Pramoninis ultragarsinis sklaidytuvas, skirtas vienodai nanomedžiagų dispersijai

Aukštos{0}}gamybos srityse, pvz., naujos medžiagos, nauja energija, vaistai, cheminės medžiagos ir smulkios dangos, medžiagų sklaidos vienodumas ir stabilumas tiesiogiai lemia produkto kokybę ir našumą. Tradiciniai dispersijos metodai, tokie kaip mechaninis maišymas, rutulinis frezavimas ir greitas kirpimas, paprastai turi trūkumų, tokių kaip nepilna dispersija, lengvas dalelių aglomeravimas, dideli medžiagų nuostoliai ir mažas efektyvumas, todėl sunku patenkinti nanomastelio ir didelio-tikslaus medžiagų apdorojimo poreikius. Ultragarsinė dispersijos įranga, turinti unikalų akustinės kavitacijos efektą, pranoksta tradicinių dispersijos technologijų apribojimus, įgalindama smulkiai ir tolygiai išsklaidyti kietas-skystes, skystas{6}} ir dujines{7}}skystes, daugiasistemes{8}} medžiagas. Tai tapo pagrindine išmaniąja įranga, skirta aukščiausios klasės{10}medžiagoms paruošti, skatinančia tobulinti įvairių pramonės šakų gamybos technologijas.

 

Pagrindinė ultragarsinės dispersijos įrangos technologija priklauso nuo ultragarsinės kavitacijos ir aukšto{0}}dažnio mechaninės vibracijos sinergetinio poveikio. Visas procesas yra grynai fizinis dispersijos procesas, be cheminių reakcijų ar medžiagos užteršimo, maksimaliai išsaugantis pirmines medžiagos savybes. Veikimo metu pavaros maitinimo šaltinis paverčia tinklo maitinimą aukšto-dažnio kintamosios srovės signalu, kuris perduodamas į ultragarsinį keitiklį. Keitiklis elektros energiją paverčia aukšto -dažnio mechanine 20–40 kHz vibracija, kuri sustiprinama amplitudės transformatoriumi ir perduodama į skystą medžiagą.

 

Kai aukšto -dažnio ultragarsas sklinda skystyje, jis sukuria kintamus aukšto-slėgio suspaudimo ir žemo{2} slėgio skiedimo ciklus, todėl skystyje akimirksniu susidaro daug mažyčių kavitacijos burbuliukų. Šie burbuliukai nuolat svyruoja, plečiasi ir traukiasi kartu su garso bangomis, galiausiai smarkiai subyra per labai trumpą laiką, akimirksniu sukeldami vietinę aukštą maždaug 5000 K temperatūrą, itin aukštą 1000 atm slėgį ir mikrosroves bei stiprias smūgines bangas, kurių greitis iki 1000 km/h. Šis ekstremalus momentinis energijos laukas gali tiksliai suskaidyti van der Waals jėgas tarp medžiagos dalelių, visiškai suardydamas nanodalelių ir itin smulkių miltelių sankaupą. Tuo pačiu metu aukšto{10}}dažnio vibracija sustiprina medžiagos masės ir šilumos perdavimo poveikį, todėl aglomeruotos dalelės gali tolygiai pasiskirstyti terpėje, sudarydamos stabilią ir vienalytę mišrią sistemą, puikiai tinkančią mikronų ir nanodalelių medžiagų sklaidai ir apdorojimui.

 

I. Pagrindiniai pranašumai, palyginti su tradicine įranga

Palyginti su tradicine dispersijos įranga, tokia kaip mechaninis maišymas, rutulinis frezavimas ir didelio greičio{0}}homogenizatoriai, ultragarso dispersijos įranga turi daug pranašumų, susijusių su dispersiniu poveikiu, apdorojimo efektyvumu ir medžiagų apsauga, tiksliai sprendžiant pramonės problemas:

1. Didelis dispersijos tikslumas, nėra antrinės aglomeracijos

Panaudojus kavitacijos efektą, kad būtų suskaidytas dalelių aglomeracija mikroskopiniu lygiu, galima pasiekti vienodą nanoskalės sklaidą, kurios dispersijos smulkumas svyruoja nuo dešimčių iki šimtų nanometrų ir gerokai viršija tradicinės įrangos sklaidos vienodumą. Be to, išsklaidytos medžiagos sistema pasižymi dideliu stabilumu, yra mažiau linkusi į stratifikaciją ir antrinę aglomeraciją ir žymiai pagerina produkto konsistenciją.

2. Grynai fizinis apdorojimas, be materialinių nuostolių.

Visas procesas nereikalauja mechaninio kieto šlifavimo ar didelio{0}}greičio kirpimo susidėvėjimo, todėl išsaugoma pirminė medžiagos dalelių morfologija ir fizikinės bei cheminės savybės ir nepatenka jokių priemaišų. Jis ypač tinka apdoroti didelio-tikslumo, didelės- vertės medžiagas, tokias kaip grafenas, anglies nanovamzdeliai ir biofarmacinės žaliavos.

