LT6713B - Ultrasonic device for algae cell disruption - Google Patents

Ultrasonic device for algae cell disruption Download PDF

Info

Publication number
LT6713B
LT6713B LT2018024A LT2018024A LT6713B LT 6713 B LT6713 B LT 6713B LT 2018024 A LT2018024 A LT 2018024A LT 2018024 A LT2018024 A LT 2018024A LT 6713 B LT6713 B LT 6713B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
ultrasonic
hollow
cylinder
concentrator
hemisphere
Prior art date
Application number
LT2018024A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2018024A (en
Inventor
Piotr Vasiljev
Sergejus BORODINAS
Regimantas BAREIKIS
Arūnas STRUCKAS
Liudmila VASILJEVA
Original Assignee
Vytauto Didžiojo universitetas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vytauto Didžiojo universitetas filed Critical Vytauto Didžiojo universitetas
Priority to LT2018024A priority Critical patent/LT6713B/en
Publication of LT2018024A publication Critical patent/LT2018024A/en
Publication of LT6713B publication Critical patent/LT6713B/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

This discovery is dedicated to renewable energy sources in particular for algae processing. The device is aimed to process algae in order to release internal chemicals from the cells, such as oils for bio fuel production, lipids, pigments, vitamins that are used in medicine and cosmetology, as a dual purpose device it can be used for water cleaning etc. The ultrasonic device for algae biomass processing consists of several parts which are: reservoir, half slice of hollow sphere – the actuator of ultrasonic vibrations, meanwhile one end of the hemisphere is assembled to the ultrasonic transducer and the other is immersed into algae biomass. The diameter of the sphere is adjusted to vibrate at first radial vibration tone. The hemisphere at a slice can be preceded by a hollow cylinder of the same diameter with the length that would fit the resonance of the system. Meanwhile the opposite end of the cylinder is connected to another hemisphere. The cylinder itself has inlet and outlet channels at the middle by its length or (and) such channels can be implemented in hemisphere actuator. Additional (one or few) resonating systems can be assembled to additional spherical concentrator and (or) to external surface of earlier mentioned cylinder external side. Inside the system, no matter will it be hemisphere or hemisphere with a cylinder, reflectors should be placed in a specific distance that should not exceed half-wave that is calculated for sound wave travel speed at algae biomass. The reflector should be made of hard material that does not damp acoustic waves.

Description

Technikos sritisTechnical field

Išradimas priskiriamas atsinaujinančių šaltinių - dumblių biomasės ląstelių suardymo ir ląstelėje sukauptų bioproduktų išskyrimo ultragarsinių virpesių pagalba sistemoms ir gali būti pritaikytas biokuro gamybai, vandens valymo įrenginiuose, įvairių bioproduktų, kaip lipidai, baltymai, pigmentai, vitaminai, kurie taikomi medicinoje arba kosmetikoje, gamybai ir t.t.The invention relates to systems for the destruction of renewable algae biomass cells and the extraction of bioproducts stored in the cell by means of ultrasonic vibrations and can be applied to biofuel production, water treatment plants, various bioproducts such as lipids, proteins, pigments, vitamins used in medicine or cosmetics.

Technikos lygisState of the art

Šiuo metu ypatingas dėmesys skiriamas dumbliams - perspektyviems tiek atsinaujinančios energijos, tiek maisto papildų ir pašarų, tiek ir kitoms pramonės šakoms svarbių produktų šaltiniams. Dumblių auginimo, jų ląstelių skaidymo technologijos yra aktualios ir perspektyvios. Pateiktas išradimas priskiriamas prie dumblių masės ląstelių skaidymo. Yra keletas dumblių skaidymo būdų: mechaninis, cheminis, elektromagnetinis, ultragarsinis. Išradimas priskiriamas prie ultragarsinio skaidymo būdo.At present, special attention is paid to algae, a promising source of renewable energy, food supplements and feeds, as well as important products for other industries. Technologies for growing algae and dividing their cells are relevant and promising. The present invention relates to the division of algal mass cells. There are several ways to decompose algae: mechanical, chemical, electromagnetic, ultrasonic. The invention relates to an ultrasonic decomposition method.

