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超聲波清洗范文1
中圖分類號:TG559 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)10(c)-0089-02
超聲波清洗是基于超聲波的空化作用,即在清洗液中無數氣泡快速形成并迅速內爆[1]。由此產生的沖擊波將浸沒在清洗液中的工件內外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高,氣泡數量增加而爆破沖擊力減弱,因此超聲波特別適用于小顆粒污垢的清洗。
超聲波清洗技術由于能夠穿透細微的縫隙和小孔,所以能清洗復雜形狀的零件,適合閥類零件、細長零件等[2]。某型號關鍵件對于產品表面質量有很高要求,用傳統的工藝方法進行清洗費時費力且達不到要求;有些產品形狀特殊,用毛刷等工具無法清理,如導管等;有些產品形狀不規則,形成封閉的容腔在加工過程中就會有研磨膏、石膏等物質殘留,用高壓水槍沖洗、酸洗槽液浸泡等工藝方法很難將其去除,綜上工廠需要一項新的清洗技術,彌補傳統清洗技術的不足。
1 研究內容與技術方案
1.1 關鍵技術
清洗劑是影響超聲波清洗效果的重要因素。國內市場清洗劑有很多種類,每種清洗劑的黏度、散點、穩定性和反應活性都不同,通過對超聲波清洗機性能分析,選用合適的水基清洗劑和溶劑清洗劑對產品進行清洗[3]。由于水基清洗劑在清洗時有配比要求,可以通過改變清洗劑配比,提高產品的表面清洗效果。
溶液溫度是影響超聲波清洗質量的重要因素之一,溫度越高,空化就越容易發生,但隨著溫度又與表面張力成反比,在較低溫的水中產生氣泡需要的聲腔值較高,空化現象容易發生。超聲波聲場分布也是影響清洗效果的重要因素之一,超聲波清洗槽內的液體聲場本就是個混合場,清洗時會出現盲點,使物件不能得到有效清洗。因此減少盲點是一項關鍵技術。
1.2 配比分析
筆者工廠購進的超聲波清洗機是低頻清洗機,低頻超聲波清洗機可以用水基清洗劑進行清洗,使用超聲波清洗劑進行試驗。所選清洗劑名稱為特力邦A,對特立幫A型水基清洗劑進行3種配比,第一種:1∶25;第二種:1∶15;第三種:1∶10。將3種配比清洗劑對同一種表面狀態一致產品進行清洗,通過實驗確定在清洗劑配比為1∶15的比例上下范圍效果最好。
1.3 對不同形狀的產品清洗時間、加熱溫度進行摸索
選取導管等不同材料及不同腔道試件,將其做好標識,詳細記錄清潔前產品狀態。結合傳統清洗方式及試件狀態給定清洗溫度及時間范圍,在范圍內對清洗溫度及時間進行調整,對比試驗結果,摸索規律,并固化產品參數,選取某型號導管8件,材料為1Cr18Ni9Ti,管徑為φ6.分別標識為件1到件8。對上述8件產品進行清洗時間及加熱溫度調整,對比結果如表1所示。
由此得出結論:對于導管類產品,根據情況,溫度在35℃,時間在40 min范圍內調整。選取石墨材料組件2件,結合傳統清洗石墨表面的經驗,使用超聲波進行清洗。選擇清洗時間分別為30 min和20 min,對比后得出結論:對于石墨材料的表面清洗,可根據情況溫度在20℃,時間在30 min左右調整。選取彈簧8件,材料為碳素鋼絲,分別標識為件1至件8全部為油封狀態,對8件產品進行清洗時間與加熱溫度調整,對比后發現:對于彈簧類產品,可根據情況溫度在35℃,時間在30 min調整。
2 關鍵技術解決途徑及其實施過程與效果
通過上述試驗,對于不同材料、不同形狀產品的清洗及操作方案分析如下。
(1)導管類:清洗物質為煤油,在35℃的條件下清洗40 min,清洗效果較好。
(2)殼體組合件類:清洗物質為研磨膏,在40℃的條件下清洗50 min,清洗效果較好。
(3)靜環等:清洗物質為多余物,在20℃的條件下清洗30 min,清洗效果較好。
(4)彈簧:清洗物質為脂,在35℃的條件下清洗30 min,清洗效果較好。
3 結語
通過對超聲波清洗劑性質、溶劑溫度、清洗時間等影響超聲波性能的因素的分析與試驗,基本上了解超聲波清洗的工藝參數范圍,為以后推廣超聲波清洗技術提高生產效率與質量打下基礎。通過這次研究,也發現了一些不足,如筆者工廠超聲波清洗機現在存在的聲場分布不均勻現象,對于分布的盲點掌握得還不是很透徹,隨著超聲波清洗技術在以后的工作中的應用可以逐漸積累經驗。
參考文獻
[1] 張海燕.超聲波清洗技術[J].近代物理知識,2002(6).
