Ультразвуковые реакторы — это устройства со специальными реакционными камерами, в которых может поддерживаться избыточное давление для интенсификации химических, физических и биохимических процессов.
Принцип работы
Ультразвуковые реакторы создают кавитацию — образование, рост и схлопывание микроскопических пузырьков в жидкости. При схлопывании возникают локальные области высокого давления (до 1000 атм) и температуры (до 5000 К), что ускоряет химические реакции, разрушает частицы, улучшает массообмен и смешивание.
Основные компоненты
Применение
Преимущества
Принцип работы
Ультразвуковые реакторы создают кавитацию — образование, рост и схлопывание микроскопических пузырьков в жидкости. При схлопывании возникают локальные области высокого давления (до 1000 атм) и температуры (до 5000 К), что ускоряет химические реакции, разрушает частицы, улучшает массообмен и смешивание.
Основные компоненты
- Генератор ультразвука – создаёт электрические колебания высокой частоты.
- Преобразователь (излучатель) – превращает электрические колебания в механические (например, пьезоэлектрические или магнитострикционные элементы).
- Реакционная камера – где происходит обработка вещества ультразвуком.
Применение
- Химия и фармацевтика – ускорение реакций, синтез наноматериалов, получение эмульсий.
- Очистка воды – разрушение загрязнений, обеззараживание.
- Пищевая промышленность – экстракция полезных веществ, гомогенизация.
- Биотехнологии – разрушение клеточных стенок для выделения ферментов или ДНК.
- Нефтехимия – улучшение процессов крекинга, гидрогенизации.
Преимущества
- Ускорение реакций в десятки/сотни раз.
- Снижение энергозатрат по сравнению с традиционными методами.
- Возможность проведения процессов при комнатной температуре.
- Экологичность (меньше побочных продуктов).
1. Группа реакторов Типа УЗВ бестеневой конструкции. Специализированные УЗ-ванны.
Область применения. Интенсивная классическая очистка, дегазация, пропитка. Работа только при атмосферном давлении.
ТТХ.
объём от 1 до 1000 литров.
плотность мощности от 15 до 40 ватт/литр.
интенсивность 1 вт/см2.
Время работы – непрерывное.
Охлаждение – естественное.
КПД электро-акустический не хуже 88%
Тип Излучателя. – Кусочно-плоская тонкая мембрана. Сегменты Нерж листа с приклеенными ППК. мембрана. Тип колебаний – изгибные. Излучатели располагаются с нескольких сторон или вокруг объекта обработки таким образом чтобы создать бестеневую картину поля.
Опции.
– Комбинированный частотный режим. Работа одновременно в двух частотных доменах, для акустической модуляции. Работают одновременно два типа излучателей, каждый от своего УЗГ. Цель – комбинация эффектов на различных частотах или выборочная обработка при различных частотах.
- Фазовая модуляция. Перемещение пучностей по объёму.
- Перемешивание.
а) Донный излучатель
б) возможно установить лопастной миксер.
ТТХ.
объём от 1 до 1000 литров.
плотность мощности от 15 до 40 ватт/литр.
интенсивность 1 вт/см2.
Время работы – непрерывное.
Охлаждение – естественное.
КПД электро-акустический не хуже 88%
Тип Излучателя. – Кусочно-плоская тонкая мембрана. Сегменты Нерж листа с приклеенными ППК. мембрана. Тип колебаний – изгибные. Излучатели располагаются с нескольких сторон или вокруг объекта обработки таким образом чтобы создать бестеневую картину поля.
Опции.
– Комбинированный частотный режим. Работа одновременно в двух частотных доменах, для акустической модуляции. Работают одновременно два типа излучателей, каждый от своего УЗГ. Цель – комбинация эффектов на различных частотах или выборочная обработка при различных частотах.
- Фазовая модуляция. Перемещение пучностей по объёму.
- Перемешивание.
а) Донный излучатель
б) возможно установить лопастной миксер.
2. Реактор 3в1
Область применения. Приготовление нано-эмульсий и суспензий. Снятие заусенцев мягкие сплавы. Удаление стойких загрязнений на деталях диаметром до 310мм. Сонохимические процессы. Пропитка, в том числе в условиях не глубокого вакуума.
ТТХ.
объём – 24литра.
Диаметр камеры – 310 мм.
Мощность – До 4000Вт. зависит от среды и внешних условий.
Частота 18кГц.
Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,45Мпа.
Возможность установки в протоке.
Масса 85 кг.
Мощность зависит от среды и внешних условий. До 4000Вт.
Плотность мощности. От 50 до 150 Вт/литр.
КПД электро-механический не хуже 85%.
Время работы – при естественном охлаждение прерывистый режим.
Тип излучателя. – Толстостенный корпус 6мм. Крепление излучателей сварка. Тип колебаний – радиально изгибные. Пьезокерамика.
ТТХ.
объём – 24литра.
Диаметр камеры – 310 мм.
Мощность – До 4000Вт. зависит от среды и внешних условий.
Частота 18кГц.
Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,45Мпа.
Возможность установки в протоке.
Масса 85 кг.
Мощность зависит от среды и внешних условий. До 4000Вт.
Плотность мощности. От 50 до 150 Вт/литр.
КПД электро-механический не хуже 85%.
Время работы – при естественном охлаждение прерывистый режим.
Тип излучателя. – Толстостенный корпус 6мм. Крепление излучателей сварка. Тип колебаний – радиально изгибные. Пьезокерамика.
3. Реактор на ЦМС
Область применения. Снятие устойчивых отложений, Диспергирование, Снятие заусенцев. Наноэмульсии. Наносуспензии.
ТТХ.
объём 6.5 литра.
Диаметр камеры – 146мм.
Частота 8кГц.
мощность – 4000 Вт (1.2)
КПД электро-механический – 0.3
Режим работы – прерывистый 1 цикл 20 мин.
Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,5Мпа.
Особенности. Магнитострикционный излучатель кольцевого типа создаёт уникальное по качеству равномерное поле УЗ-колебаний.
ТТХ.
объём 6.5 литра.
Диаметр камеры – 146мм.
Частота 8кГц.
мощность – 4000 Вт (1.2)
КПД электро-механический – 0.3
Режим работы – прерывистый 1 цикл 20 мин.
Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,5Мпа.
Особенности. Магнитострикционный излучатель кольцевого типа создаёт уникальное по качеству равномерное поле УЗ-колебаний.
4. Реактор Диспергатор. автоклав.
Область применения. Диспергирование порошков. Округление порошинок. Наноэмульсии. Наносуспензии. Сонохимические реакции.
ТТХ.
объём 0,6 литра.
Диаметр камеры 80мм.
частота 20кГц.
Мощность 3000 Вт
Интенсивность – до 1400 Вт/см2.
КПД электро-механический – 0.85
Термостабилизация - Рубашка охлаждения камеры реактора. Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,8Мпа.
ТТХ.
объём 0,6 литра.
Диаметр камеры 80мм.
частота 20кГц.
Мощность 3000 Вт
Интенсивность – до 1400 Вт/см2.
КПД электро-механический – 0.85
Термостабилизация - Рубашка охлаждения камеры реактора. Давление внутри реактора избыточное целесообразное – до 0,8Мпа.