I. Ultrazvukové čištění
Ultrazvukové čištění a odmašťování je moderní, velice rychlý, efektivní, progresivní a šetrný způsob odstraňování organických i neorganických volně vázaných nečistot z povrchů. Při provozu ultrazvukového zdroje vzniká jev zvaný "kavitace", při kterém se v čistícím médiu vytváří miliony mikroskopických bublinek, které vzápětí implodují a uvolněná energie strhává nečistoty z povrchu čištěného předmětu z jeho vnějších i vnitřních částí. Čištěné předměty se ultrazvukem mechanicky nepoškozují. Ultrazvuková čistička spolehlivě vyčistí i členité povrchy. Proces čištění trvá od několika sekund do několika minut, vše v závislosti na míře, způsobu a druhu znečištění povrchu.
Čištění ultrazvukem se používá všude tam, kde je kladen velký důraz na finální čistotu.
Typické obory využití ultrazvukových čističek
- optici a výrobci skla - čištění nebo odmašťování skla, čoček a optických soustav
- automobilový průmysl - čištění vstřikovacích trysek, karburátorů, stříkacích pistolí, tlumičů, součástek motorů, plošných spojů, atd.
- elektrotechnický průmysl - čištění součástek, plošných spojů, kontaktů atd.
- strojírenský průmysl - čištění a odmašťování ložisek, ozubení, kloubů, filtrů, forem atd., jemná mechanika
- galvanovny, keramický a sklářský průmysl – čistění povrchů před metalizací
- dřevozpracující průmysl – čištění řezných nástrojů
- lisovny plastů – čištění forem
- servis - čištění počítačových součástek a dílů, filtrů do čističek vzduchu atd.
- restaurace - čištění a odmašťování sifonů, čištění kouřových filtrů atd.
- zdravotnictví a medicína - čištění protéz, implantátů, lékařských nástrojů
Další možné aplikace ultrazvukových čističek
současné čištění a desinfekce např.
- respirátorů a protichemických masek
odplyňování kapalin např.
- pro analýzu obsahu alkoholu, kvality, barvy a pH hodnoty v pivě
- pro analýzu obsahu cínu vzorků potravin z konzerv
- roztoků pro HPLC
extrakce např.
- kvaternárních amonných sloučenin (QAC) ze dřeva
- aflatoxinů z rostlinných vzorků
- uhlovodíků ze vzorků půdy
výroba emulzí např.
- Výroba velmi jemné emulze voda/olej. Ve srovnání s jinými výrobními procesy jsou takové emulze stabilnější.
homogenizace a míchání např.
- vzorků pro určování reziduí ve vegetariánské stravě
- plasmy a sér
příprava vzorků pro analýzy např.
- obsahu THC v marihuaně
- pitné nebo odpadní vody
- vlasů
akcelerace chemických reakcí a suspenzních procesů
výroba liposomů pro kosmetiku a farmacii
provádění CDF testů betonů
Některé poznámky a doporučení k ultrazvukovému čištění
Princip a základní pojmy
Kmitání o frekvenci vyšší než 18 kHz se nazývá ultrazvuk. Ultrazvukový generátor mění síťovou frekvenci na frekvenci užívanou v ultrazvukových aplikacích. Tato vysokofrekvenční energie se mění na mechanické kmitání pomocí piezoelektrických měničů umístěných na dně ultrazvukových van.
Ultrazvuková energie se pak přenáší do kapaliny ve vaně. V důsledku tohoto kmitání vzniká v kapalině miliony maličkých vakuových bublinek. Bublinky kolabují a vytvářejí vysoce efektivní tlakové vlny. Tento proces se nazývá kavitací, která umožňuje odstranění nečistot z čištěných objektů.
Pracovní frekvence
Nižší frekvence například 20 kHz, které vytváří bublinky s větším průměrem a silnější tlakové vlny se používají pro čištění větších, robustnějších silně znečištěných předmětů. Vyšší frekvence například 40 kHz, vytváří větší počet menších bublinek, které se užívá pro intenzivní, ale jemnější čištění.
Ohřev
Některá ultrazvuková čistička je vybavena ohřevem respektive ohřevem s regulací. Ultrazvukové čištění za tepla zkracuje dobu čištění a nečistoty jsou odstraňovány rychleji a efektivněji. Do laboratoří se převážně vybírají ultrazvukové čističky s ohřevem. Desinfekční roztoky nesmí být zahřáty na vyšší teplotu než 40 °C, protože při této teplotě nastává koagulace proteinů, což vytváří překážky pro některé čistící a dezinfekční procesy. Proto se doporučuje pro tyto aplikace ultrazvuková čistička bez ohřevu.