超聲波清洗范文2
關鍵詞:超聲波清洗廢水;絮凝沉淀;催化氧化;生化處理;
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
目前,超聲波技術被日益廣泛應用于各行各業,但隨之而來的廢水量也越來越多。超聲波清洗機在清洗過程中,會有清洗廢水排出。此類廢水水量小,但是油污乳化程度高,主要的污染物為COD、石油類和SS。因此可生化效果很差,如不先預處理,很難進行生化降解。
1 概述
1.1 廢水來源及水量
根據調查,某公司廢水主要來自超聲波清洗廢水,其中主要污染因子為:pH、CODCr、SS;其中超聲波清洗廢水排放量為5.0m3/d。工業廢水預處理按5小時計,則平均進水流量為1.0m3/h,后續生化按10小時計,則平均進水流量為0. 5 m3/h。
1.2 設計水質及排放標準
超聲波清洗廢水進水水質CODcr=25000mg/L,SS=5000mg/L,pH=10,處理后能達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996三級排放標準,即CODcr=500 mg/L。
2 工藝流程
2.1 超聲波清洗廢水預處理工藝
(1)混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法,所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主?;炷ǖ闹饕獌烖c是工藝流程簡單、操作管理方便,適合各類廢水預處理工藝。
(2)芬頓氧化法
芬頓氧化是以亞鐵離子(Fe2+)為催化劑用過氧化氫(H2O2)進行化學氧化的廢水處理方法。由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系,它能生成強氧化性的羥基自由基,在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結構破壞,最終氧化分解,有利于提高后續可生化性。
2.2 超聲波清洗廢水后續生化處理工藝
經預處理后的超聲波清洗廢水,CODcr仍達不到排放要求。必須通過生化處理進一步降低污染物質。本設計采用水解酸化+接觸氧化來進一步處理超聲波清洗廢水。由于超聲波清洗廢水水量小,本設計生化采用一體化處理系統。
2.3工藝流程圖
2.4工藝流程說明
車間排出的超聲波清洗廢水流入隔油池,經隔油后流入集水池,由耐腐蝕泵泵入絮凝沉淀池,在池內加入石灰、硫酸亞鐵、PAM,并控制在線pH為8-9,通過機械攪拌充分混合反應,使污水中的懸浮顆粒及膠體顆粒互相產生凝聚作用形成絮體。經過第一道混凝沉淀,CODcr能降至2300mg/h左右,去除率達91%。上清液出水自流入芬頓氧化反應池,在池內先加入硫酸控制pH在3左右,再加入Fenton試劑進行催化氧化。待反應3小時結束后,加入片堿進行混凝沉淀,上清液通過加酸回調,并用pH自控儀控制pH值為7~7.5。經過第二道芬頓氧化,CODcr能降至720mg/h左右,去除率達69%。芬頓氧化后廢水再自流入調節池,并泵入一體化處理系統。該系統生物處理工藝采用水解酸化+推流式生物接觸氧化池。經過生化處理后污水達標排放。
反應池產生的污泥定時排入污泥池,經箱式壓濾機壓干后,委托有資質單位處理。
3 構筑物設計說明
3.1 隔油池
2座,地下式鋼砼,設計停留時間為1h,基本尺寸為1.0m×1.0m×1.3m。
3.2 集水池
1座,地下式鋼砼,設計停留時間24h,基本尺寸為2.0m×1.5m×2.0m,配置提升泵(FS-105)兩臺(一備一用)功率0.37kW,流量2m3/h,揚程6米。
3.3 絮凝反應池
1座,地上鋼砼,表面防腐處理,設計停留時間2.5h,基本尺寸為1.2m×1.2m×2.0m;
設pH控制系統1套;設加石灰泵(FS-105)、硫酸亞鐵加藥泵、PAM泵(CQF-20-20-80)一臺;設機械攪拌(XLD-3-35-0.75)裝置1套,功率0.75kW。
3.4 芬頓氧化反應池
