Vysoko výkonné ultrazvukové sonochemické zariadenie
Najvýznamnejším a všeobecne známym účinkom silového ultrazvuku v kvapalinách je efekt disperzie. Disperzia ultrazvukových vĺn v kvapalinách závisí hlavne od ultrazvukovej kavitácie kvapalín.
Použitie ultrazvukovej disperzie môže vylúčiť potrebu používania emulgátorov. V mnohých prípadoch môže ultrazvuková emulgácia získať častice menšie ako 1 μm. Tvorba tejto emulzie je spôsobená hlavne silnou ultrazvukovou kavitáciou v blízkosti disperzného nástroja. Chemické činidlo môže rozptýliť parafínový vosk vo vode a priemer disperzie je menší ako 1 μm.
Bodom zadržania ultrazvukovej disperzie sú zvyčajne malé vibrácie a vysoké zrýchlenie. Ultrazvukové disperzné zariadenia sa široko používajú v oblasti potravín, palív, nových materiálov, chemikálií, povlakov atď.
2 Princípy disperzie
1. Ultrazvukový generátor: jeho účinnosť je až 90%, je malý a ľahký; (tiež sa nazýva výkon ultrazvukového pohonu).
Ultrazvukové disperzné zariadenie
2. Ultrazvukový pomocný systém, aby sa získal vysoký výkon, spoločná frekvencia vibrácií sa vyberie na asi 15 kHz, ultrazvukový generátor a rezonančný systém tvoria systém automatického sledovania frekvencií; (ultrazvukový vibrátor zložený z ultrazvukového meniča a ultrazvukového klaksónu).
3. nástroj na ultrazvukovú disperziu; (ultrazvuková hlava nástroja je spojená s vibrátorom).
4. Disperzná nádoba. Princíp činnosti homogenizátora, keď ultrazvukový generátor vydáva vysokofrekvenčnú napäťovú silu, je ultrazvukový zosilňovač zosilnený mechanickým vibračným viečkom pomocou vibrátora a potom pôsobením dispergačného nástroja vykonáva silné mikropracovanie v kontajnera.
3 Ovplyvňujúce faktory
Účinok disperzie určujú dva faktory: nárazová sila ultrazvuku; čas ultrazvukového žiarenia.
Prietok ošetrenej kvapaliny je Q, medzera je c a plocha platne v opačnom smere je S. Priemerný čas t potrebný na prechod konkrétnej častice v ošetrovacej kvapaline týmto priestorom je: t=c * S / Q. Na zlepšenie účinku ultrazvukovej disperzie je potrebné regulovať priemerný tlak p upravovacej kvapaliny, medzeru c a čas ultrazvukového žiarenia t (s).
4 Úpravy rozsahu aplikácie
Princíp ultrazvukovej disperzie
Ultrazvuková disperzia má širokú škálu aplikácií v mnohých oblastiach: napríklad v potravinách, kozmetike, medicíne, chémii atď. Aplikáciu ultrazvuku v potravinovej disperzii možno zhruba rozdeliť do troch situácií: disperzia kvapalina-kvapalina (emulzia), pevná látka-kvapalina disperzia (suspenzia) a disperzia plyn-kvapalina. [3]
Disperzia pevná látka-kvapalina (suspenzia): napríklad disperzia práškovej emulzie.
Disperzia plyn-kvapalina: Napríklad výroba sýtenej nápojovej vody sa dá zlepšiť metódou absorpcie CO2, aby sa zlepšila stabilita.
Disperzia kvapalina-kvapalina (emulzia): napr. Emulgácia ghee na výrobu laktózy; disperzia surovín pri výrobe omáčok a pod.
Ultrazvuková disperzia sa môže použiť aj na prípravu nanomateriálov; na detekciu a analýzu vzoriek potravín, napríklad na použitie technológie extrakcie pomocou ultrazvukovej disperzie v kvapalnej fáze
