برای چه تجهیزات سونوشیمیایی اولتراسونیک می توان استفاده کرد؟

برای چه تجهیزات سونوشیمیایی اولتراسونیک می توان استفاده کرد؟

کویتیشن اولتراسونیک:

هنگامی که یک مایع با سونوگرافی با شدت بالا درمان می شود، امواج صوتی منتشر شده در محیط مایع چرخه های متناوب فشار بالا (فشرده سازی) و فشار پایین (پراکنده) را ایجاد می کنند که سرعت آن به فرکانس بستگی دارد. در طول چرخه فشار کم، امواج اولتراسونیک با شدت بالا حباب‌های خلاء یا حفره‌های کوچکی را در مایع ایجاد می‌کنند. وقتی حباب‌ها به حجمی می‌رسند که دیگر نمی‌توانند انرژی جذب کنند، در طی چرخه‌ای با فشار بالا به شدت فرو می‌ریزند، پدیده‌ای که به عنوان «کاویتاسیون» شناخته می‌شود. در طول انفجار، دمای بسیار بالا (حدود 5،{5}}K) و فشار (حدود 2،000 اتمسفر) به صورت محلی خواهد رسید. فروپاشی حباب‌های کاویتاسیون همچنین منجر به یک جت مایع با سرعت تا 280 متر بر ثانیه می‌شود و نیروی برشی حاصله به‌طور مکانیکی مایع را به هم می‌زند تا واکنش‌دهنده‌ها کاملاً مخلوط شوند.

بنابراین، با اثر کاویتاسیون امواج اولتراسونیک در مایعات، تجهیزات سونوشیمیایی اولتراسونیک را می توان برای استخراج، خرد کردن، اختلاط، امولسیون سازی، پراکندگی، هم زدن، کف زدایی و گاز زدایی و تسریع واکنش ها به کار برد.

1. پراکندگی

پراکندگی اولتراسونیک بر پایه مایع به عنوان رسانه است و ارتعاش اولتراسونیک با فرکانس بالا به مایع اضافه می شود. از آنجایی که امواج فراصوت یک موج مکانیکی است، توسط مولکول ها جذب نمی شود و باعث حرکت ارتعاشی مولکول ها در حین انتشار می شود. تحت اثر کاویتاسیون، یعنی تحت تأثیرات اضافی دمای بالا، فشار بالا، میکرو جت و ارتعاش قوی، فاصله بین مولکول ها به دلیل ارتعاش میانگین فاصله آنها را افزایش می دهد که در نهایت منجر به تکه تکه شدن مولکولی می شود. فشار آنی آزاد شده توسط اولتراسوند، نیروهای واندروالس را بین ذرات می شکند و احتمال تجمع ذرات با هم را کاهش می دهد. در مقایسه با روش های متداول پراکندگی، فناوری پراکندگی اولتراسونیک دارای راندمان بالا و زمان کوتاهی است. کاربردهایی در ساخت گرافن، نانومواد، روغن و رنگ وجود دارد.

2. امولسیون

تحت تأثیر انرژی مافوق صوت، دو یا چند مایع غیر قابل امتزاج با یکدیگر مخلوط می شوند و یک مایع به طور یکنواخت در مایع دیگر پخش می شود تا مایعی شبیه امولسیون ایجاد کند. این فرآیند امولسیون سازی اولتراسونیک نامیده می شود. بزرگترین ویژگی امولسیون اولتراسونیک این است که نیازی به امولسیفایر نیست. علاوه بر این، امولسیون اولتراسونیک می تواند نوع امولسیون را کنترل کند، امولسیون تشکیل شده پایدارتر است و برخی از آنها برای چندین ماه تا بیش از نیم سال پایدار هستند. امولسیون آماده شده دارای غلظت بالایی است، غلظت امولسیون خالص می تواند بیش از 30 درصد باشد و امولسیفایر اضافه شده می تواند به 70 درصد برسد. فیکوامولسیفیکاسیون همچنین می تواند امولسیون هایی را تهیه کند که با روش های مرسوم قابل تهیه نیستند. به عنوان مثال، روش اختلاط رایج تنها می تواند یک امولسیون پارافین 5 درصد در آب تولید کند، در حالی که باور نکردنی است که امولسیون پارافین 20 درصد را می توان تحت تأثیر میدان اولتراسونیک تولید کرد. قابلیت امولسیون سازی تجهیزات امولسیون سازی اولتراسونیک در آزمایشگاه به خوبی شناخته شده و برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است و در صنعت برای امولسیون سازی با راندمان بالا در تولید انبوه در کارخانه های تولیدی مانند محصولات آرایشی و بهداشتی و مراقبت از پوست، پمادهای دارویی استفاده می شود. ، رنگ ها، روان کننده ها و سوخت و غیره