Čistenie
14.5.2018

Ako funguje ultrazvukové čistenie? Vďaka vysokej frekvencii, ktorá zohrieva roztok a vytvára bublinky

Ultrazvukové vlnenie tvorí mikroskopické bublinky, ktoré sa dostanú aj do najmenších štrbín.

Určite ste už videli rozvírené bublinky vody, ktoré po sebe zanechala turbína lode. Ide o kavitáciu, vďaka ktorej je ultrazvukové čistenie jedným z najúčinnejších a zároveň najšetrnejších spôsobov čistenia. V ultrazvukových čističkách však žiadne vrtule nenájdete. Ako teda čistia?

Ako sme spomenuli v úvode, pri čistení ultrazvukom sa žiadne vrtule nepoužívajú. Na tvorbu mikroskopických bubliniek, ktoré sú základom chemického procesu čistenia, sa využíva ultrazvukové vlnenie.

Časti ultrazvukovej čističky

Proces čistenia prebieha v ultrazvukovej čističke, respektíve ultrazvukovej vani. Tieto zariadenia môžu obsahovať rôzne prídavné prvky, no základ každej ultrazvukovej čističky NOTUS tvoria štyri časti:

  • Ultrazvuková vaňa – prebieha v nej čistenie a je vyrobená z antikorózneho materiálu
  • Ultrazvukový generátor – produkuje ultrazvukové vlnenie
  • Ultrazvukové meniče – menia energiu z generátoru na mechanické kmitanie čistiacej kvapaliny
  • Riadiaca jednotka – nastavenie výkonu ultrazvuku, teploty kvapaliny a času čistenia prebieha cez digitálny panel

Laboratórna ultrazvuková čistička PS

Princíp čistenia ultrazvukom

Aj keď ide o chemický proces čistenia, nečistoty na predmetoch sú narušené a odplavené pomocou mechanickej energie. Zdrojom tejto energie sú vysokofrekvenčné vlny, ktoré produkuje ultrazvukový generátor. 

Ultrazvuková frekvencia sa z generátora dostáva do ultrazvukových meničov, ktoré (až do tejto chvíle) neviditeľné vlny menia na mechanické vlnenie. Vo chvíli, keď ultrazvuk prechádza kvapalinou, zohreje ju a rozkmitá všetky molekuly.

Tu sa dostávame do momentu, prečo sa na „výrobu“ bublín nepoužívajú spomínané vrtule, ale ultrazvuk:

  • Bublinky vytvorené ultrazvukom sú „silnejšie“ a teda pri čistení účinnejšie
  • Bubliny produkované ultrazvukom sú mikroskopické, vďaka čomu sa dostanú aj do miniatúrnych trhlín

V momente, keď má akustický tlak mínusové hodnoty, v roztoku vzniká podtlak a bublinky expandujú. Pri opačnej polarite sa naopak zmenšujú a takmer okamžite zanikajú. 

Vzhľadom na to, že ultrazvukové vlnenie je vysokofrekvenčné, tento jav sa deje niekoľko tisíckrát za sekundu. Rýchlou intenzitou bublania sa zvyšuje teplota čistiaceho roztoku a rastie energia, ktorá narušuje väzbu medzi predmetom a nečistotami na jeho povrchu.

Kombinácia veľkej teploty a tlaku tvorí základ najúčinnejšieho spôsobu odstraňovania nečistôt.

Prečo je ultrazvukové čistenie také efektívne?

Vďaka implózii – náhlemu vniknutiu tlaku do vzduchoprázdneho priestoru vzniká malá tlaková vlna, ktorá dostáva čistiaci roztok hlboko do štrbín aj tých najmenších zanesených predmetov. 

Roztok „poháňaný“ mechanickou energiou potom dokáže odstrániť aj dlhodobo znečistené predmety a zažratú mastnotu.

Faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť čistenia

Efektivitu a účinnosť ultrazvuku ovplyvňujú viaceré premenné. Ich hodnotu si môžete nastaviť podľa potrieb a miery zanesenia tak, aby ste dosiahli maximálnu úroveň vyčistenia. 

Vlnová dĺžka ultrazvuku

Najčastejšie sa využíva frekvencia 38 kHz, ktorá je pre odstránenie väčšiny znečistení úplne postačujúca. Pokiaľ by ste potrebovali vyčistiť extrémne zažratú nečistotu a mastnotu z motorov či foriem, odporúča sa čistiť pri frekvencii 25 kHz.

V prípade, ak plánujete čistiť menšie súčiastky, ako sú okuliare, mince, šperky či zdravotnícke pomôcky, využite vyššiu ultrazvukovú frekvenciu (38 kHZ). 

Pri ultrazvukovom čistení platí, že čím vyššia frekvencia, tým menšie bublinky, ktoré sa dostanú aj do ťažko prístupných miest. Miniatúrne predmety s množstvom štrbín sa teda odporúča čistiť pri frekvencii 70 kHz a viac.

Výkon ultrazvukového čistenia sa na kompaktných čističkách NOTUS nastavuje priamo na ich prednom ovládacom paneli pomocou digitálneho ovládania.

Pre efektívne priemyselné čistenie sme však navrhli samostatný ultrazvukový generátor NP 2000 s prednastavenými funkciami a maximálnym výkonom až 1 000 W.

Ultrazvukový generátor NP 2000

Ultrazvukový generátor NP 2000

Teplota čistiaceho roztoku

Vyššia teplota roztoku má lepšie čistiace účinky, pretože po ohriatí sa z neho uvoľňujú vzduchové bublinky. Ďalšou poučkou, ktorú sa pri ultrazvukovom čistení oplatí poznať, je táto: Čím menej vzduchu sa v roztoku nachádza, tým sú jeho čistiace účinky účinnejšie.

Ideálna teplota čistiaceho prípravku je však pre každý roztok odlišná. Vo všeobecnosti ale platí, že by nemala presiahnuť 80 % teploty, pri ktorej dochádza k varu danej kvapaliny. Pri vode, ktorá vrie pri 100-stupňovej vode, je to teda 80 °C.

Výkon generátora

Ten sa volí na základe požadovanej účinnosti čistenia, ale aj podľa veľkosti ultrazvukovej vaničky. Tu však priama úmera neplatí, pretože potrebný výkon generátora sa znižuje s rastúcim objemom vane.

Prípravok na ultrazvukové čistenie

Zanesené predmety sa v ultrazvukovej vaničke síce dajú čistiť aj roztokom čistej vody a saponátu či kyseliny citrónovej, oveľa lepšie účinky však dosiahnete so špeciálnymi čistiacimi roztokmi.

Tie totiž majú antikorózne vlastnosti, podporujú účinky kavitácie a rozpúšťajú rôzne nečistoty.

Čistiace roztoky do ultrazvukových čističiek

V našej ponuke nájdete ultrazvukové čistiace prípravky pre rôzne druhy materiálov, od ocele, hliníka až po plasty. Všetky roztoky sú založené na vodnej báze a čistia už pri nízkej koncentrácii. Bez toho, aby poškodzovali povrch čistených predmetov.

Ak ste po prečítaní tohto článku povedali, že ultrazvukové čistenie je presne to, čo potrebujete, pozrite si ponuku našich modelov. Pokiaľ potrebujete s výberom vhodného ultrazvukového zariadenia poradiť, neváhajte nás kontaktovať.

Páči sa vám článok?