Další funkce, regulace a vybavení
Některé ultrazvukové čističky můžou být vybaveny také dalšími funkcemi, regulacemi a vybavením:
- Funkce SWEEP (frekvenční modulace ultrazvukového pole – homogenní rozložení ultrazvukového pole, zlepšení čistícího efektu)
- Funkce DEGAS (odplyňování čistícího roztoku)
- Regulace UZ výkonu – od zvolené hodnoty až po 100% výkon
- Časovač - nastavitelný na určitou dobu čištění nebo na trvalý provoz
- Funkce Soft-Start a Soft-Stop (postupný růst/pokles ultrazvukového výkonu po zapnutí/vypnutí čističky)
- Funkce AM (amplitudová modulace ultrazvukového pole – optimalizace kavitačního efektu)
- Funkce APC (aktivní řízení ultrazvukového výkonu – zajištění konstantního ultrazvukového výkonu při různém množství čištěných předmětů, kolísání napětí sítě a kolísání vlastností čistícího roztoku)
- Funkce ATC (automatické ladění pracovní frekvence – optimalizace činnosti ultrazvukových měničů)
- Dotykový ovládací panel - indikuje okamžité hodnoty nastavených hodnot doby čištění, teploty a ultrazvukového výkonu a zapnutí funkcí DEGAS a SWEEP a případně další pracovní hodnoty a funkce
- Pro náročné průmyslové provozy může být vana svařena s 2mm nerezového plechu, což zaručuje dlouhou životnost čističky. Případně vana může být vyrobena z materiálů podle požadavků zákazníka
Příslušenství
Čištěné předměty a reakční nádoby se nesmí dotýkat dna ultrazvukové čističky, proto se užívají různé typy příslušenství jako například vkládací koše, které zabraňují poškrábání jak čištěných předmětů, tak dna vany. Kádinky jsou umísťovány do fixačních vík a jsou určeny pro čištění malých předmětů nebo v případě práce s agresivními roztoky.
Čistící a dezinfekční přípravky
Nabízíme čistící a dezinfekční přípravky STAR, TICKOPUR a STAMMOPUR, NOVATO. Tyto roztoky byly speciálně vyvinuty pro čištění v ultrazvukových čističkách. Voda bez čisticích prostředků nečistí. Při práci s kyselinami nebo odstraňování kyselých nečistot je třeba pracovat s plastovými vkládacími přípravky.
Hořlavé kapaliny nesmí být nikdy používány přímo v ultrazvukových vanách.
Laboratorní a průmyslové čističky / Výběr čističky
Laboratorní ultrazvukové čističky jsou určeny pro běžné čištění v laboratořích a dílnách a nenáročných provozech obvyklého znečištění. Mají objem čistícího prostoru od 1litru do asi 30 litrů
Průmyslové čističky se používají do výrobního často nepřetržitého provozu, při silném nebo komplikovaném znečištění, kdy je nutno použít agresivnější čisticí prostředky. Čistící vany jsou svařované ze silného plechu (1,5 mm - 3 mm), mají nucené chlazení ventilátorem a celkově jsou přizpůsobeny náročnějším průmyslovým podmínkám.
Výběr čističky je nutné provézt podle velikosti a počtu předmětů, pracovního zatížení, typu čistícího roztoku, požadované čistoty: naši pracovníci jsou připraveni vám poskytnout potřebné konzultace.
Nabízíme i soupravy ultrazvukový generátor + ponorné zářiče (přírubové nebo závěsné), zákazník tuto soupravu může zabudovat do svého technologického zařízení podle svých potřeb.
Tyčové ultrazvukové zářiče
Zvláštní kategorií ultrazvukových zářičů jsou tyčové zářiče, které představují nejprogresivnější ultrazvukovou technologii pro čištění; vyznačují se vysokou hustotou ultrazvukové energie a s úspěchem se používají při konstrukci speciálních průmyslových čističek.
Kompletní ultrazvukové čistící linky
Naše firma nabízí také kompletní automatizované ultrazvukové čistící linky.
Obvyklé řešení se skládá ze tří sekcí – ultrazvukové čištění, oplach, sušení. Jednotlivé sekce mohou obsahovat i několik van podle tvaru a velikosti čištěných předmětů, jejich znečištění a požadované kapacity čištění. Předměty jsou umístěny do košů, které se po určité době posouvají k další pozici.