1座,地上鋼砼,表面防腐處理,設計停留時間2.5h,基本尺寸為1.2m×1.2m×2.0m;
設pH控制系統1套;設雙氧水加藥泵、硫酸亞鐵加藥泵、硫酸泵、片堿泵、PAM泵(CQF-20-20-80)各一臺,功率0.18kW;
設機械攪拌(XLD-3-35-0.75)裝置1套,功率0.75kW。
3.5 調節池
1座,地下式鋼砼,設計停留時間24h,基本尺寸為2.0m×1.5m×2.0m,設提升泵(FS-105)兩臺(一備一用)功率0.37kW,流量2m3/h,揚程6米。
3.6 一體化處理系統(水解酸化+接觸氧化+二沉池)
1座,鋼結構,表面防腐處理,基本尺寸為Ф2000×6000,生化設計停留時間為26小時;設組合填料、曝氣盤、中心導流筒,回轉式風機(HZ-201S)1臺,功率為0.37kW。
3.7 污泥池
1座,地下式鋼砼,基本尺寸為2.0m×1.5m×2.0m;設壓濾機一臺(XMJ8-500-UB)、氣動隔膜泵(QBY-40)一臺,空壓機一臺(W-0.36/6)功率為3.0kW。
4 運行費用分析
4.1 電費
電費按1.0元/ kW?h,風機運行時間為10小時,空壓機運行時間為2小時,其余設備運行時間為5小時,則電費為(0.37×2×5+0.37×10+0.18×8×5+0.75×2×5+3.0×2)×1=28.1kW.h。污水處理量按每天5t,則每噸廢水(M1):28.1kW?h/T廢水÷5.0元/ kW?h=5.62元/ t。
4.2 藥劑費
用于超聲波清洗廢水處理的藥劑費,經實際計算,總藥劑費約為90元/m3?廢水。(此費用會隨著廢水污染程度的變化而變化)。
參考文獻
[1] 陶秀成.發動機超聲清洗廢水處理項目設計報告書[R].蕪湖:安徽師范大學環境科學學院,2009:1-11.
超聲波清洗范文3
Abstract: After harvest, there are many mixed dirt in root of gentian need to remove, so in the storage, secondary processing or extracting effective components process, it must be cleaned. The traditional cleaning method not only takes a lot of time, but also uses a lot of fresh water, and even uses chemical detergents, causing secondary pollution; ultrasonic cleaning technology is widely used in various fields because of no restrictions on the complex cleaning surface, short cleaning time, good effect and no pollution. If introducing the slight vibration and ultrasonic cleaning technology in gentian cleaning process, in the case of not adding any other detergent, the gentian rhizomes can be cleaned.
關鍵詞: 龍膽草;超聲波;微幅振動
Key words: gentian;ultrasonic;slight vibration
中圖分類號:S22 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)34-0042-02
0 引言
龍膽草是世界上非常重要的中藥材之一。隨著人們對龍膽草藥理知識的深入了解和對龍膽草藥理作用的認識,國際上對龍膽草的需求量不斷攀升。我國近年對龍膽草的種植面積不斷增加,但是龍膽草的采收與清洗技術沒有明顯提高,大大限制了龍膽草的生產。
