超声波辅助强化作用技术在化工中的应用

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1、超声波辅助强化作用技术在化工中的应用本文由SimooonLee贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。**!"!"!!!!!!"!"秦峰等超声波辅助强化作用技术在化工中的应用综述综述!!!!!!"超声波辅助强化作用技术在化工中的应用秦峰赵德智王晓明!辽宁石油化工大学石油化工学院"辽宁抚顺’’(""’#摘要比较全面地综述了近年来超声波辅助强化作用在化工中干燥$乳化$超滤以及在催化反应过程中的应用现状及技术进展"并且对超声波辅助强化作用在萃取过程中的应用现状给予了重点介绍%关键词超声波&干燥&乳化&超滤&萃取&

2、催化文献标识码文章编号’""#$#&!,.!""#/"0$""0"$"0中图分类号)*"!’+,超声波是一种频率高于!"123的弹性波"由于其频率极高"因而具有一般声波所不具备的特点#首先是它的功率大"对于相同振幅的波而言"它所携带的能量比一般的声波大得多$再者由于它的频率高"波长很短"衍射不严重"因而它具有良好的定向性"能量集中#当超声波施加于某个体系时"便会产生一些奇特的效果#例如"超声波可以对金属表面进行清洗"可以影响到电镀效果"对液体具有搅拌%乳化作用"甚至可以影响到化学反应的进行#超声波对不同类型的反应%不同物相间进行的反应所产生的影响不同#一

3、般认为"超声波的作用可归纳为以下几个方面4’5!固体中除去"因此可用于热敏物质的干燥"它还具有加快干燥速度和降低固体中残留水含量的作用#如用转鼓式超声波干燥器干燥葡萄糖酸钙仅用!"8("9:;"而在目前的工业生产条件下该干燥过程长达&<以上#=>?@ABC等用超声波干燥器处理含水&D(质量分数)的抗坏血酸"’%9:;即达到基本无水状态"比常规干燥快得多"而且处理后的样品没有任何形式的变质"如采用一般的干燥箱进行烘干"则会对样品造成较大程度的损坏4!5#E?FFAGC$HI?BA3H-等进行了超声波和常规热气流对食品干燥效果的对比研究"发现在很短的时间内采

4、用高频超声波可以很容易使样品中的含水量达到’D(质量分数)以下"能量的消耗也少得多"并且所得干燥产品质量较好且稳定"因此认为超声波干燥在工业领域应用前景广阔4(5#.’6加热作用!介质总体温度的上升是由于吸收声波$7!6结构影响!当流体放置于高强声场中时"动力搅拌和剪切应力将影响其结构特性$.(6压缩和松弛作用!当高强声能波通过固体介质时"将会出现快速的压缩和松弛作用$"乳化超声乳化是利用超声的空化作用把!种或多.06声冲流!高强的超声波在液$固和气$固界面能引起比较强烈的流"称为&声冲流’$.%6空化作用!在超声波压力场内"空化气泡的形成%增长和剧烈破

5、裂以及由此引发的一系列理化效应#本文拟对超声波辅助强化作用在化工中的应用及技术进展加以介绍"以期为超声波的研究和应用提供有益的借鉴#种互不相溶的液体互相分散成乳浊液或微乳液的过程#其主要过程是使工作物质通过预混器%泵送至超声波乳化器内破碎%混合和乳化"可进行连续或间歇操作#它可用于石油%化工过程中的油水或其它物料的乳化和微乳化"也可用于轻工%食品和医药等部门的液体处理#它具有体积小%可靠性好%乳化粒径小7可达’!9/%乳油稳定性好和高效节能的优点#张光元等采用超声乳化的方式制备陶瓷灌注!干燥超声波干燥的特点是不必升温就可以将水从收稿日期!!""#$"%$

6、"&!""#年第$%卷第&期化工生产与技术’()*+,-./0123,4+15-526),(51.178++!"铸型!省去了水解工艺中质量分数分别为%9:酒精和#:硅酸乙酯!并且制得的水解液性能优于普通方法的制备产品;&<"超声乳化还可以制备用一般方法根本不能得到的乳浊液!如普通搅拌只能得到"强化萃取近年来!为了提高萃取效率和缩短萃取时间等!寻找强化萃取的方法成为人们关注的焦点和研究的热点%超声场强化萃取过程可有效地提高萃取效率’缩短萃取时间’提高生产效率!而且不污染环境!是与(环境友好)的新技术!因而越来越受到人们的青睐%=:#质量分数$石蜡在水中的乳

7、浊液!而在声场中!可以得到!9:石蜡乳浊液;=<%吕效平等在复合乳化剂存在的条件下用超声波辅助乳化含水柴油!$9*+5后得到平均粒径$>?=@!*的乳化油且$=92后未出现分层现象;#<""#$无机物萃取方面超声波萃取对于从环境和工业生产中提取重!强化超滤过程超滤是小分子透过超滤膜的传质过程!作为一金属元素是很有效的手段%在很多应用中!超声波萃取不但比常规萃取收率高!同时它也缓和了反应条件%种重要的膜分离技术!超滤已得到很广泛的应用"但是在实际应用中!由于溶质在膜表面积累而引起的浓差极化现象和主要由膜孔堵塞而形成的膜污染现象!严重影响到超滤的分离效能"有

8、研究表明!超声波可有效地提高透析操作中的扩散速度以及多孔介质中流体的流速;?