Posouvání košů může být ruční, poloautomatické nebo zcela automatické s kýváním nebo bez kývání.
Celá linka je navržena přesně podle potřeb a požadavků zákazníka včetně periferních zařízení jako například oplachové vany, filtrační jednotky, olejové separátory a jednotky pro výrobu demineralizované vody a součástí linky je i navržení technologie čištění – čisticí prostředek (medium), doba čištění a intenzita ultrazvuku, a optimální UZ frekvence.
Součásti dodávky kompletní ultrazvukové čistící linky je i ověřená technologie čištění včetně čistících roztoků, časů čištění, kapacity čištění, teploty a UZ frekvence.
II. Megazvuk
Při nižších ultrazvukových frekvencích vznikají poměrně velké bublinky, kterým odpovídají krátkodobé vysoké lokální tlaky a teploty např. při frekvenci 25 kHz lokální tlaky dosahují hodnoty až 50 MPa a lokální teploty hodnot vyšších než 5000 °C. Tak vysoké tlaky a teploty mohou destruovat jemnější a křehčí struktury. Rovněž s ultrazvukem tzn. při frekvencích menších než 400 kHz je možno odstraňovat nečistoty jen do velikosti maximálně 4 μm; pro odstraňování menších částic až do nano oblasti je nutno použít megazvuk (frekvence 400kHz až 4MHz). Proto se pro dokonalé čištění takových jemných struktur zvyšují pracovní ultrazvukové frekvence.
Megazvuk nachází uplatnění
- v polovodičové technice, mikroelektronice
- při výrobě LIGA struktur, litografii, precisním pokovování
- při výrobě nejpreciznějších a nejkomplexnějších desek plošných spojů
- při zpracování monokrystalů
Nabízíme megazvuk německé firmy SONOSYS.
III. Ultrazvukové homogenizátory (desintegrátory)
Ultrazvukové homogenizátory (desintegrátory) generují ultrazvukové pole o vysoké intenzitě a amplitudě, které je přenášeno pomocí tzv. sond (probes) do kapaliny, toto mimořádně intenzivní ultrazvukové pole umožňuje kvalitativně nové aplikace ultrazvuku jako například:
- rozrušování buněk, bakterií, virů a tkání – extrakce relevantních komponent nebo jejich homogenizace
- vytvářeni emulzí z těžko mísitelných kapalin a nano emulzí
- homogenizace a dispergace látek
- urychlování chemických reakcí nebo štěpení vysokomolekulárních látek
Homogenizátory nalézají uplatnění
- v laboratořích, klinikách a průmyslovém výzkumu
- při přípravě vzorků pro kontrolu kvality, ve vědeckém výzkumu a v analýzách (např. HPLC, měření distribuce velikosti částic)
- při poloprovozní výrobě a při výrobě menších šarží speciálních produktů (např. kvalitních emulzí, kosmetických přípravků, antigenů, vakcín a liposomů).
Princip homogenizátoru
Ultrazvukový generátor transformuje síťovou frekvenci na vyšší frekvenci užívanou v této aplikaci (přibližně 30 kHz). Tato vysokofrekvenční energie se mění na mechanické kmitání pomocí piezoelektrických měničů v konvertoru. Amplituda mechanického kmitání se zvyšuje v standardních sonotrodách nebo v sonotrodách s akustickým mezičlánkem (boosterech). Sondy pak převádí ultrazvukovou energii do pracovního (reakčního) prostoru vyplněného kapalinou.
Nabízíme homogenizátory SONOPULS firmy BANDELIN.
IV.Průmyslové ultrazvukové zvlhčovače
Popis / princip
Ultrazvukový zvlhčovač pracuje na principu rozprašování vody kmitajícími pizokeramickými elementy při vysoké frekvenci (obvykle 1.65 MHz). Tyto piezokeramické elementy jsou umístěny v tělese zvlhčovače a voda k nim se přivádí z vodovodního řadu automatizovaným systémem. Díky vysoké frekvenci jsou takto vytvořené kapičky vody velmi jemné (1-10 μm) a jsou přemisťovány do zvlhčovaného prostoru pomocí trubic a vestavěného ventilátoru.
Sofistikovaná a přesná kontrola vlhkosti:
Zvlhčovač je vybaven externím precizním čidlem vlhkosti, které umožňuje ve zvlhčovaném prostoru nastavení vlhkosti s přesností +/-5 %.
