Ultragarsinės sonocheminės įrangos įvedimas
Įvadas:
Sunkus burbulo plyšimas ultragarsinės kavitacijos metu gali sukelti ekstremalią vietinę temperatūrą, šildymo/vėsinimo greitį ir slėgį, todėl atsiranda daugybė sonocheminių procesų, įskaitant esterių mainus (naudojamas biodyzelinui), teršalų skilimui, sterilizavimui ir pasterizavimui, žaliavos naftos desulfurizavimui ir dar daugiau. Ultragarsiniai procesoriai, turintys aukšto dažnio amplitudę, gali atlikti bet kokios skalės sonocheminį gydymą.
Ultragarsinė technologija, kaip fizinė priemonė ir įrankis, gali generuoti beveik ekstremalių sąlygų seriją cheminių reakcijų terpėje. Energija gali ne tik jaudinti ar skatinti daugelį cheminių reakcijų, pagreitinti cheminių reakcijų greitį, bet ir pakeisti daugelio cheminių reakcijų kryptį, kad padarytų netikėtą poveikį ir poveikį. Sonocheminis reiškinys, kurį sukelia aukšta temperatūra ir aukštas slėgis, kurį sukuria ultragarsinės kavitacijos reakcija, yra unikali energijos ir medžiagų mainų forma sonochemijoje. Taigi ultragarsinė įranga vis labiau naudojama įvairiose cheminėse ir biologinėse pramonės šakose, tokiose kaip ekstrahavimas, susmulkinimas ir maišymas, emulsinimas, dispersija ir maišymas, defoagemavimas ir degazavimas bei pagreitinančios reakcijos.
Aukštos amplitudės ultragarso procesorius yra tinkamas įvairioms sonocheminėms reikmėms. Jis gali išlaikyti ypač aukštą ultragarsinę amplitudę bet kuriuo veikimo mastu, taigi labai padidina sonocheminius procesus ir gali tiesiogiai įgyvendinti laboratorinius rezultatus gamybos aplinkoje.
Principas:
Chemijoje kavitacija reiškia mažų burbulų susidarymą, augimą ir impulsą. Kavitacijos burbuliukai yra sudaryti iš suspaudimo ir išplėtimo ciklų. Suspaudimo ciklas sukelia teigiamą slėgį skystyje, kad stumtų molekules. Priešingai, išsiplėtimo ciklas sukelia neigiamą slėgį, kad molekulės atitrauktų vienas nuo kito. Kai burbulas auga labai greitai, kol jis negali absorbuoti energijos garso bangoje. Tokiu atveju skystis užpils ir burbuliukai sprogs. Visas procesas sutrikdė molekulių patrauklumą skystoje fazėje. Kavitacijos burbuliukų sprogimas yra labai greitas, o šie mažyčiai burbuliukai, susidarę ultragarso apdorojimo metu, pakels skysčio temperatūrą aplink ertmę ir sukels vietinius taškus. Tačiau plotas yra toks mažas, kad šiluma greitai išsisklaido. Kita vertus, burbulo plyšimo metu susidaro labai aukštas slėgis, maždaug 1000 atmosferų. Nors ekstremalios sąlygos yra labai ribotos, ultragarsinis gydymas gali sukelti ekstremalias fizines ir chemines sąlygas skysčiuose. Tai leidžia ultragarsą naudoti ekstrahuojant, gniuždant ir maišant, emulssifikuojant, dispersiją ir maišymą
Pranašumas:
1. Palyginti su įprastais metodais, ultragarsinės technologijos turi didelį efektyvumą ir trumpą laiką.
2. Palyginti su kitais procesais, ultragarsinės technologijos nereikia aukštos temperatūros ir slėgio, turi gerą saugumą, ją lengva valdyti ir patogu prižiūrėti.
3. Jis turi plataus spektro ir plataus pritaikymo, o didžiąją dalį skysčių galima valdyti ultragarsu.
4. Daugeliu atvejų ultragarsinės įrangos turi mažiau darbo etapų, paprastas procesas, mažiau linkęs sukelti taršą, turi žemesnę temperatūrą ir tinkama termiškai jautrių tikslinių komponentų veikimui.
5. Palyginti su įprastais metodais, ultragarsinė įranga yra paprasta, su mažomis gamybos sąnaudomis ir didelę bendrą ekonominę naudą.
6. Palyginti su kai kuriais tradiciniais metodais, ultragarso technologija yra veiksmingas požiūris, kurį lengviau valdyti ir prižiūrėti.
Taikymas:
Ultragarsinė sonocheminio gydymo įranga gali būti naudojama kosmetikos, odos priežiūros produktų, farmacijos pastų emulsifikavimui, grafeno dispersijai, rašalo dangų, homogenizacijos gydymui, naftos emulsinimui, tradiciniam kinų medicinos ištraukimui ir perdirbimui, ląstelėms, balasto vandens gniuždymui, dezinfekcijos apdorojimui, cheminės žaliavos pagreičio reakcijai ir kitiems aspektams.