龍膽草目前的清洗方法主要是用水沖洗,再輔助一些人工的抖動。主要缺點是,效率不高,浪費水資源,而且對龍膽草根系的破壞率很高,生產率也滿足不了市場的需求。在市場的推動下,本文作者提出了振動水浴超聲波清洗機,將振動水浴引入龍膽草的清洗過程。
1 超聲波清洗作用機理與優勢
1.1 超聲波清洗作用機理 超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20kHz以上的聲波。超聲波很像電磁波,能折射、聚焦和反射,然而和電磁波又不同,電磁波可以在真空中自由傳播,而超聲波的傳播要依靠彈性介質。其傳播時,使彈性介質中的粒子振蕩,并通過介質按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內, 兩者都可以傳送,而在氣體和液體內,只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質點振動,質點振動的加速度與超聲頻率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會產生極大的作用力,強超聲波在液體中傳播時,由于非線性作用, 會產生聲空化。在空化氣泡突然閉合時發出的沖擊波可在其周圍產生上千個大氣壓力,對污層的直接反復沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動也能對固體表面進行擦洗。氣泡還能鉆入裂縫中做振動,使污物脫落。對于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫落??栈瘹馀菰谡駝舆^程中會使液體本身產生環流,即所謂聲流。他可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強化化學清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動在清洗液中引起質點很大的振動速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊[3]。由上述超聲清洗原理可知,凡是液體浸到空化產生的地方都有清洗作用,不受清洗件表面復雜形狀的限制,如部件表面的空穴、凹槽、狹縫和深孔、微孔都能得到清洗,而這些部件用一般刷洗方法是不能清洗干凈的。
1.2 超聲波清洗的優勢
1.2.1 清洗效果好 目前在工業項目中,清洗方式主要有以下幾種:人工清洗、有機溶劑清洗、蒸汽氣相清洗、高壓水射流清洗和超聲波清洗。其中超聲波清洗是目前清洗效率最高的一種清洗方式,這種清洗方式的清洗效率能夠達到98%以上,其清洗的潔凈程度同樣是最好的。傳統的清洗方式是人工清洗和有機溶劑清洗,這兩種的清洗效率比較低,往往只有60%到70%,即便是氣相清洗和高壓水射清洗的清洗效率也遠遠不如超聲波清洗,這兩種的清洗效率通常在90%以下。超聲波清洗對于無論多么復雜的工件都可以進行,將需要清洗的工件放入清洗液內,只要能夠接觸到清洗液的地方,都會得到超聲波清洗。超聲波清洗對于結構和形狀復雜的的工件,這些工件往往用其他的清洗方式難以徹底的清洗,超聲波清洗卻能夠很徹底的進行。超聲波清洗的時候,清洗液內的氣泡出現的很均勻,能夠達到理想的清洗效果。為了達到不同的效果,超聲波清洗的時候可以選擇不同的溶劑進行,無論是除油,除銹還是磷化,超聲波清洗都能夠做到。在清洗的時候,配合清洗劑,這樣可以有效的加速污染物的分離和溶解,減弱清洗液對工件的腐蝕作用。
1.2.2 清洗成本低 清洗成本主要由兩部分組成:設備成本和消耗成本。超聲波清洗需要的設備購置的成本比人工清洗以及有機溶劑清洗的成本要高,設備使用年限一般為十年,不過低于氣相清洗和高壓水射清洗。消耗成本比其他的清洗方式要低,以有效尺寸為600X400X350 mm3,功率為1kW,價格約為1萬元的超聲波清洗機為例,耗電1Kw·h約為0.5元;堿性金屬清洗劑1kg,價格約為20元,可反復使用20~50h(根據污染程度而定),相當于0.4~1元/h,而一般工件清洗時間僅為3~15min即可,且一次清洗可對一定數量及體積的工件同時清洗,因此對于消耗成本而言,采用超聲波清洗,不僅清洗效果最好,而且清洗成本相當于不到0.04元/件,還不算節省的勞動力成本,遠遠低于其他各類清洗方法。
