Ultrazvočno čiščenje kovin

ULTRAZVOČNO INDUSTRIJSKO ČIŠČENJE IN RAZMAŠČEVANJE


Ultrazvočni čistilni sistemi temeljijo na zvočnih valovih visokih frekvenc, ki jih oddajajo oddajniki preko čistilne tekočine, v katero je potopljena komponenta, ki se čisti. Obdelava traja med 10 in 45 minut in ne zahteva prisotnosti delavca.

Ultrazvočni valovi ustvarijo proces imenovan kavitacija, pri kateri so miljoni zračnih mehurčkov stisnjeni do te mere, da implodirajo in pri tem oddajo velike stopnje energije. Ta energija se sprosti v umazanijo, maščobe ali karbonizirano plast na površini, kar povzroči odstranitev nečistoč, brez poškodb osnovnega materiala.

Rezultat je čista površina z izgledom mikro krtačenja. Ker so zračni mehurčki manjši od 1µm, prodrejo v vsako odprtino, ne glede na njeno velikost. Zato je ultrazvočna tehnologija najprimernejša za visoko kompleksne komponente različnih oblik in iz različnih materialov (zlitine, jekla, aluminija, bakra, bronze, titana, določene plastike ipd.)

Parametri procesa

Čistilni proces z ultrazvokom je prilagojen posamezni aplikaciji in s tem se optimizira čistilni proces ter poveča učinek in čistočo. Pri tem se skrbno izbere pravo temperaturo frekvenco in kemično kombinacijo čistila. Vse parametre se določi v laboratoriju za vsako aplikacijo posebaj.

Temperatura: temperatura poveča parni tlak in pripomore k prisotnosti zračnih mehurčkov v kopeli, kar omogoča kavitacijo. Rezultat je povečana čistilna moč.

Frekvenca: je tista, ki določa velikost mehurčkov med kavitacijo. Višje stopnje umazanije zahtevajo nižjo frekvenco ter večjo moč. Višje frekvence se uporablja za končne operacije čiščenja pri bolj občutljivih komponentah (optika, nakit).

Kemikalija: Vsaka aplikacija potrebuje svojo ustrezno kemikalijo ter koncentracijo, glede na to, na kakšni delovni temperaturi deluje, kakšen je tip umazanije, čistilni čas, in material. Ultrazvočni valovi optimizirajo efekt čistilnega sredstva in stem zmanjšujejo njegovo porabo.
Ustrezna kombinacija zgoraj naštetih parametrov pa je ključnega pomena za skrajševanje čistilnega časa, ki je četrti parameter v ultrazvočnem čistilnem procesu.



Ultrazvok & Kavitacija

Ultrazvok je cikličen pritisk s frekvenco višjo od zgornje meje zaznavanja človeškega ušesa (20 – 100 kHz). Ultrazvočne aplikacije temeljijo na fizičnem fenomenu, imenovanem kavitacija, ki se lahko izvede v vsaki tekočini.

Ustvarjeni zvočni valovi povzročijo, da drobni mehurčki, ki so naravno prisotni v vsaki tekočini, povečajo svoj volumen (med fazo A in B, karakterizirano z nizkim pritiskom) in skrčijo do točke, ko implodirajo (med fazo C in D, karakterizirano z visokim tlakom). Ustvarjanje in implodiranje mehurčkov (znano kot kavitacija) se zgodi več tisočkrat na sekundo.

Implozija majhnih mehurčkov ustvari zelo visok lokalni pritisk (2000 bar) in lokalne temperature (5000K).



Sproščena energija pri kavitaciji

Udarni valovi prenašajo kinetično energijo.

APLIKACIJE

  • čistijo organske/neorganske nečistoče in porozne notranje strukture, zglobe, s tem da razgradijo umazanijo
  • odstranijo mikrofilme nastale zaradyi mikroorganizmov
  • uničujejo mikroorganizme prisotne na površinah ali v tekočinah, poroznih strukturah, zgobih...(s tem za pretrgajo celično steno)
  • manjšajo velikost delcev v tekočih suspenzijah
  • pospešujejo fermentacijo


Zvočni valovi prenašajo toploto in maso.

APLIKACIJE

  • povečujejo hitrost ekstrakcije barve / arobe / hranilnih snovi / stranskih produktov
  • odstranjujejo delce snovi (žive ali mrtve mikroorganizme) odložene v porah, zglobih
  • zmanjšujejo neželjene efekte pasterizacije

Vibracije zmanjšujejo trenje na površini.

APLIKACIJE

  • Preprečujejo lepljenje neželjenih delcev na stroje in membranske filtre