Suure võimsusega ultraheli sonokeemilised seadmed
Vedelike ultraheli kõige silmapaistvam ja laialt tuntud mõju on dispersiooniefekt. Ultrahelilainete hajumine vedelikes sõltub peamiselt vedelike ultraheli kavitatsioonist.
Ultraheli dispersiooni kasutamine võib kõrvaldada vajaduse kasutada emulgaatoreid. Paljudel juhtudel võib ultraheli emulgeerimisel saada osakesi alla 1 μm. Selle emulsiooni moodustumine on peamiselt tingitud tugevast ultraheli kavitatsioonist dispersioonivahendi läheduses. Keemiline aine võib parafiinvaha vees hajutada ja dispersiooni läbimõõt on alla 1 μm.
Ultraheli dispersiooni hoidepunkt on tavaliselt väike vibratsioon ja suur kiirendus. Ultraheli dispersiooniseadmeid on laialdaselt kasutatud toiduainete, kütuse, uute materjalide, kemikaalide, kattekihtide jne valdkonnas.
2 Hajutamise põhimõtted
1. ultraheligeneraator: selle efektiivsus on kuni 90% ning see on väikese suurusega ja kerge; (nimetatakse ka ultraheli ajami võimsuseks).
Ultraheli dispersiooniseadmed
2. ultraheli abisüsteem, suure võimsuse saamiseks valitakse ühine vibratsioonisagedus umbes 15 kHz juures, ultraheli generaator ja resonantssüsteem moodustavad automaatse sageduse jälgimise süsteemi; (ultraheli vibraator, mis koosneb ultraheli muundurist ja ultraheli sarvest).
3. ultraheli dispersioonivahend; (ultraheli tööriista pea on ühendatud vibraatoriga).
4. Dispersioonmahuti. Homogenisaatori tööpõhimõte: kui ultraheli generaator väljastab kõrgsageduslikku pingejõudu, võimendab ultraheli võimendit vibraatori abil mehaanilise vibreeriva korgiga ja seejärel hajutamisvahendi toimel teostab see tugevat mikrotöötlust konteinerisse.
3 Mõjutavad tegurid
Dispersiooni mõju määravad kaks tegurit: ultraheli löögijõud; ultraheli kiirgusaeg.
Töötlemisvedeliku vool on Q, vahe on c ja plaadi vastassuunas pindala on S. Keskmine aeg t, mis on vajalik konkreetse osakese töötlemisvedelikus selle ruumi läbimiseks: t=c * S / Q. Ultraheli dispersiooniefekti parandamiseks on vaja kontrollida ravivedeliku keskmist rõhku p, tühikut c ja ultraheli kiirgusaega t (s).
4 Rakenduse ulatuse muutmine
Ultraheli hajumise põhimõte
Ultraheli dispersioonil on lai valik rakendusi paljudes valdkondades: näiteks toit, kosmeetika, meditsiin, keemia jne. Ultraheli rakendamist toidu dispersioonis võib jagada ligikaudu kolmeks olukorraks: vedeliku-vedeliku dispersioon (emulsioon), tahke-vedel dispersioon (suspensioon) ja gaasi-vedeliku dispersioon. [3]
Tahke-vedel dispersioon (suspensioon): näiteks pulberemulsiooni dispersioon.
Gaasi-vedeliku dispersioon: näiteks gaseeritud joogivee tootmist saab stabiilsuse parandamiseks parandada CO2 absorptsioonimeetodiga.
Vedel-vedel dispersioon (emulsioon): nt ghee emulgeerimine laktoosi saamiseks; toormaterjalide hajumine kastmete valmistamisel jne.
Ultrahelidispersiooni võib kasutada ka nanomaterjalide valmistamiseks; toiduproovide tuvastamiseks ja analüüsimiseks, näiteks ultraheli dispersioonvedeliku faasi mikroekstraktsiooni tehnoloogia kasutamiseks