1.2.3 避免勞動損傷 人工清洗需要再惡劣的環境下進行繁重的體力勞動,而且清洗的時間也比較長,對人的勞動消耗非常大,而且清洗的效果也不好,而超聲波清洗機的應用能夠直接改善清洗環境,不但減少了對人體的勞動消耗,還減少了因手工清洗對工件的損壞,在清洗時間上超聲波清洗也比手工清洗要快的多,最主要的是超聲波清洗的工件更加徹底。
2 龍膽草清洗機的結構與原理
2.1 龍膽草清洗機結構(圖1) 主要由偏心振動裝置、龍膽草浸泡清洗裝置和超聲波振蕩器組成;偏心振動裝置由電機(5)和偏心輪(3)組成,位于龍膽草浸泡清洗裝置的上部外側;龍膽草浸泡裝置包括不銹鋼清洗箱(9)、盛物籃(7)和傳振叉(1),不銹鋼清洗箱(9)與偏心振動裝置隔離,盛物籃(7)和傳振叉(1)與偏心振動裝置有硬性接觸;超聲波振蕩器(6)位于不銹鋼清洗箱(9)的兩側下部;本文提出的清洗機更加有效地提高龍膽草清洗效率與質量、降低龍膽草清洗過程根系破損率問題。
2.2 龍膽草清洗機的技術方案 在本龍膽草清洗機中,偏心振動裝置位于龍膽草浸泡清洗裝置的上部外側,偏心振動裝置由電機(5)偏心輪(3)組成,清洗時,電機帶動盛物籃極盛物籃內部的龍膽草微幅振動,加速龍膽草根系附著的土壤顆粒等雜物脫離。
在本龍膽草清洗機中,超聲波振蕩器(6)位于不銹鋼清洗箱(9)的兩側側,清洗時盛物籃(7)在電機(5)及偏心輪(3)的驅動下微幅振動,有利于超聲波均勻作用到龍膽草根系及根系附著土壤顆粒的不同表面。
2.3 龍膽草清洗機工作過程 清洗機的工作過程是:首先將清水注入不銹鋼清洗箱(7)中,放入適量需要清洗的龍膽草,然后放上傳振叉(1),最后關閉上蓋(2),開啟超聲波振蕩器(6)浸泡10分鐘。10分鐘后啟動偏心振動裝置,龍膽草在微幅高頻振動下促進其根系附著的土壤快速脫離,達到清洗的目的。當清洗工作完成后,自動將臟水排出。
3 效果
以自來水為清洗介質,以超聲波為動力源,輔助以偏心振動裝置來清洗龍膽草。將微振技術與超聲波技術組合使用在一臺清洗機上,具有集成創新性。結構合理,操作方便,不添加其他清洗劑即可去污,清洗效果高質高效,龍膽草根系破損率大大降低,能源消耗低,環保無污染。由于超聲波清洗技術的應用可省去傳統清洗機上的部分機械部件,而且具有洗滌效果好、耗能低、速度快、操作簡單的優點。在偏心振動裝置的作用下,龍膽草根系以2mm左右的振幅做高速抖動,加速根系內部土壤的脫落,加以超聲波對附著根系土壤的沖擊,使得根系土壤很容易脫落,并且對龍膽草根系的損傷降到最低。
參考文獻:
[1]李廣宇等.電解功能水超聲波果蔬清洗機.中國,20082007 1464[P].2008-03-06.
超聲波清洗范文4
斯帕拉捷很奇怪:不用眼睛,蝙蝠憑什么來辨別前方的物體,捕捉靈活的飛蛾呢?于是,他把蝙蝠的鼻子堵住。結果,蝙蝠在空中還是飛得那么敏捷、輕松。
最后,斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵,把它們放到夜空中。這次,蝙蝠可沒有了先前的神氣。它們像無頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞,很快就跌落在地。
啊!蝙蝠在夜間飛行,捕捉食物,原來是靠聽覺來辨別方向、確認目標的!斯帕拉捷的實驗,揭開了蝙蝠飛行的秘密,促使很多人進一步思考:蝙蝠的耳朵又怎么能“穿透”黑夜,“聽”到沒有聲音的物體呢?
后來人們繼續研究,終于弄清了其中的奧秘。原來,蝙蝠靠喉嚨發出人耳聽不見的“超聲波”,這種聲音沿著直線傳播,一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來。如圖所示,蝙蝠用耳朵接收到這種“超聲波”,就能迅速作出判斷,靈巧地自由飛翔,捕捉食物。
超聲波的特點與應用
