超声波反应中,分解化合物的性质是决定反应进程的主要因素。而其它反应条件对反应进程也有不同程度的影响,其主要体现在对反应常数的影响。研究人员在分解芳香族化合物时发现底物的起始浓度和超声波的能量强度对反应速率有着不同程度的影响。随着底物浓度的增加反应速率降低。这是因为由于浓度的升高,导致比热容的降低,而比热容降低导致了降解速率的降低。而当底物主要是在气泡中分解时,降解速率取决于气泡的数量。而随着超声波密度的增加,气泡的数量也会增加,从而提高了反应的速率。超声波处理可以在无氧或微氧环境下进行操作,有利于保护被处理物质的结构和性能。山东通用超声波处理设备
超声波萃取的特点适用于中药材有效成份的萃取,是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工艺相比,
超声波萃取具有如下突出特点:
(1)无需高温。在40℃-50℃水温F超声波强化萃取,无水煮高温,不破坏中药材中某些具有热不稳定,易水解或氧化特性的药效成份。超声波能促使植物细胞地破壁,提高中药的疗效。(2)常压萃取,安全性好,操作简单易行,维护保养方便。
(2)萃取效率高。超声波强化萃取20~40分钟即可获比较好提取率,萃取时间j为水煮、醇沉法的三分之一或更少。萃取充分,萃取量是传统方法的二倍以上。据统计,超声波在65~70ºC工作效率非常高。而温度在65ºC度内中草药植物的有效成份基本没有受到破坏。加入超声波后(在65度条件下),植物有效成份提取时间约40分钟。而蒸煮法的蒸煮时间往往需要两到三小时,是超声波提取时间的3倍以上时间。每罐提取3次,基本上可提取有效成份的90%以上。
福建通用超声波处理超声波在珠宝首饰行业中可用于宝石的切割、打孔等工艺。
在反应体系中加入媒介气体对反应的进程也有不同程度的影响。研究人员在用超声波分解二硫化碳时发现,在不同的气体媒介中,其反应的速率为He>空气>N2O>Ar。其在He的反应体系中的速率是在Ar中的3倍。气体的影响因素主要是体现在对声化气泡间撞击上。气体的许多性质都可以影响声化反应,如比热容、热导率和溶解性。比热容影响反应的效果表现在高比热容的单原子比低热容的多原子能产生更高的温度和压力。而低热导率的气体降低了气体撞击热能的传递,从而降低了撞击的温度。气体的溶解度也是一个影响的因素。气体的溶解度越大,它就越可能扩散到气穴中。这些溶解的气体为气穴的形成提供**。当然还有一些其它的因素如时间、水中干扰物质、催化剂(TiO2)等。许多研究表明,无论哪种因素的影响,超声波反应器的经济性不能忽视。
③热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生***的热效应。
④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变。 超声波在汽车座椅制造行业中可用于座椅海绵的填充等工艺。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越***。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。超声波处理可以通过加热和冷却的方式来改变材料的温度状态。福建通用超声波处理
超声波处理技术的创新和发展离不开人才队伍的建设和完善。山东通用超声波处理设备
污泥的脱水性能很大程度取决于污泥的结构。改变污泥的结构可以**提高污泥的脱水性能,污泥量也会大幅度减少。菌胶团具有良好的保水性,内部包含水约占总水量的25%,这些菌胶团使污泥水分难以脱除,利用超声波可以破坏菌胶团。声能密度为0.11~0.22W/mL的超声波处理可以破坏菌胶团强度结构,使菌胶团内部包含水排出,同时保持较大的污泥颗粒,污泥的沉降性有所提高。而且超声波在水中产生的各种效应受频率影响很大,低频(<100kHz)机械效应较好,高频化学效应较强,由于污泥处理主要利用超声波的机械效应,因此低频下效果较好。3217kHz下的超声波处理污泥菌胶团结构的效率随着超声波频率的升高而降低,41kHz下处理效率是3217kHz下处理效率的9.7倍,因此污泥处理中通常利用不超过40kHz的超声波。山东通用超声波处理设备