1 超聲波清洗器作用機理的深入研究 超聲波作用機理的深入研究,應借助聲化學領域的研究進展。 超聲波清洗器（昆山舒美超聲儀器有限公司）空化效應是解釋超聲波作用的最重要機制,在聲化學領域,通過熱力學和動力學分析,可以估計空化氣泡的生長、大小、壓力、溫度和壽命。 通過計算機模擬,可以估計在不同幾何尺寸和操作參數的超聲波反應器中的聲能分布。 另外,對于超聲波的二次效應的測定,如自由基種類和生成量、沖擊波和微射流的強度,也提出了一些評價方法,這些方法還在進一步完善中。 與以上聲化學的研究成果相結合,對超聲波的作用機理和超聲波對原料物理化學性質的影響,可以得出更有理論和應用價值的科學結論。
2 超聲波清洗器的設計和參數設定 對于超聲波的工業化應用,需要專門設計的大體積的有效超聲反應器,超聲波反應器的設計和參數設定必須考慮的因素有:
1) 反應器的設計和超聲波傳感器的布置,應保證在反應器區域內均勻的空化、傳質和功耗,例如將單個高輸出傳感器替換為低輸出傳感器陣列,使用多個傳感器,可以減少聲流的死角,形成更均勻的空化場,加強混響和獲得超聲能量的疊加效應,而且降低每個傳感器的發射功率可以減少傳感器尖端的腐蝕;
2) 不同超聲參數對空化行為的影響可能是互補的、依賴的,也可能是相互沖突的。 可通過統計學對參數進行優化,尋求空化密度與空化強度之間的平衡;
3) 超聲參數的選擇和優化還應考慮不同的化學反應機理和不同生物過程的代謝途徑。
3 超聲波處理與其他技術的結合 如前所述,超聲波處理常與化學法、酶法、微波等相結合,如何通過創造性的組合或多種方法的整合來獲得更好的強化效果,是值得深入研究的課題。
4 超聲波處理的經濟性評價 以超聲波強化纖維素酶解生產生物乙醇為例,在相同產率下,超聲波處理可以減少酶的用量和處理時間,但超聲波處理增加了額外的費用,由于缺乏數據,無法確定其經濟效益。 因此,在未來的研究中,必須更加重視對超聲波處理經濟性和可擴展性的評價。
5 總結
作為重要的固體廢棄物,廢紙的回收利用受到人們的關注。 當前回收廢紙作為植物纖維原料的替代物,應用于很多紙種的生產中,國內大約 65% 的紙張原料來源于廢紙。 但廢紙纖維的性能發生衰變,從而降低了紙產品的品質。 如何改善廢紙纖維的造紙性能,是當前的研究熱點。 除了作為造紙原料回收利用以外,大量的廢紙被填埋或焚燒,不僅造成資源的浪費,而且污染環境。 但事實上,廢紙纖維作為纖維素纖維的重要來源,在許多領域都有潛在的應用價值,如制備納米纖維素和生產生物乙醇,而目前的研究還沒有受到充分的重視。 不管是提高廢紙纖維的造紙性能,還是開發廢紙纖維在其他領域的應用,超聲波處理都是重要的技術手段之一,對于實現最終的廢紙纖維利用目標,有著非常顯著的積極影響。 因此,筆者從超聲波處理改善廢紙纖維的性能、超聲波處理的影響因素及其對纖維素結構的影響等方面綜述了超聲波處理廢紙纖維的國內外研究進展,分析了當前研究過程中存在的問題,并對未來的研究方向進行了展望,以期拓展廢紙纖維原料的應用領域。
