超聲波振動棒也叫超聲波zhen動棒,相較于傳統(tǒng)的超聲波振板,具有應(yīng)用范圍更廣泛,使用壽命更長的特點。工業(yè)應(yīng)用方面利用超聲波振動棒進(jìn)行清洗、萃取、化學(xué)反應(yīng)、防垢、水處理等等,是一種非常成熟且有廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
超聲波振動棒在清洗方面的應(yīng)用
由于du有的圓管型設(shè)計特點,超聲波振動棒特別適用于各類管道的清洗,原理是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能量,并按其自身規(guī)律傳遞給水垢、水、管道內(nèi)壁,使之獲取很大的能量。超聲波在傳遞過程中產(chǎn)生的震蕩波使水垢、水、管道內(nèi)壁產(chǎn)生共振,由于水垢、水、管道內(nèi)壁的震蕩頻率不同,管道中的水分子發(fā)生激烈碰撞,生強(qiáng)大的沖擊力,沖擊換熱面上的垢層,使之松脆、剝離、脫落、粉碎,并隨設(shè)備的排污一起排出,從而實現(xiàn)了超聲波振動棒對管道內(nèi)壁的*清洗。此外,超聲波振動棒也可以用于槽體的清洗,可以自由放置在清洗槽的任何位置,使用非常靈活方便,而占用的體積空間很小,清洗不留死角。
超聲波振動棒在中藥萃取中的應(yīng)用
利用超聲波振動棒可以進(jìn)行中藥的有效成分萃取。首先在容器中加入萃取溶媒,將中藥材根據(jù)需要粉碎或切成顆粒狀,放入萃取溶媒中;開啟超聲波發(fā)生器,將超聲波振動棒安裝于提取罐頂部,向提取溶媒中發(fā)出超聲波,超聲波在提取溶媒中產(chǎn)生的‘空化效應(yīng)’和機(jī)械作用一方面可有效地破碎藥材的細(xì)胞壁,使有效成分呈游離狀態(tài)并溶入萃取溶媒中,另一方面可加速提取溶媒的分子運動,使得提取溶媒和藥材中的有效成分快速接觸,相互溶合、混合。
超聲波振動棒萃取藥材的最佳溫度在40—60攝氏度,因此不需要配備鍋爐來提供蒸氣加熱,有利于節(jié)約能源和改善環(huán)境污染。更重要的是對遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的藥材中的有效成份具有保護(hù)作用。超聲波振動棒一般運行在30分鐘左右即可獲得最佳效果,萃取效率相比傳統(tǒng)工藝大大提高,并且不受中藥材成份性質(zhì)、分子量大小的限制,適用于絕大多數(shù)種類中藥材和各類成份的萃?。òㄒ?液萃取和固-液萃?。?。因此利用超聲波振動棒進(jìn)行中藥萃取已經(jīng)越來越多的被廣大藥廠所采用。
超聲波振動棒在加速化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用
超聲波振動棒工具頭發(fā)射頭的前端緊貼在釜體外壁上或伸入釜體的釜腔內(nèi),超聲波換能器可以對釜腔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)物發(fā)送超聲波,被處理的液體由于超聲波的“空化”作用可造成反應(yīng)體系活性的變化,破壞釜腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)物的溶劑結(jié)構(gòu),產(chǎn)生足以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的瞬時高溫高壓,形成了局部高能中心,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行,這是利用超聲波振動棒進(jìn)行催化化學(xué)反應(yīng)的主要因素。
超聲波的次級效應(yīng)如機(jī)械震蕩、乳化、擴(kuò)散、擊碎等都有利于反應(yīng)物的全方位充分混合,超聲波振動棒采用大功率聚能式換能器,可以使物質(zhì)作劇烈的強(qiáng)迫運動,加速物質(zhì)的傳遞擴(kuò)散,可替代傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌。當(dāng)然在實際應(yīng)用中配合電動攪拌器使用,加速反應(yīng)效果更佳。
超聲波振動棒在防垢中的應(yīng)用
我們以換熱器為例,超聲波振動棒一般安裝于換熱器的進(jìn)液口,采用法蘭連接、控制閥控制,可以做到在檢修、維護(hù)保養(yǎng)超聲設(shè)備不停工停產(chǎn)。主要原理是超聲波在傳遞過程中因共振傳遞和產(chǎn)生能量,水垢、水、金屬換熱面等物質(zhì)分子在振動過程中獲得能量,換熱管中的水在獲取能量的同時產(chǎn)生振動和激烈的碰撞,使本身不穩(wěn)定的含有各種無機(jī)鹽的水分子產(chǎn)生無數(shù)的空化氣泡(空化作用),形成水分子空化腔。這些氣泡在迅速膨脹和突然閉合時,產(chǎn)生上千個大氣壓的局部沖擊和時速高達(dá)400km/h的高速射流以及5000k以上的高能量,這些能量破壞了正負(fù)離子與酸根的結(jié)合,破壞了形成垢的條件,從而實現(xiàn)了防垢。
超聲波振動棒在水處理中的應(yīng)用
超聲波振動棒聚能式的超聲探頭使能量集中,在超聲波輻射端面上可以獲得強(qiáng)大的聲強(qiáng),由于變幅桿的聚能作用,聲能密度大大提高;可以根據(jù)聲能密度的大小精確設(shè)計反應(yīng)器;探頭的發(fā)射端面一般設(shè)計為可拆卸式,這樣就可以根據(jù)所需聲強(qiáng)隨時選用端面大小合適的探頭,同時,當(dāng)探頭被空化嚴(yán)重腐蝕后,只需更換端部,而不必更換價格昂貴的整個振棒。超聲波振動棒可用于處理各種難降解的有機(jī)廢水,已用于含單環(huán)芳香族化合物、多環(huán)芳烴、酚類、氯化烴、氯代烴、有機(jī)酸、染料、醇類、酮類等廢水處理的研究,并取得良好的效果。在實際的工業(yè)廢水中,該設(shè)備已用于處理造紙廢水、印染廢水、制革廢水、焦化廢水、制藥廢水、垃圾滲濾液等,并取得較好的效果。
另外,在一些景觀湖、河道超聲波振動棒還可以用于滅藻,抑藻。超聲波的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲流作用等特性,使藻類細(xì)胞破裂、物質(zhì)分子中的化學(xué)鍵斷裂作用于水藻的外壁并使之破裂、死亡,達(dá)到藻類液泡提升破碎、細(xì)胞滅亡或生長抑制等作用,引起一系列生物效應(yīng),空化作用使存在于液體中的微氣泡迅速膨脹后突然閉合,產(chǎn)生沖擊波和射流以達(dá)到消滅水藻平衡水環(huán)境生態(tài)的目的。低強(qiáng)度的超聲破壞了藻膽體的結(jié)構(gòu)功能,干擾了葉綠素的合成途徑,從而達(dá)到抑制藻類生長的目的。