소개:
초음파 캐비테이션 공정 중 심각한 기포 파열은 극심한 국부 온도, 가열/냉각 속도 및 압력을 초래할 수 있으며, 이로 인해 에스테르 교환(바이오디젤 생산에 사용), 오염 물질 분해 및 저온 살균, 원유 탈황 등을 포함한 많은 초음파 화학 공정이 유발됩니다. 고주파 진폭을 가진 초음파 프로세서는 모든 규모의 초음파 화학 처리를 수행할 수 있습니다.
우리가 제공하는 고진폭 초음파 프로세서는 다양한 소노케미컬 응용 분야에 적합합니다. 모든 운영 규모에서 매우 높은 초음파 진폭을 유지할 수 있으므로 소노케미컬 프로세스를 크게 향상시키고 실험실 결과를 생산 환경에서 직접 구현할 수 있습니다.
원칙:
화학에서 음향 캐비테이션은 작은 기포의 형성, 성장 및 폭발을 의미합니다. 캐비테이션 기포는 압축 및 팽창 사이클로 구성됩니다. 압축 사이클은 액체의 양압이 분자를 밀어냅니다. 반대로 팽창 사이클은 음압이 분자를 서로 떼어놓습니다. 기포는 음파에서 에너지를 흡수할 수 없을 때까지 매우 빠르게 성장합니다. 이 경우 액체가 쏟아지고 기포가 터집니다. 전체 프로세스는 액체상에서 분자의 인력을 방해합니다. 캐비테이션 기포의 폭발은 빠르며 초음파 처리 중에 형성된 이 작은 기포는 캐비티 주변의 액체 온도를 높이고 국소적 핫스팟을 생성합니다. 그러나 영역이 너무 작아서 열이 빠르게 소실됩니다. 반면에 기포 파열 중에 약 1000기압인 매우 높은 압력이 생성됩니다. 극한 조건은 매우 제한적이지만 초음파 처리로 액체에서 극한의 물리적 및 화학적 조건을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 초음파를 추출, 분쇄 및 혼합, 유화, 분산 및 교반, 탈포 및 탈기, 반응 가속에 활용할 수 있습니다.
캐비테이션 효과:
초음파 소노케미스트리는 캐비테이션 현상에 의해 발생합니다. 액체를 통과하는 초음파는 액체를 지속적으로 압축하고 확장합니다. 고강도 초음파는 액체상을 분산시키는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 최대 압력에 도달하면 응집력이 약한 지점에서 액체 파열이 발생합니다. 이 파열 후 파열 지점에 과압이 나타나고 일부 공동이 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 공극에서 액체에 용해된 가스는 짧은 시간 후에 거품 형태로 폭발합니다.
초음파 장비의 장점:
1. 초음파 기술은 기존 방식에 비해 효율성이 높고 시간이 짧습니다.
2. 초음파 기술은 다른 공정과 비교하여 고온이나 고압이 필요하지 않고 안전성이 우수하며 조작이 쉽고 유지 관리가 쉽습니다.
3. 스펙트럼이 넓고 적용성이 넓으며, 대부분의 액체를 초음파로 처리할 수 있습니다.
4. 대부분의 경우 초음파 장비는 작동 단계가 적고 공정이 간단하며 오염을 일으키기 쉽지 않고 온도가 낮아 열에 민감한 대상 구성 요소의 작동에 적합합니다.
5. 초음파 장비는 기존 방식에 비해 간단하고 생산 비용이 낮으며 종합적인 경제적 이익이 현저히 높습니다.
6. 일부 전통적인 방법과 비교했을 때 초음파 기술은 작동 및 유지 관리가 더 쉬운 효과적인 방법입니다.
초음파 프로세서:
액체 처리에 사용되는 초음파 프로세서에는 세 가지 유형이 있습니다. 500-1000W(실험 규모), 1500(파일럿 규모), 1500-3000W(산업 규모). 이 시스템은 흐름 모드에서 작동할 수 있으며, 이는 처리되는 총 액체량에 제한이 없다는 것을 의미합니다.
애플리케이션:
초음파 화학 처리 장비는 화장품 및 스킨케어 제품의 유화, 제약 연고, 그래핀 분산, 잉크 코팅, 균질화 처리, 석유 유화, 추출 가공, 세포, 밸러스트수 분쇄, 처리 및 화학 원료의 가속 반응에 사용할 수 있습니다.