超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。
如圖所示,超聲波清洗機由超聲波發生器發出的超高頻率超聲波,通過換能器轉換成高頻率振動而傳播到清洗溶劑中,超聲波在清洗液中疏密相間地向前傳播,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡在超聲波的作用下振動,使得待清洗物體上的固體粒子脫離,從而達到清洗加凈化的目的。
現在人們將超聲波運用到臨床醫學上,獲得了巨大成功。例如治療癌癥的“超聲聚焦刀”,就是利用超聲波作為能源。很多束超聲波從體外發射到身體里去,在發射透射過程中間發生聚焦,聚焦在一個點即腫瘤上,通過聲波和熱能轉化,在0.5~1秒內形成一個70℃~100℃高溫治療點,這個高溫點好比是一個手術刀在切割腫瘤,焦點區的腫瘤無一幸免。超聲聚焦刀使腫瘤組織產生凝固性壞死,失去增殖、浸潤和轉移能力。此機原理類似于太陽灶聚陽光于焦點處產生巨大能量。所以有人將超聲聚焦比做一把體外操作、體內切割的“刀”。
在醫學中,可以把超聲波送入體內,經過技術處理,在熒光屏上顯示出人體內臟清晰的圖像,這種技術就是所謂的B超檢查。超聲波檢測的原理用于工程上,可以用來檢測工件內隱藏的裂紋、砂眼、氣泡等,成為工程師的“眼睛”。
超聲波能在水中傳播很遠的距離。比如,30000 Hz的超聲波在空氣中傳播24 m時,強度會減弱過半,而在水里它要傳播44 km才會減弱過半,是空氣中傳播距離的2000倍。
第一次世界大戰的時候,德國潛水艇頻頻襲擊英國和法國的巡洋艦。法國科學家朗之萬心急如焚,發明了一種叫聲吶的儀器。聲吶由超聲波發生器和接收器兩部分組成。聲吶發出超聲波,接收和測量回聲,可以確定目標的位置、形狀,甚至還能分析出敵方潛艇的性能。
聲吶技術有著廣泛的應用,它可以用于考查海底,畫出精確的“地貌聲圖”,誤差不超過20 cm。
超聲波清洗范文5
[中圖分類號] R187[文獻標識碼] B[文章編號] 1005-0515(2011)-07-285-01
氣管套管使用后常常會附著大量的濃稠痰液,血液,蛋白質,分泌物等有機物。這些有機物如果清洗不徹底,將會產生細菌保護膜,從而影響滅菌效果,甚至會導致滅菌失敗。如何實施安全、有效、便捷的清洗方法,保證清洗質量,我科于2011年1月至4月通過采用兩種不同的清洗方法,對清洗后氣管套管芯進行了效果對比。方法如下:
1 方法
1.1 “84”消毒液浸泡+刷洗法:將氣管芯置于容器內,在流動水下沖洗后用1000mg/L含氯消毒劑中浸泡30min后,人工刷洗,用水槍沖洗3次,氣槍吹干,處理后氣套芯存在隱患。菌落計數和熱原學檢測合格率較低。
1.2 過氧化氫溶液浸泡+刷洗+40℃多酶浸泡+超聲波清洗法:將氣套芯在過氧化氫溶液中浸泡20min后,用軟毛刷在流動水下刷洗,接下來在比例為1:270的40℃多酶清洗液中浸泡5min,隨后超聲波清洗5min后拿出。再用流動的熱水沖洗干凈。再用高壓水槍沖洗3次,75%的酒精消毒,壓力氣槍吹干。送至清潔區備用,并包裝滅菌。
2 結果判斷 經對清洗干燥后的氣管套管潔凈度,菌落計數和熱原指標檢測證明,用“84”清洗法處理的合格率為77.78%。多酶劑+超聲波清洗法合格率為96.67%。結果見表1
超聲波清洗范文6
超聲波被研究應用的領域十分廣泛,但是目前認可的作用機理主要是以下幾個方面:
1.1強方向性超聲波是以縱波的形式在介質內傳播,具有頻率高、波長短的特點,在一定距離內的直線方向上有很好的束射性和方向性。
1.2高能量、強穿透力超聲波比普通聲波具有更高的頻率,因此其具有高能量。雖然在空氣中超聲波衰減很強,但是在固體、液體中,衰減很小,因此,超聲波被廣泛應用于固、液體中。
1.3“空化”效應作用超聲波的輻射使被處理液體介質直接產生大量的空穴和氣泡,也就是把液體拉裂而形成無數極微小的局部空穴。當這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時,產生一定范圍的強大的激波,從而引起一些系列的二級反應。應用超聲波處理流體時,均與“空化”效應作用相關。超聲波的物理機制和所引起的一系列物理化學作用對制糖工業是有相當意義的,可應用于制糖過程中蒸發罐的防除垢、車間部分箱罐的殺菌等。