Žinomas ultragarsinis skaidymo įrenginys, aprašytas patente US 6840280 B1 (2005m.) sudarytas iš skaidomos masės rezervuaro, ir ultragarsinių virpesių koncentratoriaus, panardinto joje. Kad padidinti skaidymo našumą, panaudota žinoma ultragarsinėje technikoje papildoma pusbanginė stačiakampio formos virpesių sistema su išilginėmis išpjovomis. Patentuose US 3519251 (1970 m.) ir US 0079300A1 (2009 m.) siūloma naudoti disko formos rezonatorių, kad padidinti sąveikos su skaidoma biomase plotą, tuo pačiu padidinti skaidymo gamybos našumą. Tačiau tokie veiksniai didina energetinius nuostolius.The known ultrasonic decomposition device described in U.S. Pat. No. 6,840,280 B1 (2005) consists of a decomposable mass reservoir and an ultrasonic vibration concentrator immersed therein. In order to increase the separation efficiency, an additional half-wave rectangular oscillation system with longitudinal slits is used in the known ultrasonic technique. U.S. Pat. No. 3,519,251 (1970) and U.S. Pat. No. 0079300A1 (2009) propose the use of a disk-shaped resonator to increase the area of interaction with degradable biomass while increasing the efficiency of decomposition production. However, such factors increase energy losses.

Patente US 0260106 A1 (2005 m.) siūloma skystos masės skaidymui naudoti magnetostrikcinę virpesių žadinimo sistemą, kas yra gremėzdiška ir energetiškai nenašu. Patente US 0126942 A1 (2010 m.) bandoma pritaikyti iškarto kelis skirtingų dažnių koncentratorius, kas taip pat veda prie energetinių nuostolių.U.S. Pat. No. 2,260,106 A1 (2005) proposes the use of a magnetostrictive vibration excitation system for the separation of a liquid mass, which is cumbersome and energy inefficient. U.S. Pat. No. 0,126,942 A1 (2010) attempts to apply several concentrators of different frequencies at once, which also leads to energy losses.

Kitas žinomas ultragarsinis skaidymo įrenginys, aprašytas patente US 7156201 B2 (2004 m.), sudarytas iš skaidomos masės rezervuaro, ir ultragarsinių virpesių koncentratoriaus, panardinto joje. Kad sumažinti energetinius nuostolius, susijusius su rezonansinių virpesių slopinimu skaidoma mase, kurioje panardintas koncentratorius, skysta masė paduodama koncentratoriaus gale, kur didžiausios jo virpėjimo amplitudės. Tačiau tokie veiksniai sumažina skaidymo gamybos našumą.Another known ultrasonic decomposition device, described in U.S. Pat. No. 7,156,201 B2 (2004), consists of a decomposable mass reservoir and an ultrasonic vibration concentrator immersed therein. To reduce the energy loss associated with the suppression of resonant oscillations, the decomposed mass in which the concentrator is immersed is fed to the liquid mass at the end of the concentrator, where its vibration amplitudes are greatest. However, such factors reduce the efficiency of decomposition production.

Panašaus taikymo patentų galima dar paminėti US 0094183 (2013 m.), kuriame įvedama skaidomos masės kontrolė, US 4691724 (1987 m.), kuriame virpesių amplitudžių padidinimui įvedamas daugelio laipsnių laiptuotas koncentratorius, US 0184025 A1 (2014 m.), kuriame modernizuojama jau minėta pusbanginė stačiakampio formos virpesių sistema su išilginėmis išpjovomis irt.t.Patents of a similar application may also be mentioned in US 0094183 (2013), which introduces decomposition mass control, US 4691724 (1987), which introduces a multi-stage stepped concentrator to increase vibration amplitudes, US 0184025 A1 (2014), which modernizes an already said semi-wavy rectangular oscillation system with longitudinal notches, etc.