3. Didelis efektyvumas ir energijos taupymas, platus pritaikomumas

Jo dispersijos efektyvumas yra 3-5 kartus didesnis nei tradicinės įrangos, todėl per trumpą laiką galima tiksliai paskirstyti medžiagas ir žymiai sutrumpinti gamybos ciklą. Tuo pačiu metu jis sunaudoja mažiau energijos ir gali būti pritaikytas įvairioms sudėtingoms medžiagoms, tokioms kaip mažo klampumo, didelio klampumo, itin smulkūs milteliai ir nano suspensijos, o tai apima dispersijos scenarijus visose sistemose, įskaitant kietą -skystį, skystą -skystį ir dujinį skystį.

4. Lengva eksploatuoti ir mažos priežiūros išlaidos

Įranga yra labai automatizuota, su reguliuojamais, valdomais ir saugomais parametrais, nereikalaujanti sudėtingo derinimo ir tinkama tiek laboratoriniams tyrimams ir plėtrai, tiek pramoninei masinei gamybai. Jo paprasta konstrukcija, nesunkiai pažeidžiamų ar sunaudojamų dalių trūkumas palengvina patogią priežiūrą ir sumažina bendras gamybos sąnaudas.

 

2,Pagrindinės taikymo sritys

Dėl savo tikslumo, didelio efektyvumo ir didelio pritaikomumo privalumų ultragarso sklaidos įranga buvo plačiai naudojama daugelyje aukštos{0} gamybos pramonės šakų ir tapo nepakeičiama pagrindine įranga.

1. Naujų medžiagų pramonė

Jis daugiausia naudojamas nanomedžiagų, tokių kaip grafenas, anglies nanovamzdeliai, nano-silicio dioksidas, nano-metalo milteliai ir keramikos milteliai, dispersiniam paruošimui, efektyviai sprendžiant pramonės problemas, susijusias su lengvu nanomedžiagų aglomeravimu ir netolygiu sklaidymu bei gerinant naujų medžiagų elektrinį laidumą, šilumos laidumą ir mechanines savybes.

2. Naujoji energetikos pramonė

Jis suderinamas su smulkia ličio baterijų teigiamų ir neigiamų elektrodų suspensijų, kuro elementų katalizatorių ir fotovoltinės dangos suspensijų smulkia dispersija, todėl elektrodų medžiagos sumaišomos tolygiau, pagerinamas akumuliatoriaus energijos tankis, ciklo tarnavimo laikas ir įkrovimo{0}}iškrovos stabilumas bei padedama pagerinti naujų energijos baterijų veikimą.

3. Farmacija ir biotechnologijos

Jis naudojamas smulkiai veikliųjų farmacinių ingredientų dispersijai, nano-vaistų nešikliui ruošti, ląstelėms ardyti ir biologiniams ekstraktams homogenizuoti. Apdorojimas yra švelnus ir neteršiantis-, todėl galima tiksliai kontroliuoti vaisto dalelių dydžio vienodumą, pagerinti vaisto absorbcijos greitį ir veiksmingumą bei atitikti aukštus farmacijos gamybos švaros reikalavimus.

4. Smulkios cheminės medžiagos ir dangos bei rašalas

Jis naudojamas aukštos kokybės dangų, rašalo, pigmentų ir kosmetinių emulsijų dispersijai ir homogenizacijai, todėl pigmentai ir užpildai pasiskirsto tolygiai, pagerina produkto spalvą, sukibimą ir stabilumą bei pašalina tokias problemas kaip dangos spalvos skirtumas ir dalelių defektai.

5. Aplinkos apsauga ir maisto pramonė

Jis gali būti naudojamas pramoninio vandens valymo ir balastinio vandens valymo priemaišoms išsklaidyti ir skaidyti, taip pat maisto emulsijų ir funkcinių maisto žaliavų homogenizavimui ir dispersijai. Jis taip pat turi išsklaidymo, tobulinimo ir sterilizavimo funkcijas ir yra tinkamas kruopščiai apdoroti aplinką bei aukščiausios klasės maisto perdirbimo scenarijus.

Ultragarso dispersijos technologija pakeitė tradicinius fizinio dispersijos metodus. Dėl savo pagrindinių privalumų – tikslios mikroskopinės dispersijos, neardomo veikimo, didelio efektyvumo ir didelio pritaikomumo, jis išsprendė daug techninių iššūkių, susijusių su aukščiausios klasės medžiagų išsklaidymu. Kaip pagrindinė įranga tiksliosios gamybos srityje, ultragarso dispersijos įranga ne tik žymiai pagerina produktų kokybę ir gamybos efektyvumą, bet ir skatina technologines naujoves bei modernizavimą strategiškai besivystančiose pramonės šakose, tokiose kaip naujos medžiagos, nauja energija ir biomedicina. Ateityje jis bus plačiai taikomas daugiau-pažangių nišinių rinkų, padedant gamybos pramonei pereiti prie tobulinimo,{6}}aukštos klasės gamybos ir intelektualizavimo.