超聲波分散機(jī)原理
超聲波由超聲波振動部件和超聲波驅(qū)動電源和反應(yīng)釜部分構(gòu)成:超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭(發(fā)射頭),用于產(chǎn)生超聲波振動,并將此振動能量向液體中發(fā)射。換能器將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來回伸縮運動,振幅一般在幾個微米。這樣的振幅功率密度不夠,是不能直接使用的。變幅桿按設(shè)計需要放大振幅,隔離反應(yīng)溶液和換能器,同時也起到固定整個超聲波振動系統(tǒng)的作用。工具頭與變幅桿相連,變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭,再由工具頭將超聲波能量發(fā)射到化學(xué)反應(yīng)液體中。
超聲波分散機(jī)功率超聲在液體中突出的而為人們廣泛知曉的作用是分散效應(yīng)。超聲波在液體里的分散作用,主要依賴液體的超聲空化作用。
有兩個因素決定分散的效果:超聲波沖擊力;超聲波輻射時間。
處理液的流吐為Q,間隙為c,相對方向的平板面積為S,則處理液中的特定粒子穿過這個空間的平均需要時間t為:t=cS/Q。要提高超聲分散效果,必須控制處理液的平均壓力p、間隙c和超聲輻射時間t(s)三個要素。
采用超聲分散,可不需要使用乳化劑,在許多場合.超聲乳化可以得到1μm以下的粒子。這種乳劑的生成,主要是由于分散工具附近的超聲波強(qiáng)力空化作用所形成的結(jié)果?;瘎┚湍苁故炘谒蟹稚?#183;其分散的校子直徑達(dá)1μm以下。
超聲分散持點通常是振制小、加速度大,超聲分散裝置已在食品、燃料、新材料、化枚品、涂料等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。
超聲波分散機(jī)功能
1.超音波振動源(驅(qū)動電源):把50-60Hz的市電轉(zhuǎn)化為高功率的高頻率(15kHz—100kHz)電源,提供給換能器;
2.換能器(controller, transducer):把高頻率電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動能。
超聲波分散機(jī)是利用物理技術(shù),在化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)中產(chǎn)生一系列接近于的條件。這種能量不僅能夠激發(fā)或促進(jìn)許多化學(xué)反應(yīng)、加快化學(xué)反應(yīng)速度,甚至還可以改變化學(xué)反應(yīng)的方向,產(chǎn)生一些效果。聲化學(xué)可應(yīng)用于幾乎所有的化學(xué)反應(yīng),如萃取與分離、合成與降解、生物柴油生產(chǎn)、治理微生物、降解有毒有機(jī)污染物、生物降解處理、生物粉碎、分散和凝聚,等等。
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