Seis términos de uso común en el tratamiento ultrasónico líquido: amplitud ultrasónica, potencia, frecuencia, intensidad de potencia, densidad de potencia y tasa de tratamiento. El uso de tratamiento ultrasónico para fabricar nano loción, moler cristales de drogas, Degas, extracto de aceite vegetal, fabricar biocombustibles, dispersar pigmentos, destruir células y mejorar los procesos químicos requiere familiaridad con varios términos generales.
La eficiencia de un procesador ultrasónico está directamente relacionada con la intensidad, la uniformidad y la magnitud del campo de cavitación generado en el líquido. En la actualidad, se puede decir que el objetivo principal de rastrear la amplitud ultrasónica, la potencia, la frecuencia, la intensidad de potencia y la densidad de potencia es garantizar la distribución óptima del campo de cavitación para una tarea determinada, logrando así la calidad del producto objetivo de la tasa de procesamiento más alta.
Amplitud ultrasónica
Unidades comunes: micrómetros o micrómetros (µm).
El cabezal de herramienta ultrasónica es un componente que transmite vibraciones ultrasónicas al líquido que se trata con ultrasonido y es responsable de generar cavitación. La amplitud de la superficie de vibración del cabezal de la herramienta se define como la distancia entre las posiciones del cabezal de la herramienta en estados completamente extendidos y completamente contratados, medidos en micrómetros (µm). La amplitud se puede ajustar desde el panel de control del generador, y cada bocina tiene una amplitud máxima específica. La amplitud se establece en un nivel específico en%, que corresponde a valores en micrómetros que se pueden identificar utilizando el certificado de calibración del cabezal de la herramienta. Una vez que se establece la amplitud, permanecerá en el mismo nivel durante todo el proceso, independientemente de todas las demás condiciones (como el control de crucero del automóvil, que mantiene la velocidad en un nivel predeterminado).
La amplitud y la intensidad de la cavitación están directamente relacionadas. Si opera en entornos de baja amplitud, el tratamiento con ultrasonido y los efectos relacionados serán "débiles", mientras que si opera bajo entornos de alta amplitud, el tratamiento con ultrasonido y los efectos relacionados serán "fuertes".
Fuerza :
Unidades comunes: Watts (W) o kilovatios (KW).
La potencia es una medida de la energía por unidad de tiempo transmitida desde el generador al líquido de tratamiento ultrasónico. Se mide en Watts (W) o kilovatios (KW) y se muestra en tiempo real en la pantalla del generador. La potencia no se puede establecer directamente, ya que es el resultado de múltiples parámetros, incluida la amplitud, la viscosidad del líquido y la presión en la cámara de reacción (para la configuración del flujo) o la profundidad de inmersión en la cabeza de la herramienta (para la configuración por lotes).
El generador ajusta automáticamente su potencia en función de los principios similares a los utilizados en el control de crucero de automóviles. Al subir cuesta arriba, la potencia de salida del motor aumentará automáticamente para mantener una velocidad constante (en nuestro ejemplo, amplitud). Si la potencia requerida para el tratamiento ultrasónico excede la potencia que el generador puede proporcionar, se informará un error de sobrecarga y se deshabilitará la salida ultrasónica.
Frecuencia:
Unidad: Hertz (Hz) o Kilohertz (KHz).
La frecuencia medida en Hertz es el número de ocurrencias de eventos repetidos por segundo.
La frecuencia de funcionamiento de la mayoría de los procesadores de líquido ultrasónico de alta potencia es de aproximadamente 20 kHz, lo que significa que sus cabezales de herramienta completan 20000 ciclos de vibración por segundo. La mayoría de los procesadores complejos son capaces de ajustar automáticamente la frecuencia dentro de la ventana 19-21} khz basada en la frecuencia natural (resonante) del cabezal de la herramienta. El cabezal de la herramienta es un dispositivo "resonante" que funciona solo en "resonancia", al igual que las cuerdas de una guitarra. La frecuencia resonante del cabezal de la herramienta es rastreada y ajustada automáticamente por el generador durante la operación para compensar cualquier cambio causado por fluctuaciones de temperatura. En algunos modelos, la información de frecuencia en tiempo real se muestra en la pantalla del generador.
Densidad de potencia:
Unidades comunes: vatios por centímetro cúbico (w/cm ^ 3) o kilovatios por litro (kW/L).
La densidad de potencia es la cantidad de potencia transmitida por unidad de volumen de líquido tratado con ultrasonido. Para los modos de volumen constante, como el modo de lote (por ejemplo, líquido en un vaso de precipitados) y el modo de circulación, la intensidad de potencia y la densidad de potencia están directamente relacionados y pueden usarse para representar la intensidad de la cavitación y la efectividad del tratamiento ultrasónico. Sin embargo, para las disposiciones de flujo unidireccional, se debe considerar el volumen total de líquido que pasa a través de la zona de cavitación durante el procesamiento. En este modo, la densidad de potencia es inversamente proporcional a la velocidad de flujo del líquido procesado a través de la cámara de reacción y el tiempo de procesamiento total.
Velocidad de procesamiento:
Unidades comunes: mililitros por minuto (ml/min), litros por minuto [l/min], o metros cúbicos por hora (m ^ 3/h).
Cuántos productos se pueden producir por unidad de tiempo utilizando un procesador ultrasónico dado para la velocidad de procesamiento. Maximizar la velocidad de procesamiento mientras se mantiene la calidad del producto requerida suele ser el objetivo principal de optimizar los parámetros anteriores. Una vez completada la optimización, se obtiene una curva similar al ejemplo aquí (para la producción de nano loción translúcida), donde la calidad del producto (en este caso, el tamaño promedio de la gota) está relacionada con la tasa de tratamiento, lo que permite las decisiones de configuración final . Si se requiere una mayor velocidad de procesamiento para la misma calidad del producto, la serie de procesos se puede ampliar cambiando a un procesador más grande (al tiempo que garantiza que no se cambien los parámetros de optimización) o utilizando múltiples procesadores en paralelo o paralelo.