Artimiausias technine esme šiam išradimui ultragarsinis skaidymo įrenginys, aprašytas patento paraiškoje US 20080061000 A1 (2008 m.), sudarytas iš skaidomos skystos masės rezervuaro, ir ultragarsinių virpesių koncentratoriaus, panardinto jame. Prie koncentratoriaus pritvirtintas pusbanginis strypas su lopetėlėmis, pritvirtintomis prie jo šoninio paviršiaus. Sužadintas strypas vibruoja išilginiais virpesiais ir priverčia lankstytis žadinamu dažniu lopetėles, kurios sąveikauja su skaidoma mase, pripildyta rezervuare. Tuo padidinamas skaidymo gamybinis pajėgumas, mažinami energetiniai nuostoliai. Tačiau įrenginys turi rimtų trūkumų: sužadintas strypas intensyviai virpės tik įvedus jį j rezonansą, t.y. jo ilgis turi būti kartotinis išilginių virpesių, sklindančių strype, pusbangių skaičiui. Tačiau įvedus strypą į rezonansą, pagrindinai virpės lopetėlės, esančios prie strypo torcų (galų), kas neleis efektyviai panaudoti duoto patento esmę ir mažins skaidymo gamybinį pajėgumą, didins skaidomos masės poveikio ultragarsu laiką ir nesumažins energijos sunaudojimo.The closest technical aspect to the present invention is the ultrasonic decomposition device described in U.S. Patent Application US 20080061000 A1 (2008), comprising a decomposable liquid mass reservoir and an ultrasonic vibration concentrator immersed therein. Attached to the concentrator is a half-wave rod with paddles attached to its side surface. The excited rod vibrates with longitudinal oscillations and forces the ladders to bend at the excited frequency, which interact with the decomposable mass filled in the reservoir. This increases the production capacity of the decomposition and reduces energy losses. However, the device has serious drawbacks: the excited rod will vibrate intensely only when it is introduced into the resonance, i. its length must be a multiple of the number of half-waves of the longitudinal oscillations propagating in the rod. However, the introduction of the rod into the resonance will mainly vibrate the paddles at the rods (ends) of the rod, which will not allow efficient use of the essence of the patent and will reduce the production capacity of the decomposition, increase the ultrasonic exposure time and reduce energy consumption.

Išradimo tikslas - sumažinti energijos sunaudojimą, sumažinus biomasės poveikio ultragarsu laiką ir padidinti biomasės skaidymo gamybinį pajėgumą.The aim of the invention is to reduce energy consumption by reducing the sonication time of biomass and to increase the production capacity of biomass decomposition.

Tikslas pasiekiamas ultragarsiniame dumblių biomasės ląstelių ardymo įrenginyje, susidedančiame iš skaidomos dumblių biomasės rezervuaro, kuriame įtaisytas ultragarsinių virpesių koncentratorius, kurio vienas galas sujungtas su rezonansine sudėtine pjezoelektrine ultragarsinių virpesių žadinimo sistema (Landževeno keitikliu), kitas - panardintas minėtoje biomasėje, pagaminus nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratorių, prie kurio išorinės dalies statmenai rutulio pjūviui pritvirtinta virpesių žadinimo sistema, o tuščiavidurio rutulio skersmuo parinktas taip, kad jame susižadintų pirma rezonansinė radialinių virpesių forma; biomasės poveikio ultragarsu laikas sumažės papildžius tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriaus laisvą galą to paties diametro tuščiaviduriu cilindru, kurio ilgis lygus kartotiniam išilginių virpesių, žadinamų minėtame cilindre, pusbangių skaičiui; gamybinis biomasės skaidymo pajėgumas padidės, tuščiavidurio cilindro laisvą galą sujungus su papildomu nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriumi, o minėtame tuščiaviduriame cilindre, ties jo viduriu pagal ilgį, arba (ir) papildomame nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriuje padarius dumblių masės cirkuliacijos kiaurymes; įrenginio gamybinis pajėgumas dar padidės, sujungus papildomą nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriaus dalį arba (ir) tuščiavidurio cilindro išorinį paviršių, ties jo viduriu pagal ilgį, su papildoma (viena ar keliomis) rezonansinėmis sudėtinėmis pjezoelektrinėmis ultragarsinių virpesių žadinimo sistemomis; įrenginio gamybinis pajėgumas dar labiau padidės patalpinus į tuščiavidurio cilindro ir (arba) nupjauto tuščiavidurio rutulio vidų per atstumą, neviršijantį pusės žadinamų virpesių bangos ilgio, sklindančių biomasėje, įdėklą, pagamintą iš stangrios, virpesius nesugeriančios medžiagos.The object is achieved in an ultrasonic algal biomass cell disintegration system consisting of a decomposable algal biomass tank equipped with an ultrasonic vibration concentrator connected at one end to a resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation system (Landjeven transducer) a concentrator to the outer part of which a vibration excitation system is attached perpendicular to the section of the sphere, and the diameter of the hollow sphere is selected so as to excite the first resonant shape of the radial oscillations therein; the ultrasonic exposure time of the biomass will be reduced by adding a free end of a hollow spherical concentrator to a hollow cylinder of the same diameter, the length of which is equal to a multiple of the half-wavelengths of longitudinal oscillations excited in said cylinder; the production capacity of the biomass will be increased by connecting the free end of the hollow cylinder to an additional truncated hollow spherical concentrator and circulating the algal mass in said hollow cylinder at its center by length or / and in an additional truncated hollow spherical concentrator; the production capacity of the unit will be further increased by connecting an additional part of the truncated hollow spherical concentrator or (and) the outer surface of the hollow cylinder, at its center by length, with additional (one or more) resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation systems; the production capacity of the unit will be further enhanced by placing inside the hollow cylinder and / or the cut hollow sphere a distance not exceeding half the wavelength of the excited oscillating wavelengths propagating in the biomass, made of a flexible, non-vibrating material.

