Ultraschallschwinger
Piezoelektrische Schwinger
Die ersten Ultraschallschwinger, die nach dem Krieg für die Anwendung beim Waschen gebaut wurden, waren piezoelektrisch mit natürlichen Quarzelementen. Diese waren jedoch sehr schwach, zerbrechlich und ungeeignet, um den hohen Leistungen standzuhalten, die für akzeptable Ergebnisse erforderlich sind.
In den 1960er Jahren begannen die Hersteller mit der Einführung der Magnetostriktion unter Verwendung von Eisen-Nickel-Lamellenpaketen mit verschiedenen Formen und Lötschweißsystemen. Natürlich hatten die Eisenwerkstoffe nicht den Wirkungsgrad von piezoelektrischem Quarz, aber da sie robust waren, konnten sie höheren Kräften standhalten.
Der größte Nachteil dieses Schwingertyps war die sehr niedrige Trägerfrequenz, die ein hohes Rauschen verursachte, denn Eisenwerkstoffe können sich nicht mit der Geschwindigkeit von Quarz dehnen und schrumpfen, der stattdessen von Natur aus mit sehr hohen Frequenzen schwingen kann.
Um das Rauschproblem zu lösen, wurden die Platten mit Blei und einer Anti-Rumble-Isolierung versehen. Außerdem wurde ein großer Teil der vom Generator abgegebenen Leistung durch den Jouleschen Effekt in Wärme umgewandelt. Schließlich wurde auf den gewaschenen Teilen Magnetismus induziert, was für die Entfernung von Metallstaub auf den Oberflächen nachteilig war.
Piezoelektrische Ultraschallschwinger
Erst in den 1980er Jahren gelang es der keramischen Industrie, spezielle piezoelektrische Schwingerelemente unter Verwendung geeigneter Metalloxide (Bleititanat und Bariumzirkonat) herzustellen.
Piezoelektrische Elemente haben sich als sehr geeignet für den Bereich der Ultraschallreinigung erwiesen
- Betrieb bei sehr hohen Frequenzen zur Geräuschreduzierung.
- Keine Probleme auch bei hohen Temperaturen in Waschflüssigkeiten.
- Hohe mechanische Festigkeit ohne molekulare Reibung und somit ohne Wärmeentwicklung.
- Möglichkeit der Modellierung von Schallschwingern in verschiedenen Formen und Größen: Scheiben, Ringe, Platten, Rohre, für jede spezielle Anwendung.
- Äußerst einfache Befestigung an den Wänden oder am Boden von Behältern.
- Kein Magnetismus, der auf die zu behandelnden Teile einwirkt.
Piezoelektrische Schwinger haben die gleiche mechanische Festigkeit wie Eisenwerkstoffe, die für die Magnetostriktion verwendet werden, wenn nicht sogar eine höhere, so dass sie sofort von allen Herstellern in der Ultraschallindustrie übernommen wurden.
Heute halten die piezoelektrischen Ultraschallschwinger 95% des Marktes.
Die ENTGASUNG mit Ultraschallschwingern BESCHALLUNG
Ein interessanter Anwendungsbereich für Ultraschallschwinger ist das Lösen von Gasen in Flüssigkeiten (Wasser oder Lösungsmittel).
Die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten wird nämlich durch das Henry’sche Gesetz bestimmt, demzufolge die Menge des in einer Flüssigkeit gelösten Gases proportional zu seinem Partialdruck ist. Die durch die Einwirkung von Ultraschall verursachte Druckverringerung führt daher zu einer Abnahme der Löslichkeit des Gases.
Wirkung von Ultraschallschwingern in der Lebensmittelindustrie - BESCHALLUNG
In der Lebensmittelindustrie ist ein neuer Trend im Gange:
Die Verringerung der Wärmebehandlung, um alle ernährungsphysiologischen und organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln zu erhalten.
Die Konservierung von Lebensmitteln basiert auf Methoden und Techniken, die darauf abzielen, den natürlichen Veränderungsprozess zu verlangsamen oder zu stoppen und die mikrobielle Belastung unter Kontrolle zu halten oder ganz zu beseitigen.
Lebensmittelkonservierungstechniken haben, wenn auch mit unterschiedlichen Wirkungsweisen, das gemeinsame Ziel, ein für das Leben, die Entwicklung und die Aktivität von Mikroorganismen ungünstiges Umfeld zu schaffen.
Zu diesen innovativen Techniken gehört die Beschallung, deren Prinzip die Verwendung von Ultraschall ist.