Koje su funkcije ultrazvučne sonohemije?
Uvod:
Ozbiljno pucanje mjehurića tokom procesa ultrazvučne kavitacije može dovesti do ekstremne lokalne temperature, brzine zagrijavanja/hlađenja i pritiska, pokrećući tako mnoge sonohemijske procese, uključujući izmjenu estera (koji se koristi za proizvodnju biodizela), razgradnju zagađivača i pasterizaciju, odsumporavanje sirove nafte i tako dalje. Ultrazvučni procesor sa visokofrekventnom amplitudom može izvesti bilo koju skalu sonohemijskog tretmana.
Ultrazvučni procesor visoke amplitude koji nudimo pogodan je za različite sonohemijske primjene. Može održavati ekstremno visoku ultrazvučnu amplitudu na bilo kojoj radnoj skali, čime se uvelike poboljšava sonohemijski proces i može direktno implementirati laboratorijske rezultate u proizvodno okruženje.
princip:
U hemiji, akustična kavitacija se odnosi na formiranje, rast i imploziju sićušnih mjehurića. Kavitacijski mjehurići se sastoje od ciklusa kompresije i ekspanzije. Ciklus kompresije uzrokuje da pozitivni tlak u tekućini gura molekule zajedno. Naprotiv, ciklus ekspanzije uzrokuje negativni pritisak da razdvoji molekule jedan od drugog. Jednom mjehurići rastu vrlo brzo sve dok ne mogu apsorbirati energiju zvučnih valova. U tom slučaju će tečnost uliti i mjehurići će pucati. Čitav proces remeti privlačenje molekula u tečnoj fazi. Eksplozija kavitacijskih mjehurića je brza, a ovi sićušni mjehurići nastali tokom ultrazvučnog tretmana će podići temperaturu tekućine oko šupljine i stvoriti lokalne žarišne tačke. Međutim, površina je toliko mala da se toplota brzo raspršuje. S druge strane, prilikom pucanja mjehurića stvara se vrlo visok pritisak, koji iznosi približno 1000 atmosfera. Iako su ekstremni uslovi veoma ograničeni, ultrazvučni tretman može stvoriti ekstremne fizičke i hemijske uslove u tečnostima. Ovo omogućava primjenu ultrazvuka u ekstrakciji, drobljenju i miješanju, emulzifikaciji, disperziji i miješanju, uklanjanju pjene i otplinjavanju, te ubrzavanju reakcija.
Efekat kavitacije:
Ultrazvučna sonohemija je uzrokovana fenomenom kavitacije. Ultrazvuk koji prolazi kroz tečnost kontinuirano je komprimira i širi. Ultrazvuk visokog intenziteta daje energiju potrebnu za raspršivanje tečne faze. Kada se postigne maksimalni pritisak, dolazi do rupture tečnosti u tačkama sa slabom kohezijom. Nakon ove rupture, na mjestu rupture se pojavio nadpritisak i utvrđeno je da postoje neke šupljine. U tim prazninama, gas rastvoren u tečnosti eksplodira u obliku mjehurića nakon kratkog vremenskog perioda.
Prednosti ultrazvučne opreme:
1. U poređenju sa konvencionalnim metodama, ultrazvučna tehnologija ima veću efikasnost i kraće vreme.
2. U poređenju sa drugim procesima, ultrazvučna tehnologija ne zahteva visoku temperaturu ili visok pritisak, ima dobru sigurnost, lako se koristi i lako se održava.
3. Ima širok spektar i široku primenu, a velika većina tečnosti se može tretirati ultrazvukom.
4. U većini slučajeva, ultrazvučna oprema ima manje radnih koraka, jednostavan proces, nije lako izazvati zagađenje i ima niže temperature, što je čini pogodnom za rad termički osjetljivih ciljnih komponenti.
5. U poređenju sa konvencionalnim metodama, ultrazvučna oprema je jednostavna, ima niske troškove proizvodnje i značajne sveobuhvatne ekonomske koristi.
6. U poređenju sa nekim tradicionalnim metodama, ultrazvučna tehnologija je efikasna metoda koja je lakša za rukovanje i održavanje.
Ultrazvučni procesor:
Postoje tri tipa ultrazvučnih procesora koji se koriste za obradu tekućina: 500-1000W (eksperimentalna skala), 1500 (pilot skala) i 1500-3000W (industrijska skala). Sistem može da radi u režimu protoka, što znači da nema ograničenja za ukupnu količinu obrađene tečnosti.
primjena:
Ultrazvučna sonohemijska oprema za tretman može se koristiti za emulgiranje kozmetike i proizvoda za njegu kože, farmaceutskih masti, disperzije grafena, premaza tintom, tretmana homogenizacije, emulgiranja nafte, obrade ekstrakcije, drobljenja ćelija, balastne vode, tretmana i ubrzane reakcije hemijskih sirovina.