2超聲波在制糖行業的應用研究
2.1超聲波殺菌作用制糖生產中,由于甘蔗本身就帶有較多的細菌,在制糖生產過程中的溫度環境以及蔗糖分提取,使得在生產階段產生相當多的微生物,消耗蔗糖,產生的酸性物質加劇蔗糖的轉化,增加澄清、煮煉難度,堵塞一些設備的孔道,對整個制糖生產很不利。解決好制糖過程中的殺菌問題,尤其是壓榨工段,可以給企業帶來可觀的效益。一般,糖廠的殺菌動作主要在壓榨提汁階段,采用的方法有:石灰、高溫蒸汽殺菌、二氧化氯。超聲波作為一種新興的殺菌技術已經在乳制品行業、啤酒、果汁等其他食品行業得到應用及認可,在制糖工業中也進行了一定實驗應用研究。超聲波殺菌技術主要是利用超聲波的“空化”作用引起的熱學效應。超聲波對液體進行作用時,因“空化”作用產生微小氣泡核在絕熱收縮及崩潰的瞬間,其內部呈現5000℃以上的高溫及50000kPa的壓力,從而使液體中某些細菌致死,病毒失活,甚至使體積較小的微生物的細胞壁破壞,但是作用的范圍有限。影響超聲波殺菌技術的主要因素是振幅和頻率,其他的因素有:超聲波作用時間、滅菌溫度以及微生物本身的特性和滅菌的介質環境。李巖等以混合汁為對象,采用超聲波殺菌技術進行處理,結果表明:在超聲作用時間為30min,功率為500W,超聲作用溫度為35℃的條件下,超聲波對混合汁的滅菌率達到94.2%。東江糖廠的曾劍英采用超聲波對糖汁進行殺菌處理,結果表明超聲波能取得良好的滅菌效果。
2.2超聲波除垢、防垢作用在制糖生產中,蒸發站是整個生產的熱能中心,其傳熱效率的高低影響整個廠的熱能效率。而影響蒸發過程效率的主要因素有:(1)傳熱效率;(2)操作情況,其中傳熱效率最為關鍵。對于制糖企業,傳統的除垢方法是人工通洗,必要時采用化學煮罐。人工通洗的方法由于采用高壓水因此存在較大的安全隱患,且勞動強度大,清潔效果一般。超聲波作為一種新型高效而且效果好的除垢手段應運而生。超聲波除垢具有節能、免拆卸、無污染、使用簡單方便等特點。目前,超聲波除垢方法已經得到了廣泛的認可,在實驗技術方面,超聲清洗機已經成為一種常規的實驗室清洗儀器;在工業技術方面,超聲波技術應用于換熱設備,如凝汽器、鍋爐、空氣冷卻器等均取得了良好的效果。陸海勤等等使用自行設計的超聲場-靜電場協同防垢實驗裝置進行模擬蒸發實驗,結果表明,在聲強0.53W/cm2、場強32kV/m時有很好的協同效果,防垢率為78.46%。碘釋放法研究表明,在靜電場中,超聲空化增強。謝彩鋒等通過比較研究在超聲作用下碳酸鈣晶體的形態和大小,結果表明,超聲空化效應所產生的微觀熱量不僅能促進過飽和溶液中碳酸鈣晶核的形成,迅速降低溶液的過飽和度,還能改變碳酸鈣晶體的形態;經超聲處理的碳酸鈣過飽和溶液中形成了大量微小的碳酸鈣晶體,其中絕大部分為文石,少量為細小方解石,它們長時間懸浮在溶液中,超聲的機械效應對碳酸鈣晶體形態的影響甚微。丘泰球等通過研究探討認為,超聲波防垢除垢的機理是:(1)超聲處理可以縮短溶液中晶體的成核誘導期,提高晶核的生成速度,在溶液中迅速生成大量的微晶懸浮于溶液主體,晶粒長大速度減慢,成垢晶體不易沉積在管壁上,從而減少了積垢的形成;(2)超聲的空化與機械作用增大了積垢在溶液中的溶解度,破壞了已形成的積垢,使其松軟脫落;(3)超聲波還能改變生成的CaCO3晶體的形狀及大小,改變形成的積垢的堆積形狀,從而起到防垢的目的。丘泰球在糖廠進行了超聲波防除垢的連續性生產應用試驗,結果表明超聲波具有減緩積垢形成速度和破壞已有積垢的雙重作用,能提高蒸發系統的傳熱系數0.6~0.8倍,停止使用化學清洗劑煮罐,縮短通洗時間短,降低勞動強度。姚成燦等以工業糖液作為研究對象,對超聲波防除蒸發罐積垢進行了研究。結果表明,超聲波可以降低積垢生成速率,提高蒸發罐的蒸發強度和傳熱系數,起到了良好的防垢除垢效果。艾承泗、俞明介紹了某一公司生產制造的超聲波節能器在糖廠的應用實踐。自1996年,該設備先后在湛江糖廠、八一糖廠、弄璋糖廠等七家企業進行了生產性應用及改進,取得了良好的防除垢效果,提高了蒸發效率,降低了通罐難度。
