Hielscher超聲波設備UP400St用于流通池反應器

一、引言

超聲波技術(shù)廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其在處理大體積流體時(shí)具有顯著(zhù)優(yōu)勢。Hielscher超聲波設備UP400St是一種先進(jìn)的流通池反應器，特別適用于大規模的生物、化學(xué)和制藥工藝。它結合了超聲波的空化效應和機械振動(dòng)，為各種反應提供了物理化學(xué)環(huán)境。本文將深入探討Hielscher超聲波設備UP400St的功能作用及原理。

 

二、功能作用

空化效應：在超聲波作用下，液體中的微小氣泡會(huì )迅速生長(cháng)并隨后在瞬間崩潰，產(chǎn)生高溫高壓的空化泡。這種空化泡崩潰的過(guò)程會(huì )產(chǎn)生強大的微射流和沖擊波，有助于加速化學(xué)反應和生物細胞的破碎。

機械振動(dòng)：超聲波的機械振動(dòng)可以促進(jìn)物質(zhì)混合、加速分子擴散，從而提高反應速率。同時(shí)，振動(dòng)產(chǎn)生的微小顆粒和納米級結構對于某些特定的應用，如納米材料制備，具有重要意義。

溫度提升：超聲波在液體中傳播時(shí)，會(huì )因機械能轉換為熱能而產(chǎn)生局部溫度升高，有助于某些需要溫度提升的反應進(jìn)行。

化學(xué)反應促進(jìn)：由于超聲波的空化效應和高溫環(huán)境，可以引發(fā)或促進(jìn)某些化學(xué)反應的進(jìn)行，尤其在那些傳統方法難以實(shí)現的反應中。

生物細胞破碎：利用超聲波的空化效應，可以有效地破碎生物細胞壁，實(shí)現細胞內物質(zhì)的提取和分離。這對于生物樣品處理、生物藥物制備等領(lǐng)域具有實(shí)際應用價(jià)值。

 

三、原理分析

超聲波產(chǎn)生：Hielscher超聲波設備UP400St通過(guò)高頻電振蕩器產(chǎn)生超聲波，然后通過(guò)換能器將電振蕩轉換為機械振動(dòng)。換能器的性能直接影響超聲波的輸出功率和頻率。

空化效應的產(chǎn)生：當超聲波在液體中傳播時(shí)，由于聲壓的變化，會(huì )在液體中形成瞬態(tài)的微小氣泡。隨著(zhù)聲壓的周期性變化，這些氣泡會(huì )經(jīng)歷生長(cháng)、壓縮、崩潰的過(guò)程，從而產(chǎn)生強烈的微射流和沖擊波。

機械振動(dòng)與混合：超聲波的機械振動(dòng)使液體中的物質(zhì)得以均勻混合，加速了分子間的擴散過(guò)程。這種混合效果有助于提高化學(xué)反應的效率和均勻性。

溫度提升機制：超聲波在液體中傳播時(shí)，由于聲能的吸收，會(huì )產(chǎn)生局部的溫度升高。這種溫度提升有助于某些需要在較高溫度下進(jìn)行的化學(xué)反應。

化學(xué)反應的促進(jìn)：超聲波產(chǎn)生的空化效應和高溫環(huán)境可以激活液體中的化學(xué)鍵，引發(fā)或促進(jìn)某些化學(xué)反應的進(jìn)行。此外，振動(dòng)有助于分子間的碰撞和反應，從而加快反應速率。

生物細胞破碎原理：利用超聲波的空化效應，當氣泡在生長(cháng)和崩潰過(guò)程中產(chǎn)生的高壓和微射流作用于生物細胞時(shí)，會(huì )破壞細胞壁和細胞膜，實(shí)現細胞的破碎。這一過(guò)程通常需要在特定的超聲參數下進(jìn)行，以避免對細胞內部結構的過(guò)度損傷。

 

四、未來(lái)發(fā)展方向與挑戰

提高設備效率和可靠性：隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，未來(lái)可以通過(guò)改進(jìn)超聲波設備的部件設計和制造工藝，提高設備的輸出功率、穩定性和可靠性，從而更好地滿(mǎn)足大規模生產(chǎn)的需要。

開(kāi)發(fā)智能控制系統：通過(guò)開(kāi)發(fā)智能控制系統和監測技術(shù)，可以實(shí)現對Hielscher超聲波設備UP400St的遠程監控和自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高設備的自動(dòng)化程度和使用效率。

多頻段與定制化設計：針對不同應用領(lǐng)域和具體需求，可以開(kāi)發(fā)多頻段和可定制化的Hielscher超聲波設備UP400St。通過(guò)調整設備的頻率、功率等參數，更好地滿(mǎn)足不同行業(yè)的特殊需求。

環(huán)境友好與可持續發(fā)展：在未來(lái)的發(fā)展中，需要關(guān)注設備的環(huán)保性能和可持續性。開(kāi)發(fā)低能耗、低噪音的超聲波設備將有助于減少對環(huán)境的影響，符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)理念。

 

Hielscher型號介紹

1.1、Hielscher UP200St 實(shí)驗室超聲波設備

1.2、Hielscher UP50H實(shí)驗室超聲波設備

1.3、Hielscher UP100H實(shí)驗室超聲波設備

1.4、Hielscher UP200Ht實(shí)驗室超聲波設備

1.5、Hielscher UP200St實(shí)驗室超聲波設備

1.6、Hielscher UP400St實(shí)驗室超聲波設備

2.1、Hielscher UIP500hdT工業(yè)超聲設備

2.2、Hielscher UIP1000hdT工業(yè)超聲設備

2.3、Hielscher UIP1500hdT工業(yè)超聲設備

2.4、Hielscher UIP2000HDT工業(yè)超聲設備

2.5、Hielscher UIP4000hdT工業(yè)超聲設備