(5) 18,5 kHz, 250 W de alta intensidade campo de ultra-som de inserção de cabeça única grande pode aumentar a taxa de extração de ouro por cianetação;
(6) 20 kHz ultra-sônico foi usado para extrair os alcalóides totais de Motherwort e a extração foi maior do que o método de refluxo geral, e o tempo de extração foi encurtado. A taxa de extração após a extração pelo método de refluxo por 2 horas foi de 0,176%, e a taxa de extração após a extração ultrassônica por 40 minutos alcançou 0,248%.
A extração líquido-líquido envolve o processo de transferência de massa entre duas fases orgânica e aquosa mutuamente incompatíveis. O efeito interfacial causado pela cavitação da onda ultra-sônica aumenta a área de contato entre as duas fases, e o efeito de turbulência causado pela onda de choque quando a cavitação colapsa elimina o retardo da junção bifásica, aumentando a extração líquido-líquido taxa. Para sistemas de extração líquido-líquido geralmente controlados pela taxa de transferência de massa, o efeito das ondas ultra-sônicas é muito significativo, especialmente no processo de extração líquido-líquido de metais na indústria metalúrgica não ferrosa, quando a freqüência ultra-sônica e a potência apropriadas são aplicadas, a velocidade de decomposição pode ser bastante aprimorada. E aumentar a taxa de extração, com 1MHz, 0,2W / cm2 de irradiação ultra-sônica por 15min, pode ser usado para separar a velocidade de separação de fases de mo e w separados por extrator de ácido fosfórico ácido por 4-5 vezes; com irradiação ultra-sônica de 20kHz, 19W / cm2 A taxa de extração de Ga pode ser aumentada em 15 vezes; a taxa de extração de Ni pode ser aumentada em 4-7 vezes com irradiação ultra-sônica de 20 khz, 47 W e agitação mecânica.
Um grande número de estudos experimentais mostrou que o ultra-som forte pode produzir uma precipitação rápida e suave de solutos sólidos em uma solução supersaturada e aumentar o crescimento de cristais. Já na década de 1950, uma mistura de solução de procaína e sal de penicilina foi irradiada com 10 kHz ultra-sônica para obter um precipitado cristal de penicilina procaína fino e uniforme com uma distribuição de tamanho de partícula de 5 um a 15 um, e o tamanho do produto obtido por um convencional método. Para l0um um 20um. Existem duas vantagens em utilizar o ultra-som no processo de resfriamento do metal fundido, ou seja, desgaseificar e obter grãos de cristal menores e, sob a ação das ondas ultra-sônicas, o núcleo formado entra em estado vibratório, acelerando o processo de crescimento do aço carbono. . O tratamento ultra-sônico mostra que ele pode reduzir o tamanho de grão de 200um para 25um para 30um, a ductilidade do aço carbono em 30% a 40%, e a resistência mecânica em 20% a 30%. Estudos sobre a cristalização por resfriamento de zinco metálico mostram que o tratamento ultrassônico pode aumentar a intensidade crítica de cisalhamento em 80%, e a forma cristalina do zinco metálico muda de cilíndrico para uniforme sob a ação de ondas ultra-sônicas com freqüência de 25 kHz e força de 50 W / cm2. Hexágono.
