रासायनिक उद्योग में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग?

उपकरण स्थल पर केवल कुछ ही अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर थे; वास्तव में, इनका कोई अध्ययन ही नहीं किया गया।

विद्युत-डीसॉल्वेशन, अल्ट्रासोनिक तरीके से डिस्टर्बेंस हटाना, हीट एक्सचेंजरों में अल

जहाँ तक मुझे पता है, वर्तमान में रसायन उद्योग में अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग ज्यादातर प्रयोगशाला स्तर पर ही हो रहा है; वास्तविक उपयोग में तो फ्लो मीटर या पाइपलाइनों की जाँच हेतु ऐसी तकनीकों का ही उपयोग किया जाता है।

टॉवर के नीचे मौजूद अवशोषक तरल, डिसअटैचमें घुलने के समय भी यह सहायक होता है। । ।

केवल पाइपलाइनों के निर्माण के बाद अल्ट्रासोनिक जाँच ही की जाती थी; लेकिन अब ऐसे उन्नत अल्ट्रासोनिक डिटेक्टर भी उपलब्ध हैं, जिनके द्वारा जाँच के परिणामों को रिकॉर्ड किया जा सकता है।

हमने पाइपलाइनों में मौजूद दोषों का पता लेने हेतु अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग

अल्ट्रासोनिक तरंगें, पदार्थों के स्थानांतरण, ऊष्मा संचरण एवं रासायनिक अभिक्रियाओं में अपनी विशेष भूमिका के कारण, दुनिया भर के देशों में अनुसंधान का विषय बन गई हैं। विशेष रूप से अमेरिका, ब्रिटेन, फ्रांस जैसे देशों में इसका अध्ययन बहुत ही गहराई से किया जा रहा है। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा संबंधी उपकरणों के विकास एवं उनके व्यापक उपयोग के कारण, जापान, रूस जैसे देशों ने औद्योगीकरण के क्षेत्र में कुछ प्रगति हासिल की है। हमारे देश में विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी का विकास, “ध्वनि-रसायन विज्ञान” नामक एक नए अंतःविषय के रूप में हुआ है। इसके विकास में, सैद्धांतिक एवं व्यावहारिक क्षेत्रों में काम करने वाले व्यक्तियों द्वारा किए गए अथक प्रयासों का भी बड़ा यो तथाकथित अल्ट्रासोनिक तरंगें, वास्तव में वे ध्वनि तरंगें हैं जिनकी आवृत्ति 20 किलोहर्ट्ज़ से 10 मेगाहर्ट्ज़ के बीच होती है। रसायन विज्ञान के क्षेत्र में इनका उपयोग मुख्य रूप से “अल्ट्रासोनिक कैविटेशन” के कारण ही होता है। तीव्र शॉक तरंगों एवं 100 मीटर/सेकंड से अधिक गति वाले सूक्ष्म जेटों के कारण, शॉक तरंगों एवं सूक्ष्म जेटों के उच्च घनत्व वाले घर्षण के परिणामस्वरूप जलीय विलयनों में हाइड्रॉक्सिल फ्री रेडिकल उत्पन्न होते हैं। इससे उत्पन्न होने वाले भौतिक-रासायनिक प्रभाव मुख्य रूप से यांत्रिक प्रभाव ही होते हैं। ये चारों प्रभाव एक-दूसरे से अलग नहीं हैं; बल्कि वे आपस में परस्पर क्रिया करते हैं एवं अभिक्रिया की गति को तेज करते हैं। इस लेख में, हाल के वर्षों में रसायन उद्योग में अल्ट्रासोनिक तकनीकों के प्रमुख उपयोगों का विवरण दिया गया है; ताकि इंजीनियरिंग क्षेत्र में अल्ट्रासोनिक तकनीकों के अनुसंधान एवं उपयोग को बढ़ावा दिया जा सके। *1. सफाई* – अल्ट्रासोनिक सफाई, अल्ट्रासोनिक तरंगों के मुख्य उपयोगों