Išradimui paaiškinti pateikiami brėžiniai:The following drawings are provided to illustrate the invention:

Fig.1, kuriame pavaizduotas bendras įrenginio vaizdas su nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriumi; Fig.2 - vaizdas su papildomu rezonansiniu cilindru; Fig.3 - vaizdas be korpusinio įrenginio, kaip uždaros rezonansinės sistemos; Fig.4 a),b),c) - be korpusinis įrenginys su papildomo virpesių žadinimo sistemomis, Fig.5 a),b) - įrenginys su standžių įdėklu.Fig. 1 is a general view of the apparatus with a truncated hollow spherical concentrator; Fig. 2 - view with additional resonant cylinder; Fig. 3 - view without housing device as a closed resonant system; Fig.4 a), b), c) - without housing device with additional vibration excitation systems, Fig.5 a), b) - device with rigid insert.

Išradimo detalus aprašymasDetailed description of the invention

Ultragarsinį dumblių ląstelių ardymo įrenginį sudaro apvalaus strypo formos virpesių žadinimo sistema (1) - pusbanginis išilginių virpesių Landževeno keitiklis, sudarytas iš vieno ar kelių piezokeraminių elementų (2), patalpintų tarp strypo atkarpų (3) (Fig.1), pritvirtinta prie virpesių koncentratoriaus (4), išpildyto nupjauto tuščiavidurio rutulio formos, prie kurio išorinės dalies (5) statmenai rutulio pjūviui pritvirtina virpesių žadinimo sistema (1), o tuščiavidurio rutulio vidurinės linijos skersmuo (2R) parinktas taip, kad jame susižadintų pirma rezonansinė radialinių virpesių forma, pagal lygybę 2nR=c/f, kur c - virpesių sklidimo greitis koncentratoriuje, f- žadinimo dažnis, R - rutulio vidurinės linijos spindulys. Koncentratorius (4) įtvirtintas mazginėje virpesių zonoje (6) prie įrenginio korpuso (7) ir kontaktuoja su biomase (8), pripildyta tarp jo ir korpuso ir paduodama įėjimo ir išėjimo dumblių masės cirkuliacijos kiaurymių (9, 10) pagalba.The ultrasonic algal cell disintegration device consists of a round rod-shaped vibration excitation system (1) - a semi-wave longitudinal oscillating Landjeven transducer consisting of one or more piezoceramic elements (2) placed between the rod sections (3) (Fig.1) attached to the vibration concentrator (4), in the form of a cut truncated sphere, to the outer part (5) of which a vibration excitation system (1) is attached perpendicular to the spherical section, and the diameter (2R) of the hollow sphere center line is selected to excite the first resonant shape of radial oscillations. equation 2nR = c / f, where c is the velocity of the oscillations in the concentrator, f is the excitation frequency, and R is the radius of the center line of the sphere. The concentrator (4) is mounted in the nodal oscillation zone (6) at the device housing (7) and contacts the biomass (8) filled between it and the housing and fed by means of the inlet and outlet algae mass circulation holes (9, 10).