A cristalização da solução desempenha um papel importante na separação e purificação de substâncias orgânicas solúveis e sais inorgânicos. Ele não só pode separar o soluto da solução em um estado sólido, mas também porque os diferentes cristais têm diferentes redes cristalinas. Também pode ser usado para purificar materiais cristalinos. Qiu Taiqiu e outros, sob os auspícios da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, estudaram com sucesso os efeitos do ultra-som na cinética de cristalização da solução de sacarose. Eles influenciaram as propriedades físicas da solução supersaturada, nucleação e crescimento de cristais. Um estudo sistemático foi realizado. Os resultados mostram que sob a ação do campo sonoro externo, a condutividade da solução supersaturada aumenta, a viscosidade diminui, o período de indução da nucleação encurta e a estabilidade diminui. Desse modo, é vantajoso que a solução supersaturada de sacarose precipite cristais. O efeito de concentração de energia da cavitação ultra-sônica pode fornecer energia para a solução supersaturada, melhorar a energia de vibração de todo o sistema, e o efeito interfacial reduz a energia de cristalização. Como resultado, a solução supersaturada de sacarose pode alcançar a nucleação primária na região estável. Comparado com outros métodos de cristalização por estimulação e semeando métodos de cristalização, a supersaturação necessária para a nucleação ultra-sônica é menor, o núcleo cristalino obtido é mais uniforme, completo, suave, e o intervalo de distribuição do tamanho do cristal e do cristal final é pequeno e o coeficiente de variação Mais baixo. A aplicação de irradiação ultra-sônica no crescimento de cristais de sacarose tem efeitos positivos e negativos: por um lado, o efeito turbulento causado pela cavitação ultrassônica pode reduzir a espessura da camada limite e aumentar a taxa de transferência de massa; Por outro lado, a bolha de cavitação ultrassônica entra em colapso A microjet tem um efeito de eclipse na superfície do cristal, e se a intensidade for muito grande, o cristal será quebrado. Portanto, o efeito ultrassônico no crescimento do cristal está relacionado ao tamanho do cristal e ao tamanho da bolha de cavitação. Quando o tamanho do cristal é menor que o raio da bolha de cavitação, o ultra-som promove o crescimento de cristais; e quando o tamanho do cristal é maior do que o raio da bolha de cavitação, o crescimento do cristal de dano ultrassônico.
Wang Weining et al. introduziu a onda ultra-sônica com uma freqüência de 33 kHz e uma potência de 250 W no processo de cristalização de cloreto de magnésio básico (mg3 (OH) 5Cl 4H2O), que encurtou o período de indução da solução supersaturada, e o processo de cristalização mudou 12h a 4h, e a frequência ultra-sônica foi maior. Quanto mais rápida a taxa de nucleação, menor o período de indução e menor o tempo necessário para a cristalização completa. Outros exemplos de cristalização da solução fortalecendo-se ultrassonicamente, como nitrato de potássio, acetamida e tartarato de sódio e potássio.
Nas indústrias de congelamento e refrigeração de alimentos, a formação de cristais de gelo é importante para manter a qualidade original dos ingredientes alimentícios. Por exemplo, quando os frutos moles (morangos) são congelados, como os pequenos cristais de gelo granular formados no material da célula alimentar continuam a crescer, quando o tamanho do grão do cristal aumenta, eles destroem parte das paredes celulares, isto é, destroem parte a estrutura das matérias-primas. Leva-se um tempo de expansão bastante longo & quot; a partir do momento em que a água começa a cristalizar em gelo até que a comida esteja completamente congelada. Sob a ação do ultra-som, cristais de gelo cada vez mais uniformes podem ser produzidos, o tempo de expansão é encurtado, o tamanho final dos cristais de gelo é reduzido e o dano às células é reduzido. Estudos ultra-sônicos sobre os efeitos da confeitaria congelada mostraram que o tamanho das partículas dos cristais de gelo produzidos por irradiação ultra-sônica é significativamente reduzido e distribuído mais uniformemente em sólidos, o que torna mais difícil a confecção de produtos congelados. . O grau de boas-vindas e a combinação de doces congelados e alças de madeira.
o ultra-som foi utilizado no início da década de 1940 para intensificar a coagulação de sólidos suspensos em aerossóis, e nos Estados Unidos desencadeou uma "febre espiã". em todo o país. No entanto, devido às limitações dos equipamentos ultra-sônicos, esse entusiasmo rapidamente se acalmou. Até o surgimento de equipamentos ultra-sônicos avançados na década de 1960, a coagulação ultrassônica passou a ser aplicada para a deposição de gases corrosivos, a deposição de negro de fumo e CaCO3 e o pó de cimento. Recuperação de pó de alcatrão, remoção de gás de alto forno e tratamento de gases de combustão de fornos metalúrgicos.
