超声波纳米材料快速分散系统

超声波分散设备介绍

超声波分散设备产品简介

超声波分散是指以液体为媒介，通过超声波在液体中的“空化”作用，将液体中的颗粒进行分散和解团聚的过程。

超声波技术作为一种物理手段和工具，能在液体中产生各种条件，超声科技这一现象被称为声化学作用，相关的超声设备则被称为超声波声化学设备（简称“声化学设备”）。超声波分散设备是声化学设备的一种应用，可用于水处理、固液系分散、液体中颗粒的解团聚、促进固液反应等效果。

由于粒子(原子、分子或分子集团)的热运动自发地产生物质迁移现象叫“扩散”。 

其工作原理主要包括以下几个方面：

1、超声波振荡：超声波发生器会产生高频的超声波振荡，传递到处理槽中的液体或固体中，产生高强度的机械振动。

2、剪切效应：超声波振荡会在液体中产生强烈的剪切力，使液体分子运动更加激烈，从而打破聚集的固体颗粒或液体分子间的相互作用力，实现分散效果。

3、碎解效应：超声波振荡会在液体中形成空化效应，产生微小气泡，随后崩裂释放能量，产生局部高温和高压，加速固体颗粒或液体分子的碎解和分散。

4、均匀化：超声波振荡能够使液体或固体颗粒受到均匀的力，促使各个微粒分散均匀，避免团聚现象，提高产品的稳定性和均匀性。

扩散可以在同一物质的一相固、液、气多相间进行，也可以在不同的固体、液体和气体间进行，主要由于浓度差或温度差所引起。一般是从浓度较大的区域向浓度较小的区城扩散，直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度到平衡时为止。物质直接互相接触时，称自由扩散。若扩散是经过隔离物质进行时，则称为渗透。
  

在自然界中扩散现象起着很大的作用，它使整个地球表面附近的大气保持相同的成分。土壤里所含有的各种盐类溶液的扩散，便于植物吸收，以利生长。此外在半导体、冶金等很多行业都应用扩散。扩散、热传导和黏性通称为输运现象。其分别将物质(质量)、热能、动量由一位置移至另一位里置。而达到浓度或温度的均匀。

超声波分散可以分为乳剂的分散(液一液分散)和悬浮体的分散(固一液分散)，已经在诸多领域得到应用。超声波对于悬浮体的分散的应用还有：在涂料工业中氧化钛等向水或者溶剂中的分散、染料向熔融石蜡中的分散，在医药工业中药物颗粒的分散，以及在食品工业中粉乳剂的分散等。

超声波分散设备工作原理

超声波分散设备由超声波振动部件和超声波驱动电源两大大部分构成。

超声波振动部件主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、工具头（发射头），用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。

超声波驱动电源是专门用于驱动超声波振动部件工作的设备，控制着超声波振动部件的各种工作状态。它将一般的市电转化为高频的交流电信号，并驱动换能器产生超声振动。

当超声振动传递到液体中时，由于声强很大，会在液体中激发很强的空化效应，从而在液体中产生大量的空化气泡。随着这些空化气泡产生和破裂，将产生微射流，进行将液体重大的固体颗粒击碎。同时由于超声波的振动，使固液更加充分的混合，对大部分化学反应起到促进作用。在医学领域中，如磷脂类和胆固醇混合，经过超声分散，可以得到更小的粒子（0.1μm左右）供静脉注射。

超声波分散设备部件和功能

超声波发生器（驱动电源）：把50-60Hz的市电转化为高功率的高频率（15kHz—100kHz）高频电信号并将其输给能量转换器。

超声波能量转换器（controller, transducer）：把高频率电能转化为振动机械能。

超声波增幅器：联接并固定能量转换器与工具头，将转换器之振幅放大后传送到工具头。

超声波工具头（导入杆）：把机械能和压力传至工作物，同时也有振幅放大的功能。

连接螺栓：将以上各组件紧密地连接。

超声波分散设备产品特点

1、功率大，单套功率可以达到3000W;

2、工作稳定：可全天候连续工作;

3、选用钛合金作为换能器和工具头的材料，提高振动传递效率，设备使用寿命大大提高;

4、耐高温：辐射头部分，可承受600℃;

5、耐高压：承受压强30Mpa;

6、多节工具头设计：有效增大超声波辐射面积，使辐射效果更加均匀;

7、可根据客户特殊要求定制各种声化学设备。

超声波分散设备适用范围

超声波分散在很多领域都有广泛的应用：如食品、化妆品、医药、化学等。
超声波在食品分散中的应用大体可以分为：液-液系分散(乳剂)、固-液系分散(悬浮体)、气-液系分散三种情况。

固-液系分散(悬浮体)：如粉乳剂的分散等。

气-液系分散：如碳酸化合物饮料水的制造，可采用CO2吸收法改进，从而使稳定性提高。

液-液系分散(乳剂)：如将酥油乳化，制成高级乳糖；酱汁制造时，原料的分散等。

超声分散还可用于纳米材料的制备;用于食品样品检测分析，如用超声分散液相微萃取技术对牛奶样品中痕量双盼进行提取和富集。
利用超声分散结合高压蒸煮的物理改性方式对香蕉皮粉进行前处理，然后用淀粉酶、蛋白酶酶解香蕉皮粉。
与未经前处理而单纯用酶处理所得的不溶性膳食纤维(IDF)比较，经过前处理后所得的lDF待水力、结合水力、持泊力 和溶胀性都明显提高。
利用薄膜超声分散法制备茶多盼脂质体可以提高茶多酷的生物利用率，而且制备的茶多盼脂质体产品稳定性良好。
利用超声分散固定化脂肪酶，随着超声分散时间的不断延长，固载率不断增大，45min后增长缓慢;固载酶随着超声分散时间的延长，其活性逐渐增大，在45min时达到值，随后开始减小，可见酶活性会受到超声分散作用时间的影响。

各种涂料、染料、纳米材料等等的均质和分散；各种工业添加剂及食品领域和混合等。可应用于各种固液分散、液液分散领域。

超声波分散设备的应用领域：