II. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ
III. 

Основным недостатком вышеприведенных реакторов является малый обрабатываемый объем в единицу времени. В лабораторных исследованиях это не является большим недостатком, но для промышленных целей требуется принципиально другая конструктивная схема реактора. В данном случае, оптимальной конструктивной схемой является проточная обработка жидкости.

Лабораторией акустических процессов и аппаратов разработан целый ряд аппаратов для проточной обработки жидких сред мощностью от 400 ВА до 6000 ВА (рисунок 4).

а) Ультразвуковой аппарат «МУЗА» (400 ВА),
б) Ультразвуковой аппарат
«Поток» (630 ВА),
в) Ультразвуковой аппарат «Кристалл - 2» (1000 ВА),
г) Ультразвуковой аппарат «Поток-3» (1000 ВА),
д) Ультразвуковой аппарат
«Булава», модель 1000-3 (3000 ВА),
е) Ультразвуковой аппарат «Булава'BB, модель 1000-6 (6000 ВА)

Рисунок 4 – Ультразвуковые химические реакторы различной мощности

Отличительной особенностью аппаратов мощностью более 2000 ВА является использование рабочего инструмента с развитой поверхностью излучения. Рабочий инструмент имеет форму нескольких последовательно соединенных между собой ступенчато-радиальных концентраторов, такая форма рабочего инструмента позволяет в несколько раз увеличить площадь излучения по сравнению с классическими одно- и двух-полуволновыми колебательными системами (рисунок 5).

Рисунок 5 – Ультразвуковая колебательная система в технологическом объеме

Для сверх интенсивного воздействия на жидкие среды, перспективной является конструкция ультразвукового химического реактора для проточной обработки, имеющего форму усеченного додекаэдра с расположенными на его шестиугольных гранях пьезокерамическими пакетами. Использование такого рода конструкции излучателя позволит достичь интенсивности 500 Вт/см²[7].

1 - технологический объем, 2 – ультразвуковой преобразователям, 3 – канала для подачи исходных компонентов и отвода продуктов реакции, 4 – пьезоэлектрические элементы, 5 – отражательные частотнопонижающие накладки.

Рисунок 6 – Ультразвуковой химический реактор сверхвысокой
интенсивности

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

С помощью созданных аппаратов были проведены экспериментальные исследования по обработке молока и сточных вод ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности. С помощью аппарата «МУЗА» проводилось исследование влияния ультразвуковых колебаний на вкусовые и биологические характеристики молока, а так же срок хранения. Проведенные исследования показали, что озвученное молоко хранится дольше, чем не обработанное. При этом осеменненность молоко снижается с исходных 15000 единиц, до 5000 в конце первого круга обработки и до 1000 в конце третьего круга обработки (таблица 1). Установлено так же, что снижение скорости обработки с 1 л/мин до 0,5 л/мин позволяет существенно сократить количество циклов обработки молока до 1-2, при осеменнености в 1000-2000 единиц, без потери вкусовых качеств.