में से एक है। अन्य सफाई विधियों की तुलना में, अल्ट्रासोनिक सफाई में दक्षता अधिक होती है, एवं इसके द्वारा जटिल भागों, गहरे छिद्रों, अंधे छिद्रों एवं संकीर्ण जगहों में मौजूद गंदगी को आसानी से हटाया जा सकता है। इसके अलावा, इस प्रक्रिया को स्वचालित रूप से भी किया जा सकता है। वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग मशीनों के निर्माण हेतु संचालित कंपनियों की संख्या 1990 के दशक की कुछ ही कंपनियों से बढ़कर अब सैकड़ों तक पहुँच गई है। हमारे देश की आर्थिक व्यवस्था के और विकसित होने के साथ, यह निश्चित रूप से विभिन्न उद्योगों, चिकित्सा क्षेत्र एवं पर्यावरण संरक्षण संबंधी क्षेत्रों में एक आवश्यक तकनीक बन जाएगी। अल्ट्रासोनिक क्लीनर की कार्य आवृत्ति, सफाई किए जाने वाली वस्तु के आधार पर, मुख्य रूप से तीन आवृत्ति-सीमाओं में विभाजित होती है: कम आवृत्ति वाला अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग। कम-आवृत्ति वाला अल्ट्रासोनिक क्लीनर, बड़े उपकरणों की सतहों, या उन सतहों पर उपयोगी होता है, जहाँ गंदगी एवं साफ की जाने वाली सतह के बीच चिपकने की क्षमता अधिक होती है। आवृत्ति के निम्न स्तर पर, कैविटेशन की तीव्रता अधिक होती है; इस कारण सफाई किए जाने वाले भागों की सतह क्षतिग्रस्त हो जाती है। ऐसी स्थिति में, उच्च चमक वाली सतहों वाले भागों की सफाई करना उपयुक्त नहीं होता। इसके अलावा, कैविटेशन के क लगभग 40 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर, समान ध्वनि-तीव्रता के अंतर्गत, 20 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति की तुलना में अधिक कार्बनेशन बुलबुले बनते हैं; इसलिए इसकी प्रवेश-क्षमता अधिक होती है। हालाँकि, कार्बनेशन की तीव्रता कम होती है। ऐसी आवृत्ति का उपयोग जटिल आकार वाली सतहों या ऐसे भागों की सफाई हेतु किया जा सकता है, जिनमें छिपे हुए छिद्र होते हैं; साथ ही, ऐसी सतहों पर लगे दागों को भी हटाने हेतु इसका उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, इससे उत्पन्न होने वाला शोर भी कम होता है। उच्च-आवृत्ति अल्ट्रासोनिक सफाई, सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक घटकों की सफाई हेतु उपयोगी है; जैसे कि डिस्क, ड्राइव, रीड/राइट हेड, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, प्लेन डिस्प्ले, सूक्ष्म घटक, एवं पॉलिश किए गए धातु उत्पाद आदि। इन सफाई किए जाने वाली वस्तुओं को सफाई की प्रक्रिया के दौरान कैविटेशन क्षय से बचना होता है; साथ ही, इनसे माइक्रोमीटर स्तर की गंदगी भी हटाई जा सकनी चाहिए। मेगाहर्ट्ज अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग, इंटीग्रेटेड सर्किट चिप्स, सिलिकॉन चिप्स एवं पतली परतों की सफाई हेतु उपयोग में आती है। इसमें माइक्रोमीटर एवं सब-माइक्रोमीटर स्तर की गंदगी को हटाना संभव है, एवं सफाई की जाने वाली वस्तुओं को कोई नुकसान नहीं पहुँचता। क्योंकि इस समय कोई कैविटेशन नहीं होता, इसलिए