Applications ultrasonores dans l'industrie

Qu'est-ce que l'ultrason

Les ondes ultrasonores désignent des ondes sonores de très haute fréquence, avec des fréquences dépassant la plage normale d'audition humaine. C'est une onde mécanique avec une longueur d'onde extrêmement courte, qui est généralement inférieure à 2 cm dans l'air. Elle doit s'appuyer sur un milieu pour se propager et ne peut pas exister dans le vide (comme l'espace). Elle se propage plus loin dans l'eau que dans l'air, mais en raison de sa courte longueur d'onde, elle se perd et se disperse facilement dans l'air, et n'est pas aussi portante que le son audible et les infrasons.

Ondes de surface

Applications ultrasonores dans l'industrie métallurgique
L'ultrason peut prédire la durée de vie des pièces industrielles. L'importance de la prédiction de la durée de vie des pièces d'équipements industriels ne peut être surestimée. Ce processus de prédiction est éreintant, complexe et difficile. Des rapports de recherche dans la littérature montrent que des micro-dégâts apparaissent progressivement dans différentes pièces métalliques des machines de fatigue, suivis par une augmentation progressive des fissures induites par la fatigue, conduisant à la croissance catastrophique de la macro-fissure endommageante principale. L'existence de cette longue phase préparatoire suggère que des mesures appropriées peuvent aider à prévenir les changements lors de l'étape suivante du processus.

La technologie ultrasonore dans l'industrie alimentaire
Dans les applications d'ultrasons à haute énergie, une intensité supérieure à 1 W/cm² et une fréquence de 100 kHz sont utilisées. Les ultrasons à haute énergie enlèvent les gaz des aliments liquides, provoquent la cristallisation, induisent des réactions redox, l'extraction et la purification des protéines et des enzymes, ainsi que l'initiation de la nucléation et l'inactivation enzymatique. Des études comparant les exigences pour l'inactivation des micro-organismes végétaux montrent que le traitement thermique des aliments liquides peut également être réalisé à des températures plus basses avec l'aide des ultrasons. Pour le traitement par ultrasons, une énergie supplémentaire est nécessaire, ce qui entraîne une augmentation de la demande énergétique globale du processus intégré. Mais dans les régions où l'approvisionnement en électricité bon marché ou les sources d'énergie alternatives ne sont pas disponibles, le traitement assisté par ultrasons est une alternative intéressante aux traitements thermiques actuellement populaires. Parmi les traitements, les gaz peuvent être retirés des produits liquides relativement facilement à l'aide d'ultrasons.

Application des ultrasons dans l'industrie agricole
Dans la région méditerranéenne, les eaux usées des oliveries polluent l'environnement. De plus, les eaux usées des oliveries sont utilisées pour arroser les champs et les fermes, et rejettent des déchets dans les nappes phréatiques, ce qui entraîne une pollution sérieuse des sources d'eau en raison de leur contenu biologique résistant. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser l'ultrason pour éliminer les polluants des eaux usées agricoles. Le traitement primaire de ces eaux usées inclut l'activation photonique des catalyseurs par irradiation lumineuse, tandis que le traitement secondaire inclut la cavitation ultrasonore induite par ultrasons.

Application de l'ultrason dans l'industrie du cuir
Les polluants rejetés par l'industrie du cuir contiennent différents produits chimiques utilisés lors du traitement du cuir et produisent finalement des déchets solides. Le traitement enzymatique peut être une alternative bénéfique au traitement chimique dans l'industrie du cuir. Il est également très utile en termes de sécurité environnementale. De plus, le traitement enzymatique a un faible coût et peut être effectué à basses températures sans l'utilisation de produits chimiques supplémentaires. L'application simultanée de l'ultrason et du traitement enzymatique aide à améliorer l'hydrolyse enzymatique des déchets de tannerie et conduit à une augmentation de la digestibilité et du rendement des copeaux et déchets.

Les peaux sont principalement constituées de protéines fibreuses insolubles appelées collagène, qui peuvent être dégradées sous l'action des protéases. En appliquant l'ultrason, le réseau de fibres de la peau perd sa fonction et son taux diminue. Le réseau de fibres de la peau disparaît et le taux de diffusion de la protéase dans les pores de la peau augmente. Dans un rapport de recherche, une protéase neutre (Bacillus subtilis, Bacillus subtilis) et une protéase alcaline (Bacillus licheniformis) ont été utilisées. Les résultats ont montré que la protéase (alcaline) de Bacillus licheniformis n'était pratiquement pas affectée par l'ultrason. Par conséquent, elle a été sélectionnée comme matériau brut pour la dégradation des déchets solides.

L'utilité de l'ultrason a maintenant augmenté de manière significative, en particulier dans les applications industrielles, et les scientifiques ont mené des recherches approfondies à ce sujet. Il est connu que l'apport d'énergie par ultrasons peut considérablement augmenter le rendement et la qualité des produits, et faciliter les processus de recyclage et de purification des produits dans de nombreuses industries différentes. La technologie ultrasonore est une technologie propre et efficace qui est largement utilisée dans le traitement alimentaire, le congélation et la conservation. Elle peut également être utilisée pour prédire la durée de vie des processus industriels et des pièces de machine, ainsi que pour le traitement des déchets générés par différentes industries telles que le textile, l'agriculture, les tanneries, etc.