Zvlhčovač může pracovat v automatickém režimu nebo v režimu manuálním. V automatickém režimu po dosažení požadované (nastavené) vlhkosti se zvlhčovač automaticky vypne a pouze kontroluje vlhkost ve zvlhčovaném prostoru. Při snížení vlhkosti více než o 2 % oproti nastavené hodnotě se zvlhčovač zapne a začne opět zvlhčovat prostor.
V manuálním režimu je možno kdykoliv zvlhčovač vypnout nebo zapnout.
Maximální dosažitelná relativní vlhkost je téměř 100 %.
Výhody
Ultrazvukový zvlhčovač je snadno ovladatelný, rovněž snadná je jeho instalace i údržba. Protože průměr kapek vody činí pouze 1-10 μm vykazuje zvlhčovač velkou efektivitu a rychlost zvlhčování; nízkou a efektivní spotřebu vody.
Významná je i nízká spotřeba elektrické energie v porovnání s infračervenými a parními zvlhčovači. Zvyšuje požární bezpečnost, protože ultrazvukový zvlhčovač neobsahuje žádná topná tělesa.
Mimo zvlhčování ultrazvukový zvlhčovač efektivně zvyšuje koncentraci negativních iontů ve vzduchu, takže ničí škodlivé bakterie a viry, čistí vzduch a snižuje výskyt nemocí. Průběh rozprašováni a negativní ionty zkvalitňují a osvěžují vzduch.
Ultrazvukový zvlhčovač se umísťuje přímo na podlahu do zvlhčovaného prostoru a je snadno přemístitelný (má kolečka) a zvlhčovač lze v případě potřeby také umístit na stěnu. Nerezový plášť umožňuje snadnou údržbu a čištění. Zvlhčovač je vybaven běžným vodním napouštěcím ventilem, přetokovým ventilem a odpadovým relé. Napouštěcí ventil doplňuje vodu automaticky. Piezokeramické elementy jsou vyměnitelné.
Aplikace UZ zvlhčovače
- textilní průmysl
- papírenský průmysl
- velíny, místnosti s informační technologií
- elektrotechnický průmysl
- lakovny
- plastikářský a gumárenský průmysl
- výroba vojenské a zábavní pyrotechniky
- tiskárny
- laboratoře, medicína, farmacie
- tabákový průmysl
- klimatizace, chlazení a vytápění
- skladování, umělecké galerie, depozitáře
- potravinářský průmysl
- zimní zahrady, skleníky, šlechtitelství
- prostory pro chov skotu, prasat, drůbeže, terária
- pěstování hub
V. Sonochemie (sonoreaktory)
V laboratořích a poloprovozech se k intenzifikaci průmyslových, biotechnologických a chemických procesů využívá ultrazvuk. Je možno použít vany s vysokou hustotou ultrazvukové energie anebo (a to přesevším) sonoreaktory, ve kterých probíhá ultrazvukové ozařování kontinuálně. Ozařované medium cirkuluje přes ultrazvukové zářiče.
Ultrazvukový iradiační sonoreaktor s rotací kapaliny VORTEX
- intenzifikace průmyslových, biotechnologických a chemických procesů
- odplyňování
- rozrušování bakterií
- desinfekce kapalin
- výroba nejjemnějších leštících past pro polovodičové technologie
- homogenizace
Reaktor VORTEX se skládá z:
- reaktoru Vortex WB
- ultrazvukového generátoru LG 2002 T
Trubkový iradiační sonoreaktor reaktor SONOBLOC
- intenzivní zpracování fibrózních a páskovitých materiálů
- podpora průmyslových a biotechnologických procesů
- čištění drátů
- odplyňování
- rozrušování bakterií
- urychlování desintegrace
- dispergace pevných částic v kapalinách
Reaktor SONOBLOC se skládá z:
- trubkového reaktoru SONOBLOC
- ultrazvukového generátoru LG 1001 T
Nabízíme homogenizátory SONOREX TECHNIK firmy BANDELIN.
VI. Ultrazvukové svařování
Ultrazvukové svařování je průmyslová technika, při níž jsou vysokofrekvenční ultrazvukové akustické vibrace místně aplikovány na svařované díly. Při ultrazvukovém svařování jsou díly drženy pohromadě tlakem tak, aby se vytvořil pevný svar. Tato technologie se běžně používá pro svařování plastů, a to zejména pro spojování různorodých materiálů nespojitelné jinou technologií. Výhodou ultrazvukového svařování je, že nejsou potřebné žádné šrouby, hřebíky, pájecí materiály nebo lepidla.
Naše firma nabízí ultrazvukové svářečky po konzultaci se zákazníkem, v souhlase s jeho technologickými potřebami.
Aplikace ultrazvuku