1 超声波清洗器作用机理的深入研究 超声波作用机理的深入研究,应借助声化学领域的研究进展。 超声波清洗器（昆山舒美超声仪器有限公司）空化效应是解释超声波作用的最重要机制,在声化学领域,通过热力学和动力学分析,可以估计空化气泡的生长、大小、压力、温度和寿命。 通过计算机模拟,可以估计在不同几何尺寸和操作参数的超声波反应器中的声能分布。 另外,对于超声波的二次效应的测定,如自由基种类和生成量、冲击波和微射流的强度,也提出了一些评价方法,这些方法还在进一步完善中。 与以上声化学的研究成果相结合,对超声波的作用机理和超声波对原料物理化学性质的影响,可以得出更有理论和应用价值的科学结论。
2 超声波清洗器的设计和参数设定 对于超声波的工业化应用,需要专门设计的大体积的有效超声反应器,超声波反应器的设计和参数设定必须考虑的因素有:
1) 反应器的设计和超声波传感器的布置,应保证在反应器区域内均匀的空化、传质和功耗,例如将单个高输出传感器替换为低输出传感器阵列,使用多个传感器,可以减少声流的死角,形成更均匀的空化场,加强混响和获得超声能量的叠加效应,而且降低每个传感器的发射功率可以减少传感器尖端的腐蚀;
2) 不同超声参数对空化行为的影响可能是互补的、依赖的,也可能是相互冲突的。 可通过统计学对参数进行优化,寻求空化密度与空化强度之间的平衡;
3) 超声参数的选择和优化还应考虑不同的化学反应机理和不同生物过程的代谢途径。
3 超声波处理与其他技术的结合 如前所述,超声波处理常与化学法、酶法、微波等相结合,如何通过创造性的组合或多种方法的整合来获得更好的强化效果,是值得深入研究的课题。
4 超声波处理的经济性评价 以超声波强化纤维素酶解生产生物乙醇为例,在相同产率下,超声波处理可以减少酶的用量和处理时间,但超声波处理增加了额外的费用,由于缺乏数据,无法确定其经济效益。 因此,在未来的研究中,必须更加重视对超声波处理经济性和可扩展性的评价。
5 总结
作为重要的固体废弃物,废纸的回收利用受到人们的关注。 当前回收废纸作为植物纤维原料的替代物,应用于很多纸种的生产中,国内大约 65% 的纸张原料来源于废纸。 但废纸纤维的性能发生衰变,从而降低了纸产品的品质。 如何改善废纸纤维的造纸性能,是当前的研究热点。 除了作为造纸原料回收利用以外,大量的废纸被填埋或焚烧,不仅造成资源的浪费,而且污染环境。 但事实上,废纸纤维作为纤维素纤维的重要来源,在许多领域都有潜在的应用价值,如制备纳米纤维素和生产生物乙醇,而目前的研究还没有受到充分的重视。 不管是提高废纸纤维的造纸性能,还是开发废纸纤维在其他领域的应用,超声波处理都是重要的技术手段之一,对于实现最终的废纸纤维利用目标,有着非常显著的积极影响。 因此,笔者从超声波处理改善废纸纤维的性能、超声波处理的影响因素及其对纤维素结构的影响等方面综述了超声波处理废纸纤维的国内外研究进展,分析了当前研究过程中存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望,以期拓展废纸纤维原料的应用领域。