A fim de explicar o fenômeno da coagulação de partículas pequenas induzida por ultrassom, ou seja, o efeito de condensação do campo sonoro, os cientistas propuseram muitos modelos hipotéticos. A aglomeração ultrassônica é geralmente considerada como um processo no qual as ondas ultrassônicas passam através de um meio fluido com partículas suspensas, as partículas suspensas começam a vibrar com o meio, mas como as partículas de diferentes tamanhos começam a vibrar com o meio, as partículas de tamanhos diferentes têm diferentes A velocidade de vibração relativa, as partículas colidirão e se unirão, e o volume e peso aumentarão. Como as partículas se tornam maiores, elas não podem mais seguir a vibração acústica, mas só podem ser usadas para movimentos irregulares e continuarem colidindo e colando. Ele fica maior e finalmente se acalma. Kotyasov e Newtson apontaram que o modelo acima só pode explicar o efeito de condensação do campo sonoro de suspensões de múltiplos tamanhos, e não é convincente enfrentar um sistema de suspensão de tamanho único. Com base nisso, eles propõem uma interpretação do efeito de condensação de campo sonoro baseado no modelo de ação coletiva de partículas. O modelo considera não apenas a interação entre duas partículas, mas a força total entre todas as partículas. Sob a ação do campo sonoro, na região onde a densidade das partículas dispersas aumenta, a área efetiva da seção transversal da fase dispersa para a fase dispersa diminui, resultando em um aumento na taxa de fluxo da fase dispersa em relação à as partículas, acompanhadas por um aumento na taxa de dispersão entre as substâncias dispersas. A pressão é aumentada, de modo que a densidade de partículas sólidas é ainda aumentada e, como resultado, o processo de coagulação é acelerado. De acordo com este modelo, uma série de relações entre o incremento de instabilidade do sistema de suspensão e a freqüência ultra-sônica e a potência ultra-sônica é introduzida, e os fatos experimentais são verificados.
A mistura é frequentemente filtrada durante a separação química para remover partículas sólidas e purificar a solução. Métodos de filtração convencionais tendem a causar partículas minúsculas para entupir o filtro e a membrana do filtro deve ser substituída com freqüência. Irradiação ultra-sônica tem dois efeitos especiais que ajudam a melhorar a técnica de filtragem. O efeito de condensação do campo de som pode causar a agregação de partículas finas para acelerar a taxa de filtragem. A segunda é que o efeito de absorção de energia ultra-sônica fornece energia de vibração suficiente para o sistema. Parte das partículas são deixadas a flutuar no filtrado, proporcionando uma passagem mais livre para lavagem. Estudos mostraram que a filtração reforçada por ultra-sons (isto é, "filtração acústica") pode reduzir rapidamente o teor de água da pasta de carvão contendo 50% de água para 25%, enquanto a filtração convencional pode atingir apenas 40%. A "filtração electro-acústica" combinado com o campo elétrico aprimorado e campo de som pode aumentar o grau de secagem de lama de carvão em 10%. Quando a tecnologia de filtração eletroacústica foi aplicada para filtrar o suco de maçã da polpa, o teor de umidade da polpa diminuiu dos 85% iniciais para 38%, enquanto o método convencional reduziu apenas o teor de água para 50%.
Nas indústrias de rocha de carvão, minerais e química, o material sólido separado por sedimentação, filtração, etc. deve remover a umidade do material tanto quanto possível antes da secagem, economizando energia para a etapa de secagem. O campo de som melhorou a transferência de calor e a transferência de massa. Swamy et al. estudaram a remoção de siderita saturada com água, areia e serragem por desidratação centrífuga sob irradiação de campo de som de alta intensidade de 139dB (cerca de 100W) e 98kHz. A umidade no material mostra que quando a desidratação centrífuga é aplicada à onda sônica, o conteúdo final de água obtido por desidratação centrífuga sem onda sonora pode ser de 25% a 95% sob condições diferentes, e a temperatura crítica também é diminuída.