Ultraschall-Flüssigkeitsmischer

Was ist die Theorie der Ultraschall-Sonochemie?

Dieses Phänomen wird als Kavitation bezeichnet.

Kavitation ist die Bildung, das Wachstum und der implosive Kollaps von Blasen in einer Flüssigkeit. Kavitationskollaps erzeugt intensive lokale Erwärmung (5.000K), hohe Drücke (1.000atm), enorme Heiz- und Kühlraten (>109K / sec) und Flüssigkeitsstrahlströme (400 km / h). Es gibt verschiedene Mittel, um Kavitation zu erzeugen, z. B. durch Hochdruckdüsen, Rotor-Stator-Mischer oder Ultraschallprozessoren. In all diesen Systemen wird die Eingangsenergie in Reibung, Turbulenzen, Wellen und Kavitation umgewandelt.

Der Anteil der Eingangsenergie, der in Kavitation umgewandelt wird, hängt von mehreren Faktoren ab, die die Bewegung der kavitationserzeugenden Ausrüstung in der Flüssigkeit beschreiben. Die Intensität der Beschleunigung ist einer der wichtigsten Faktoren, die die effiziente Umwandlung von Energie in Kavitation beeinflussen.

Höhere Beschleunigung erzeugt höhere Druckunterschiede.

Dies wiederum erhöht die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Vakuumblasen anstelle der Erzeugung von Wellen, die sich durch die Flüssigkeit ausbreiten. Je höher also die Beschleunigung, desto höher ist der Anteil der Energie, der in Kavitation umgewandelt wird. Bei einem Ultraschallwandler beschreibt die Amplitude der Schwingung die Intensität der Beschleunigung.

Höhere Amplituden führen zu einer effektiveren Erzeugung von Kavitation. Zusätzlich zur Intensität sollte die Flüssigkeit so beschleunigt werden, dass minimale Verluste in Bezug auf Turbulenzen, Reibung und Wellenerzeugung entstehen. Dafür ist der optimale Weg eine einseitige Bewegungsrichtung. Dies macht Ultraschall zu einem wirksamen Mittel für die Dispergierung und Desagglomeration, aber auch für das Mahlen und Feinmahlen von Partikeln der Mikrometer- und Submikrongröße.

Zusätzlich zu seiner hervorragenden Leistungsumwandlung bietet Ultraschall die volle Kontrolle über die Parameter Amplitude, Druck, Temperatur, Viskosität und Konzentration. Dies bietet die Möglichkeit, all diese Parameter mit dem Ziel einzustellen, die idealen Verarbeitungsparameter für jedes spezifische Material zu finden.

Dies führt zu einer höheren Effektivität und optimierten Effizienz.

Beschreibung:

Industrielle Umsetzung von Ultraschall Die Ultraschallverarbeitung von Partikeln ermöglicht die gleichmäßige Verarbeitung aller Partikel.

Die industriellen Ultraschallprozessoren von RPS-SONIC werden häufig für die Inline-Beschallung verwendet. Daher wird die Suspension in den Ultraschallreaktorbehälter gepumpt. Dort wird es der Ultraschallkavitation mit kontrollierter Intensität ausgesetzt. Die Belichtungszeit ergibt sich aus dem Reaktorvolumen und der Materialzufuhrrate. Die Inline-Beschallung eliminiert das Umgehen, da alle Partikel die Reaktorkammer auf einem definierten Pfad passieren.

Da alle Partikel während jedes Zyklus zur gleichen Zeit identischen Ultraschallparametern ausgesetzt sind, verschiebt Ultraschall typischerweise die Verteilungskurve, anstatt sie zu erweitern. Im Allgemeinen kann bei beschallten Proben kein "Right Tailing" beobachtet werden. Die Möglichkeit der wiederholten Ultraschallverarbeitung durch einen Loop-Setup ermöglicht es, für jedes Pigment und jede Tintenformulierung die perfekte Beschallung zu finden. Solche behandelten Pigmentpartikel führen zu einer besseren Farbqualität und weisen eine höhere Stabilität, eine erhöhte Lebensdauer der Sonochemie-Ausrüstung (auch bei erhöhten Temperaturen), Gefrier-Tau-Stabilität, reduzierte Flockungsstabile Rheologie und niedrigere Viskosität bei höherer Partikelbelastung auf.

Hochleistungsgeräte verbrauchen mehr Strom. Angesichts steigender Energiepreise wirkt sich dies auf die Kosten der Verarbeitung aus. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass das Gerät bei der Umwandlung von Strom in mechanische Leistung nicht viel Energie verliert. In Bezug auf den Energieverbrauch ist Ultraschall als sehr energieeffizient zu bezeichnen.

RPS-SONIC Ultraschallprozessoren sollen einen Wirkungsgrad von >85 Prozent aufweisen. Dies hilft, die Stromkosten zu senken und gibt Ihnen mehr Verarbeitungsleistung. Das Aufbrechen der Agglomeratstrukturen in wässrige und nichtwässrige Suspensionen ermöglicht es, das volle Potenzial von Nanogrößenmaterialien auszuschöpfen.

Untersuchungen an verschiedenen Dispersionen von nanopartikulären Agglomeraten mit variablem Feststoffgehalt haben den erheblichen Vorteil von Ultraschall gegenüber anderen Technologien wie Rotorstatormischern, Kolbenhomogenisierungen oder Nassmahlverfahren wie Perlenmühlen oder Kolloidmühlen gezeigt.

Parameter:

Anwendung:

Typische Anwendungen der Ultraschall-Sonochemie umfassen Ultraschall-Homogenisierung, Phakoemulsifikation, Ultraschalldispersion, Depolymerisation und Nassmahlung (Partikelgrößenreduktion), Zellaufschluss und -zerfall, Extraktion, Entgasung und sonochemische Prozesse;

Die Ultraschalldispersion erfordert keine Verwendung von Emulgatoren. In vielen Fällen kann der Durchmesser der dispergierten Partikel 1 μm oder weniger erreichen. Es kann zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Phasen derselben Substanz oder zwischen verschiedenen Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen durchgeführt werden. Es wurde häufig bei der Erkennung und Analyse von Lebensmittelproben, der Herstellung von Nanomaterialien usw. eingesetzt.

Solche wie:

● Farbe, Titanoxid, Eisenoxid, Kohlenstoff usw. werden in Wasser oder Lösungsmittel dispergiert.

● Graphen-Mikronisierung

● Dispersion von fluoreszierenden Materialien

● Dispersion von lichtempfindlichen Materialien

● Dispersion von Farbstoffen in geschmolzenem Paraffin

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