra den traditionelle kogemetode eller tilbagesvalingsmetode kræver ultralydsekstraktion ikke opvarmning, for ikke at beskadige de aktive ingredienser, når opvarmet i lang tid, er det især velegnet til udvinding af varmefølsomme stoffer; ultralydsekstraktionsteknologi forbedrer ekstraktionshastigheden af aktive ingredienser og sikrer idealet af råmaterialer. Brugen af A, reducerer forbruget af opløsningsmidler og kan opnå betydelige økonomiske fordele; ultralydsekstraktionsteknologi har ringe effekt på aktiviteten af aktive ingredienser. Æteriske olier, kinesisk medicin materialebehandling og andre industrier har applikationer.
4. Afgasning og skumdæmpning
Ultralydsdæmpning er en anvendelse af ultralyds sonokemisk behandling, som bruger "kavitations"-effekten af ultralydsbølger i væsken til at udlede boblerne i væsken for at opnå formålet med at forbedre kvaliteten af opløsningen. Sammenlignet med konventionelle metoder kræver ultralydsdæmpningsteknologi ingen skumdæmper, har høj effektivitet og kort tid. Sammenlignet med andre processer kræver det ikke høj temperatur og højt tryk, med god sikkerhed, enkel betjening og bekvem vedligeholdelse. Det har et bredt spektrum og bred anvendelighed, og de fleste væsker kan afgasses og skumdæmpes af ultralydsbølger. Processen er enkel, det er ikke let at forårsage forurening, og temperaturen er lav, hvilket er velegnet til drift af varmefølsomme målkomponenter. Sammenlignet med den konventionelle metode er ultralydsudstyret enkelt, produktionsomkostningerne er lave, og den omfattende økonomiske fordel er bemærkelsesværdig. Det har applikationer i kosmetik, fødevarer og andre industrier.
5. I stykker
Ultralydsfragmentering anvender princippet om, at ultralydsbølger hurtigt og skiftevis komprimeres og udvides, når de støder på et objekt. Under påvirkning af ultralydsbølger, når materialet er i den halve cyklus af ekspansion, udvides materialets væske af bobler under påvirkning af tryk. Når den halve cyklus af kompression trækker boblen sig sammen. Når trykændringen er stor, og trykket er lavere end lavtrykket, opstår der et "burst"-fænomen i råvarevæsken, når trykluftboblerne kollapser kraftigt. Dette fænomen forsvinder med ændringer i tryk og ubalancer i ydre pres. I det øjeblik "sprængningen" forsvinder, forårsager området omkring væsken en betydelig stigning i tryk og temperatur. resulterer i fragmentering.
6. Rør
En vigtig anvendelse af ultralydsteknologi er at sprede og depolymerisere faste stoffer i væsker for at opnå formålet med omrøring. Ultralyds-omrøringsteknologi er blevet meget brugt i fødevareforarbejdning, papirfremstilling, maling, kemisk, farmaceutisk, tekstil, olie, metallurgi og andre industrielle områder. Ultralydsudstyr kan nemt installeres på eksisterende produktionslinjer, hvilket er bekvemt for producenterne at opgradere udstyr til en lavere pris.
7. Bland og homogeniser
Når disse små bobler produceret af ultralyds "kavitation" i væsken hurtigt kollapser, genereres høj temperatur og højt tryk i boblerne, og fordi væsken omkring boblerne suser ind i boblerne med høj hastighed, genereres en stærk mikrostråle. i væsken nær boblerne. Lokal høj temperatur og højt tryk dannes, hvilket resulterer i effekten af blanding og homogenisering. Ultralydsblandings- og homogeniseringsteknologi er blevet brugt i vid udstrækning inden for fødevareforarbejdning, papirfremstilling, belægninger, kemikalier, lægemidler, tekstiler, petroleum, metallurgi og andre industrielle områder. Udgifter til opgradering af udstyr.