Koncentratoriaus (1) laisvas galas gali būti prailgintas tuščiaviduriu cilindru (11) (Fig.2), kurio ilgis „I“ lygus kartotiniam išilginių virpesių, žadinamų minėtame cilindre, pusbangių skaičiui, pagal lygybę I = nck/2f, kur n=1,2,3..., Ck - virpesių sklidimo greitis koncentratoriuje, f- žadinimo dažnis.The free end of the concentrator (1) can be extended by a hollow cylinder (11) (Fig. 2), the length "I" of which is equal to a multiple of the half-wavelengths of longitudinal oscillations excited in said cylinder, by the equation I = nck / 2f, where n = 1, 2,3 ..., Ck - vibration propagation speed in the concentrator, f- excitation frequency.

Tam kad sudaryti uždarą be korpusinę sistemą (Fig. 3.), tuo pačiu padidinus gamybinį pajėgumą, prie tuščiavidurio cilindro (11) laisvo galo galima prijungti dar vieną (papildomą) nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratorių (4a), o minėtame tuščiaviduriame cilindre (11), ties jo viduriu pagal ilgį (mazgine zona) (6a) arba (ir) papildomame nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriuje (4a) padarius naujas dumblių masės cirkuliacijos kiaurymes (9,10).In order to form a closed without housing system (Fig. 3), while increasing the production capacity, another (additional) cut hollow spherical concentrator (4a) can be connected to the free end of the hollow cylinder (11), and in said hollow cylinder (11) ), by making new holes for the circulation of the algal mass (9,10) at its center in length (knot zone) (6a) or (and) in an additional cut hollow spherical concentrator (4a).

Įrenginio gamybinio pajėgumo tolimesniam padidinimui galima papildomą nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriaus dalį (4a) arba (ir) tuščiavidurio cilindro (11) išorinį paviršių, ties jo viduriu pagal ilgį sujungti su papildoma (viena ar keliomis) rezonansinėmis sudėtinėmis pjezoelektrinėmis ultragarsinių virpesių žadinimo sistemomis (1a, 1b, 1c) Fig.4 a),b),c).To further increase the production capacity of the device, an additional part of the truncated hollow spherical concentrator (4a) or (and) the outer surface of the hollow cylinder (11) can be connected at its center by length to additional (one or more) resonant composite piezoelectric ultrasonic excitation systems 1a , 1b, 1c) Fig.4 a), b), c).

Įrenginio gamybinis pajėgumas dar labiau padidės patalpinus į tuščiavidurio cilindro (11) ir (arba) nupjauto tuščiavidurio rutulio (4-4a) vidų per atstumą „d“ (Fig.5 a),b)), neviršijantį pusės žadinamų virpesių bangos ilgio, sklindančių biomasėje (8), įdėklą (12), pagamintą iš stangrios, virpesius nesugeriančios medžiagos, pagal išraišką d <Cb) / 2f, kur, Cb) - virpesių sklidimo greitis biomasėje, f- žadinimo dažnis.The production capacity of the device will be further increased by placing it inside the hollow cylinder (11) and / or the cut hollow sphere (4-4a) at a distance "d" (Fig.5 a), b)) not exceeding half the wavelength of the excited oscillations propagating. in biomass (8), an insert (12) made of a flexible, non-vibrating material, according to the expression d <Cb) / 2f, where, Cb) is the vibration propagation rate in biomass, f- excitation frequency.

Ultragarsinio dumblių ląstelių ardymo įrenginio veikimasOperation of an ultrasonic algal cell disruptor

Padavus j pjezoelementų elektrodus (brėžinyje neparodyta) rezonansinio dažnio įtampą, koncentratoriuje (4) sužadinama išilginių mechaninių virpesių banga, kurios maksimalios svyravimo amplitudės koncentruojasi ant laisvo nupjauto tuščiavidurio rutulio galo, kuris sąveikauja su dumblių ląstelių biomase (8), kuri cirkuliuoja per kiaurymes (9,10) rezervuare (7), sukeldamas joje ultragarsinę kavitaciją, ko pasėkoje vyksta dumblių ląstelių, prisotintų alyvos, suardymas, alyvos išskyrimas (Fig.1). Energetinių nuostolių sumažinimas duoda tai, kad tuščiavidurio rutulio vidurinės linijos skersmuo (2R) parinktas taip, kad jame susižadintų pirma rezonansinė radialinių virpesių forma. Tokiu būdu, tuščiavidurio rutulio (4) sienelė virpa rezonansiniu radialinių virpesių dažniu ir papildomai sąveikauja su dumblių ląstelių biomase (8).When a resonant frequency voltage (not shown in the drawing) is applied to the piezoelectric electrodes, a longitudinal mechanical oscillation wave is excited in the concentrator (4), the maximum amplitudes of which are concentrated at the free end of the truncated hollow sphere interacting with the algal cell biomass , 10) in the reservoir (7), causing ultrasonic cavitation in it, as a result of which the destruction of the oil-saturated algae cells takes place, the separation of the oil (Fig. 1). The reduction in energy loss results in the diameter (2R) of the hemisphere of the hollow sphere being chosen to excite the first resonant form of radial oscillations. In this way, the wall of the hollow sphere (4) vibrates at the resonant frequency of radial oscillations and additionally interacts with the biomass of algal cells (8).

