Cos'è l'Ultrasuono
Le onde ultrasuoniche si riferiscono a suoni ad ultra alta frequenza con frequenze superiori al normale campo d'udito umano. Si tratta di unaonda meccanica con una lunghezza d'onda estremamente breve, che è generalmente inferiore ai 2 cm nell'aria. Deve dipendere da un mezzo per propagarsi e non può esistere nel vuoto (come nello spazio). Si propaga più lontano nell'acqua che nell'aria, ma a causa della sua breve lunghezza d'onda, è molto facile che si disperda e si smarrisca nell'aria, e non arriva così lontano come il suono udibile e l'infrasuono.
Onde superficiali
Applicazioni ultrasuoniche nell'industria metalmeccanica
L'ultrasonica può prevedere la durata di vita delle parti industriali. L'importanza della previsione della durata di vita delle parti degli attrezzi industriali non può essere sopravalutata. Questo processo di previsione è faticoso, complesso e difficile. Rapporti di ricerca presenti nella letteratura mostrano che danni microscopici si verificano gradualmente in diverse parti metalliche delle macchine da stanchezza, seguiti da un aumento progressivo delle crepe indotte dalla fatica, portando alla crescita catastrofica della principale crepa macroscopica danneggiante. L'esistenza di questa lunga fase preparatoria suggerisce che misure appropriate possano aiutare a prevenire cambiamenti nella fase successiva del processo.
Tecnologia ad ultrasuoni nell'industria alimentare
Nelle applicazioni di ultrasuoni ad alta energia, vengono utilizzate intensità superiori a 1 W/cm² e frequenze di 100 kHz. Gli ultrasuoni ad alta energia rimuovono i gas dai cibi liquidi, inducono cristallizzazione, reazioni redox, estrazione e purificazione di proteine ed enzimi, avvio della nucleazione nonché inattivazione degli enzimi. Studi che confrontano i requisiti per l'inattivazione dei microrganismi vegetali mostrano che il trattamento termico dei cibi liquidi può essere realizzato anche a temperature più basse con l'aiuto degli ultrasuoni. Per il trattamento con ultrasuoni è necessaria un'energia aggiuntiva, il che porta a un aumento del fabbisogno complessivo di energia del processo integrato. Tuttavia, in aree dove non è disponibile un approvvigionamento elettrico economico o fonti di energia alternative, il trattamento assistito da ultrasuoni rappresenta una interessante alternativa ai trattamenti termici attualmente popolari. Tra i trattamenti, i gas possono essere rimossi relativamente facilmente dai prodotti liquidi utilizzando ultrasuoni.
Applicazione degli Ultrasuoni nell'Industria Agricola
Nella regione del Mediterraneo, le acque reflue delle olive oil mills inquinano l'ambiente. Inoltre, le acque delle olive oil mills vengono utilizzate per l'irrigazione dei campi e delle fattorie, e le acque reflue scaricano rifiuti nei letti d'acqua, inquinando gravemente le fonti idriche poiché contengono proprietà biologiche ostinate. Pertanto, c'è la necessità di utilizzare l'ultrasuono per rimuovere i polluenti dalle acque reflue agricole. La prima fase di trattamento di queste acque reflue include l'attivazione fotonica dei catalizzatori tramite irradiazione luminosa, mentre la seconda fase di trattamento include la cavità ultrasonica indotta dall'ultrasuono.
Applicazione dell'Ultrasuono nell'Industria del Cuoio
Gli inquinanti emessi dall'industria del cuoio contengono diversi prodotti chimici utilizzati durante il processo di lavorazione del cuoio e producono infine rifiuti solidi. Il trattamento con enzimi può essere un'alternativa vantaggiosa al trattamento chimico nell'industria del cuoio. È inoltre molto utile in termini di sicurezza ambientale. Inoltre, il trattamento con enzimi ha un costo basso e può essere eseguito a basse temperature senza l'utilizzo di prodotti chimici aggiuntivi. L'applicazione simultanea di ultrasuoni e trattamento con enzimi aiuta a migliorare l'idrolisi enzimatica dei rifiuti delle concerie e porta a un aumento della digeribilità e del rendimento di chip e scarti.
Le pelli sono principalmente costituite da proteine fibrose insolubili chiamate collagene, che possono essere degradate sotto l'azione di proteasi. Applicando l'ultrasuono, la rete di fibre della pelle perde la sua funzione e diminuisce il tasso. La rete di fibre della pelle scompare e aumenta il tasso di diffusione della proteasi nei pori della pelle. In un rapporto di ricerca, è stata utilizzata una proteasi neutra (Bacillus subtilis, Bacillus subtilis) e una proteasi alcalina (Bacillus licheniformis). I risultati hanno mostrato che la proteasi (alcalina) di Bacillus licheniformis non è stata quasi influenzata dall'ultrasuono. Pertanto, è stata selezionata come materia prima per la degradazione dei rifiuti solidi.
L'utilità dell'ultrasuono di potenza è aumentata significativamente, soprattutto nelle applicazioni industriali, e gli scienziati hanno condotto ricerche approfondite su questo argomento. Si sa che l'apporto di energia tramite ultrasuoni può aumentare notevolmente il rendimento e la qualità del prodotto e può facilitare i processi di riciclo e purificazione dei prodotti in molte diverse industrie. La tecnologia a ultrasuoni è una tecnologia pulita ed efficiente che viene utilizzata ampiamente nel trattamento degli alimenti, nel congelamento e nella conservazione. Può anche essere usata per prevedere la durata delle fasi industriali e delle parti macchine, nonché per il trattamento dei rifiuti generati da diverse industrie come tessile, agricoltura, conceria, ecc.
EN