超音波音響化学装置は何に使用できますか?
超音波「キャビテーション」：
液体が高強度の超音波で処理されると、液体媒体に伝播する音波が高圧 (圧縮) と低圧 (スパース) の交互のサイクルを作成し、その速度は周波数に依存します。 低圧サイクル中、高強度の超音波が液体中に小さな真空気泡またはボイドを作成します。 気泡がエネルギーを吸収できなくなる体積に達すると、高圧サイクル中に気泡が激しく崩壊します。これは「キャビテーション」として知られる現象です。 爆発中、局所的に非常に高い温度 (約 5,{5}} K) と圧力 (約 2,000 気圧) に達します。 キャビテーション気泡の崩壊により、最大 280 m/s の速度の液体ジェットが発生し、結果として生じるせん断力によって液体が機械的に攪拌され、反応物が完全に混合されます。
したがって、液体中の超音波のキャビテーション効果により、超音波音響化学装置は、抽出、破砕、混合、乳化、分散、攪拌、脱泡および脱気、および反応の加速に適用できます。
1.分散
超音波分散は液体を媒体とし、液体に高周波の超音波振動を加えます。 超音波は機械的な波であるため、分子に吸収されず、伝播中に分子の振動運動を引き起こします。 キャビテーション効果、つまり、高温、高圧、マイクロジェット、強い振動などの影響が加わると、分子間の距離が振動によって平均距離が増加し、最終的に分子の断片化につながります。 超音波によって解放される瞬間的な圧力は、粒子間のファン デル ワールス力を打ち破り、粒子が凝集する可能性を低くします。 超音波分散技術は、従来の分散方法に比べて効率が高く、短時間で分散できます。 グラフェン、ナノ材料、油、塗料の製造に応用されています。
2.乳化
超音波エネルギーの作用下で、2つ以上の混和しない液体が一緒に混合され、一方の液体が他方の液体に均一に分散して、エマルジョンのような液体が形成されます。 このプロセスは、超音波乳化と呼ばれます。 超音波乳化の最大の特徴は、乳化剤が不要なことです。 さらに、超音波乳化はエマルジョンの種類を制御でき、形成されたエマルジョンはより安定しており、数ヶ月から半年以上安定しているものもあります。 調製されたエマルジョンは高濃度であり、純粋なエマルジョンの濃度は30パーセントを超えることができ、添加された乳化剤は70パーセントに達することができます。 超音波乳化吸引術では、従来の方法では調製できない乳剤も調製できます。 たとえば、一般的な混合方法では水中で 5% のパラフィン乳濁液しか生成できませんが、強力な超音波場の作用で 20% のパラフィン乳濁液を生成できることは驚くべきことです。 実験室での超音波乳化装置の乳化能力は古くからよく知られており、化粧品やスキンケア製品、医薬品の軟膏、塗料、潤滑油、燃料など
3.抽出
超音波は植物組織によりよく浸透し、物質移動を改善し、超音波によって生成されたキャビテーションは細胞壁を破壊し、マトリックス成分の放出を促進します. 超音波抽出は、溶媒の使用によって容易に制限されないため、共抽出剤を追加して液相の極性をさらに高め、抽出効率を向上させることができます。 超臨界CO2抽出および超高圧抽出と比較して、超音波抽出装置はシンプルで抽出コストが低い;従来の沸騰法または還流法とは異なり、超音波抽出は加熱を必要としないため、有効成分を損傷することはありません長時間加熱すると、熱に弱い物質の抽出に特に適しています。 超音波抽出技術は、有効成分の抽出率を向上させ、原材料の理想を保証します。 A を使用すると、溶媒の消費量が減り、大きな経済的利益を得ることができます。 超音波抽出技術は、有効成分の活性にほとんど影響を与えません。 エッセンシャル オイル、漢方薬の原料加工、その他の産業に用途があります。
4.脱気・脱泡
超音波脱泡とは超音波ソノケミカル処理を応用したもので、液体中の超音波の「キャビテーション」効果を利用して液体中の気泡を排出し、溶液の品質を向上させる目的を達成します。 超音波脱泡技術は、従来の方法に比べて脱泡剤が不要で、効率が高く、短時間で脱泡できます。 他のプロセスと比較して、高温高圧を必要とせず、安全性が高く、操作が簡単で、メンテナンスが便利です。 スペクトルが広く適用範囲が広く、ほとんどの液体を超音波で脱気・脱泡できます。 プロセスは簡単で、汚染を引き起こすのは容易ではなく、温度が低いため、熱に敏感な対象コンポーネントの操作に適しています。 従来の方法と比較して、超音波装置はシンプルで、製造コストは低く、総合的な経済効果は顕著です。 化粧品、食品、その他の業界での用途があります。
5.壊れた
超音波破砕は、超音波が対象物に当たると、超音波が急速かつ交互に圧縮と拡張を繰り返すという原理を利用しています。 超音波の作用下で、材料が膨張の半サイクルにあるとき、材料の液体は圧力の作用下で気泡によって膨張します。 圧縮の半サイクルでは、気泡が収縮します。 圧力変化が大きく、圧力が低圧よりも低い場合、圧縮された気泡が急激に崩壊するときに原料液に「バースト」現象が発生します。 この現象は、圧力の変化や外圧の不均衡によって消失します。 「バースト」が消えた瞬間、液体の周囲の圧力と温度が大幅に上昇します。 断片化をもたらします。
6.かき混ぜる
超音波技術の重要な用途は、攪拌の目的を達成するために液体中の固体を分散および解重合することです。 超音波攪拌技術は、食品加工、製紙、塗料、化学、製薬、繊維、石油、冶金、その他の産業分野で広く使用されています。 超音波装置は、既存の生産ラインに簡単に設置できるため、製造業者が低コストの装置にアップグレードするのに便利です。
7. 混合および均質化
超音波の「キャビテーション」によって液体中に発生したこの小さな気泡が急速に崩壊する際に、気泡内に高温高圧が発生し、気泡の周囲の液体が気泡内に高速で突入するため、強力なマイクロジェットが発生します。泡の近くの液体で。 局所的な高温高圧が形成され、混合と均質化の効果が得られます。 超音波混合および均質化技術は、食品加工、製紙、コーティング、化学薬品、医薬品、繊維、石油、冶金およびその他の産業分野で広く使用されています。 装備のアップグレードにかかる費用。