Prijungus prie koncentratoriaus galo to paties diametro tuščiavidurį cilindrą (11), padidinam virpamos rezonansinės sistemos (4-11) - koncentratoriaus sąveikos su biomase (8) plotą, ir tuo pačiu pakeliam gamybos našumą (Fig.2).By connecting a hollow cylinder (11) of the same diameter to the end of the concentrator, we increase the area of interaction of the vibrating resonant system (4-11) - the concentrator with the biomass (8), and at the same time increase the production efficiency (Fig.2).

Esant cilindrui (11) to paties diametro kaip ir rutulio (4) pjūvio dalis, jame žadinasi pirma radialinių virpesių forma ir rezonansinė išilginių virpesių forma, kadangi cilindro ilgis „I“ parenkamas kartotiniu išilginių virpesių, žadinamų minėtame cilindre, pusbangių skaičiui. Visa tai pagerina įrenginio energetines charakteristikas.When the cylinder (11) has a part of the same diameter as the section of the ball (4), the first radial oscillation shape and the resonant longitudinal oscillation shape are excited, since the cylinder length "I" is selected by the number of half-waves of longitudinal oscillations excited in said cylinder. All this improves the energy performance of the device.

Virpamos rezonansinės sistemos sąveikos su biomase plotą dar labiau padidiname, padarant ją uždara, laisvą cilindro galą (11) užbaigiant rezonansiniu tuščiaviduriu rutuliu (4a), kaip tai parodyta Fig.3, t.y padarant rezonansinę sistemą (411-4a), ir tuo pačiu dar labiau pakeliame gamybos našumą. Viduje uždaros virpamos sistemos, generuojant išilginių ir radialinių ultragarsinių virpesių modoms, vyksta intensyvi biomasės (8) kavitacija, ko pasėkoje - intensyvus ir greitas dumblių ląstelių ardymas.The area of interaction of the vibrating resonant system with the biomass is further increased by making it closed, terminating the free end of the cylinder (11) with a resonant hollow sphere (4a), as shown in Fig. 3, i.e. making the resonant system (411-4a), and at the same time we raise production productivity more. Inside the closed vibrating system, generating longitudinal and radial ultrasonic oscillations modes, intensive cavitation of biomass (8) takes place, resulting in intensive and rapid destruction of algal cells.

Kavitacijos procesas ženkliai suintensyvėja žadinant sudėtinį koncentratorių (4-11-4a) keliomis papildomomis rezonansinėmis sudėtinėmis pjezoelektrinėmis ultragarsinių virpesių žadinimo sistemomis 1a), 1b), 1c), kaip tai parodyta Fig.4 a),b),c).The cavitation process is significantly intensified by excitation of the composite concentrator (4-11-4a) with several additional resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation systems 1a), 1b), 1c), as shown in Fig.4 a), b), c).

Biomasės (8) suardymo laiką ženkliai sumažiname patalpindami į uždaros virpamos sistemos (4) arba (4-11-4a) vidų įdėklą (12), pagamintą iš stangrios, virpesius nesugeriančios medžiagos. Nedidelis tarpelis „d“ tarp koncentratoriaus ir įdėklo užtikrina intensyvesnę biomasės kavitacijos koncentraciją mažesniame jos tūryje.The decomposition time of biomass (8) is significantly reduced by placing it in an inner insert (12) made of a strong, non-vibration material in a closed vibrating system (4) or (4-11-4a). The small gap "d" between the concentrator and the liner ensures a more intensive concentration of biomass cavitation in a smaller volume.