2.3超聲波在制糖工藝應用研究隨著超聲波技術及其應用領域的拓寬發展,形成了聲化學學科。聲化學主要是利用超聲波空化作用控制化學反應,通過超聲波可以加速化學反應,強化化工單元。超聲波在物質提取、物理破碎、有機反應等方面都有應用研究。在制糖方面,利用超聲波強化糖分抽出率以及中和硫熏反應等。王鴻生等通過超聲波作用圓形甜菜片的滲出過程,研究了超聲波對甜菜糖分滲出過程的影響。結果表明,在一定溫度下超聲波能強化甜菜糖分的滲出速率,影響超聲波作用的因素是超聲波強度和超聲作用時間。劉正西研究了不同超聲作用方式和功率對亞硫酸與氫氧化鈣中和反應的影響。研究表明,一定超聲功率可以縮短亞硫酸鈣成核時間,提高中和反應速度,能有效的降低溶液中Ca2+和SO32-的殘留量。趙小進以飽和Ca(OH)2溶液與亞硫酸為對象,研究超聲作用對兩者反應過程的影響,以超聲功率、超聲作用時間、超聲探頭深入反應溶液距離作為影響因素。結果表明,超聲處理可以明顯減少溶液中Ca2+和SO32-的殘留量,且超聲作用下形成的CaSO3更細小、均勻。魯聿倫研究了超聲波對亞硫酸鈣吸附澄清作用的影響,以超聲波作用方式、超聲功率、超聲時間為作用因素。實驗結果表明:(1)對清汁色值的影響,在加入PAM后進行超聲處理,超聲功率為260W,作用時間為30s的條件下,蔗汁脫色率為59.1%;(2)對清汁膠體含量的影響,在加入PAM后進行超聲處理,超聲功率為195W,作用時間為30s的條件下,蔗汁膠體含量去除率為17.51%;(3)對清汁簡純度的影響,在加入PAM后進行超聲處理,超聲功率為260W,作用時間為90s的條件下,蔗汁簡純度提高率為1.13%。黃永春等研究了超聲強化糖汁的電絮凝脫色作用,實驗以赤砂糖配制的15°Bx的糖汁為對象,研究了該糖汁電解后靜置絮凝沉降、糖汁電解后超聲處理、超聲波協同糖汁電解處理對糖汁的脫色效果的影響,結果表明超聲波能夠促進電解后糖汁的絮凝沉降過程。黃永春等研究制定了一種利用超聲波強化硫熏中和反應的制糖澄清工藝方法,采用亞硫酸法澄清工藝,包括:預灰、一次加熱、硫熏中和、二次加熱、沉降以及強化硫熏中和反應工序。將硫熏中和后的蔗汁通過超聲波處理器,對流動的蔗汁施加超聲波場能,超聲波處理工序設置在硫熏中和工序之后、二次加熱之前或是在二次加熱之后、沉降工序之前,超聲波強化處理的超聲波的強度是0.5W/cm~10W/cm;強化處理的時間為1s~300s。該方法能提高蔗汁中和反應速度和反應程度,提高脫色效果、降低清汁殘硫量。
2.4超聲波結晶技術超聲波促進成核結晶過程的機理還不清楚,但是多數認同超聲波“空化”效應的作用。超聲波結晶的過程中,一方面,在飽和溶液中附加聲場,會產生空化氣泡,氣泡的非線性振動及氣泡破滅時產生的壓力,會使體系各點的能量發生變化,體系的能量起伏很大,使分子間的作用力降低,從而使得溶液粘度降低,而溶質分子間的碰撞幾率增加促進成核;另一方面,當氣泡破滅時除了產生壓力外,還產生氣泡云霧狀,降低界面能,使得新生表面的晶核質點變得較為穩定,得以繼續長大為晶核。介紹了80年代華南理工大學研究人員發明的“溶劑——超聲波協同起晶器”和“五一—智能投粉固晶儀”,更將“五一煮糖法”推進一步,發展到包括起晶、養晶、濃縮的煮糖全過程。超聲波協同起晶技術在南北兩地都進行了生產實踐應用。在甘蔗糖廠方面,高大維等制定溶劑—超聲波協同起晶制種法,并在廣東的新橋糖廠和順德糖廠進行生產試用。用該法制得的晶核代替球磨機糖粉投種,蔗糖結晶生長過程平穩、偽晶較少、洗砂次數減少,煮出的乙種和成品糖砂粒齊、閃光度好、色值和濁度都有一定程度下降;煉糖時則可大大減少乙糖高純度起種而引起的粘晶現象。在甜菜糖廠方面,利用“溶劑——超聲波協同起晶制種法”及貫徹煮糖“全晶種養晶法”新工藝的基本過程和初步應用,在生產應用后縮短了煮糖時間,降低了能耗,提高了產品質量,簡化了操作方式。但是采用超聲波協同制備得到的晶種存在存放條件要求較高、晶種穩定性以及設備安全性、人員配套等問題,在生產應用方面得不到推廣。
3小結與展望