Claims (6)

Išradimo apibrėžtisDefinition of the invention 1. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius), susidedantis iš skaidomos dumblių biomasės rezervuaro, kuriame įtaisytas ultragarsinių virpesių koncentratorius, kurio vienas galas sujungtas su rezonansine sudėtine pjezoelektrine ultragarsinių virpesių žadinimo sistema (Landževeno keitikliu), kitas - panardintas minėtoje biomasėje, besiskiriantis tuo, kad koncentratorius padarytas nupjauto tuščiavidurio rutulio formos, prie kurio išorinės dalies statmenai rutulio pjūviui pritvirtina virpesių žadinimo sistema, o tuščiavidurio rutulio skersmuo parinktas taip, kad jame susižadintų pirma rezonansinė radialinių virpesių forma.1. Ultrasonic algal cell disintegration (reactor) consisting of a decomposable algal biomass tank equipped with an ultrasonic vibration concentrator, one end of which is connected to a resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation system that the concentrator is made in the form of a truncated hollow sphere, the outer part of which is attached perpendicular to the section of the sphere by a vibration excitation system, and the diameter of the hollow sphere is chosen so as to excite the first resonant radial vibration shape. 2. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius) pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriaus laisvas galas papildytas to paties diametro tuščiaviduriu cilindru, kurio ilgis lygus kartotiniam išilginių virpesių, žadinamų minėtame cilindre, pusbangių skaičiui.2. An ultrasonic algal cell disruptor (reactor) according to claim 1, characterized in that the free end of the hollow spherical concentrator is supplemented by a hollow cylinder of the same diameter, the length of which is equal to a multiple of the half-wavelengths of longitudinal oscillations excited in said cylinder. 3. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius) pagal 1 ir 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad tuščiavidurio cilindro laisvas galas sujungtas su papildomu nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriumi, o minėtame tuščiaviduriame cilindre, ties jo viduriu pagal ilgį, arba (ir) papildomame nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriuje padarytos dumblių masės cirkuliacijos kiaurymės.3. Ultrasonic algal cell disintegration device (reactor) according to claims 1 and 2, characterized in that the free end of the hollow cylinder is connected to an additional truncated hollow spherical concentrator, and in said hollow cylinder, at its center by length, and / or in an additional truncated algae mass circulation holes made in the hollow spherical concentrator. 4. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius) pagal 1, 2 ir 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad su papildomu nupjauto tuščiavidurio rutulio formos koncentratoriumi sujungtas papildoma rezonansine sudėtine pjezoelektrine ultragarsinių virpesių žadinimo sistema (Landževeno keitikliu).4. Ultrasonic algal cell disintegration device (reactor) according to claims 1, 2 and 3, characterized in that an additional resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation system (Langeeven transducer) is connected to the additional truncated hollow spherical concentrator. 5. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius) pagal 1, 2, 3 ir 4 punktą, besiskiriantis tuo, kad tuščiavidurio cilindro išorinis paviršius, ties jo viduriu pagal ilgį, sujungtas su viena ar keliomis papildomomis rezonansinėmis sudėtinėmis pjezoelektrinėmis ultragarsinių virpesių žadinimo sistemomis (Landževeno keitikliu).5. Ultrasonic algal cell disintegration (reactor) according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the outer surface of the hollow cylinder, at its center along its length, is connected to one or more additional resonant composite piezoelectric ultrasonic vibration excitation systems (Landzeven). converter). 6. Ultragarsinis dumblių ląstelių ardymo įrenginys (reaktorius) pagal 1, 2, 3, 4 ir 5 punktą, besiskiriantis tuo kad į tuščiavidurio cilindro ir (arba) nupjauto tuščiavidurio rutulio vidų per atstumą, neviršijantį pusės žadinamų virpesių bangos ilgio, sklindančių biomasėje, patalpintas įdėklas, pagamintas iš stangrios, virpesius nesugeriančios medžiagos.6. An ultrasonic algal cell disintegration device (reactor) according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the interior of the hollow cylinder and / or the cut hollow sphere is located at a distance not exceeding half the wavelength of the excited oscillations propagating in the biomass. an insert made of a flexible, non-vibration material.
LT2018024A 2018-07-10 2018-07-10 Ultrasonic device for algae cell disruption LT6713B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2018024A LT6713B (en) 2018-07-10 2018-07-10 Ultrasonic device for algae cell disruption

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2018024A LT6713B (en) 2018-07-10 2018-07-10 Ultrasonic device for algae cell disruption

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2018024A LT2018024A (en) 2020-02-10
LT6713B true LT6713B (en) 2020-03-25

Family

ID=69399529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2018024A LT6713B (en) 2018-07-10 2018-07-10 Ultrasonic device for algae cell disruption

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6713B (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US79300A (en) 1868-06-30 babcock
US94183A (en) 1869-08-31 Improvement in buttons or studs
US184025A (en) 1876-11-07 Improvement in machines for damping paper for printing
US260106A (en) 1882-06-27 Oliver long
US3519251A (en) 1968-07-11 1970-07-07 Frederick G Hammitt Vibratory unit with baffle
US4691724A (en) 1984-10-23 1987-09-08 Scp Biscornet Ultrasonic device
US6840280B1 (en) 2002-07-30 2005-01-11 Sonics & Materials Inc. Flow through ultrasonic processing system
US7156201B2 (en) 2004-11-04 2007-01-02 Advanced Ultrasonic Solutions, Inc. Ultrasonic rod waveguide-radiator
US20080061000A1 (en) 2006-09-08 2008-03-13 Kimberly Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic Treatment System For Separating Compounds From Aqueous Effluent

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US79300A (en) 1868-06-30 babcock
US94183A (en) 1869-08-31 Improvement in buttons or studs
US184025A (en) 1876-11-07 Improvement in machines for damping paper for printing
US260106A (en) 1882-06-27 Oliver long
US3519251A (en) 1968-07-11 1970-07-07 Frederick G Hammitt Vibratory unit with baffle
US4691724A (en) 1984-10-23 1987-09-08 Scp Biscornet Ultrasonic device
US6840280B1 (en) 2002-07-30 2005-01-11 Sonics & Materials Inc. Flow through ultrasonic processing system
US7156201B2 (en) 2004-11-04 2007-01-02 Advanced Ultrasonic Solutions, Inc. Ultrasonic rod waveguide-radiator
US20080061000A1 (en) 2006-09-08 2008-03-13 Kimberly Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic Treatment System For Separating Compounds From Aqueous Effluent

Also Published As

Publication number Publication date
LT2018024A (en) 2020-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108722326B (en) Vibration assembly, beauty device with vibration assembly and using method of beauty device
JPH07501969A (en) Particle manipulation in ultrasonic fields
WO2012150874A1 (en) Process for the ultrasonic cavitation treatment of liquid media and objects arranged in a medium
JPH05137190A (en) Device for emitting ultrasonic energy into liquid
CN201410461Y (en) Circular tube type piezoelectricity ultrasound energy converter
JP2010530800A (en) Multi-frequency ultrasonic equipment and processing for biofuel production
JP6902787B2 (en) Ultrasonic generator, diaphragm unit
WO2013015708A1 (en) Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media
GB2497613A (en) Ultrasonically excited comb
RU2325959C2 (en) Hydrodynamic generator of ultrasonic acoustic vibrations and method of its generating
LT6713B (en) Ultrasonic device for algae cell disruption
JP2009022941A (en) Air-blowing-type ultrasonic irradiation apparatus and system for treating liquid material
CN100537019C (en) Energy conversion method and device for ultrasonic liquid processing
RU2430509C1 (en) Device of electrophysical exposure of aerosols
CN209205276U (en) Vibration component and cosmetic apparatus with the vibration component
US6489707B1 (en) Method and apparatus for generating acoustic energy
JP6327789B2 (en) Ultrasonic reactor
RU138071U1 (en) ULTRASONIC VIBRATION SYSTEM
RU132000U1 (en) ULTRASONIC VIBRATION SYSTEM FOR GAS MEDIA
CN107899526B (en) Sonochemistry processing device for weakening standing wave effect based on reflecting plate topological structure
Gallego-Juárez High power ultrasonic transducers for use in gases and interphases
CN113163819A (en) Method and system for processing material by pressure waves
JP2016147247A (en) Focal sound field formation apparatus
CN2829913Y (en) Supersonic processor
RU2657485C1 (en) Water or oil treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20200210

FG9A Patent granted

Effective date: 20200325

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20200710