इसकी सफाई प्रक्रिया मुख्य रूप से ध्वनि-दबाव अंतर, कणों की गति एवं ध्वनि-प्रवाह के प्रभावों के कारण होती है। इसकी विशेषता यह है कि सफाई की दिशा निर्धारित होती है; सफाई किए जाने वाली वस्तुओं को आमतौर पर ध्वनि-तरंगों की दिशा में ही रखा जाता है। सफाई हेतु उपयोग किए जाने वाले माध्यमों के आधार पर, इसे सामान्य सफाई एवं गैस-आधारित अल्ट्रासोनिक सफाई में विभाजित किया जा स सामान्य सफाई का अर्थ है, ऐसे सामान्य सफाई घोलों का उपयोग करना, जो बड़े पैमाने पर वाष्पित न हों; जैसे – पानी, पानी-आधारित सफाई एजेंट, तेल से बने कुछ उत्पाद आदि। अल्ट्रासाउंड के साथ उपयोग में आने वाली सामान्य सफाई विधियों में उच्च तापमान पर डुबोकर सफाई करना, बुलबुले बनाकर सफाई करना, एवं स ； सुखाने हेतु आमतौर पर गर्म हवा से सुखाने, सेंट्रीफ्यूजल विधि से सुखाने आदि तरीकों का उपयोग किया गैसीय चिकनाई हटाने हेतु आमतौर पर ऐसे आसानी से वाष्पित होने वाले घोलों का उपयोग किया जाता है, जैसे फ्रीऑन, ट्राइक्लोरोएथिलीन, ट्राइक्लोरोएथेन आदि। इनकी तेल-दाग हटाने की क्षमता बहुत अधिक होती है; लेकिन इनका क्वथनांक कम होता है। इसलिए इनके उपयोग हेतु आमतौर पर वाष्पीकरण प्रक्रिया को पुनः प्राप्त करने हेतु विशेष प्रणालियों का उपयोग किया जाता ह अल्ट्रासोनिक तकनीक के साथ उपयोग में आने वाली सामान्य सफाई विधियों में गर्म पानी में डुबोकर सफाई करना, स्प्रे का उपयोग करके सफाई करना, ； सूखाने हेतु आमतौर पर फ्रीज-ड्रायिंग विधि का उपयोग किया जाता है *2. निष्कर्षण* – अल्ट्रासोनिक विधि से विलायकों का उपयोग करके पदार्थों का निष्कर्षण, मुख्य रूप से तरल पदार्थ में होने वाली “कैविटेशन” प्रक्रिया पर निर्भर है। इसलिए, कैविटेशन प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कोई भी कारक, जैसे अल्ट्रासोनिक ऊर्जा, आवृत्ति, कार्य करने का समय, निष्कर्षण प्रक्रिया से संबंधित गुण आदि, निष्कर्षण की प्रभावशीलता को प्रभावित करते हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग निष्कर्षण प्रक्रियाओं में, जैसे कि ठोस-तरल निष्कर्षण एवं तरल-तरल निष्कर्षण में किया जाता है। यह, ऊष्मा-उपचार, यांत्रिक मिश्रण या दबाव में परिवर्तन जैसी पारंपरिक विधियों की तुलना में, निष्कर्षण प्रक्रिया की गति एवं प्रभावशीलता को बेहतर बनाने में सहायक होता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण, सामान्य तरल पदार्थों के द्वारा पदार्थों के निष्कर्षण की प्रक्रिया को मजबूत बनाने में मदद करता है; साथ ही, अतिसंक्रमणांतर अवस्था में भी पदार्थों के निष्कर्षण की प्रक्रिया को बेहतर बनाकर उत्पादन दर में वृद्धि करता है। रासायनिक प्रक्रियाओं में अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग निष्कर्षण हेतु किया जाता है। उदाहरण के लिए, बेंजीन जैसे 8 प्रकार के विलायकों का उपयोग करके ऑयल शेल में मौजूद एस्फाल्टीन को निष्कर्षित किया जाता है; 50kHz, 400W के ध्वनि-क्षेत्र के प्रभाव में निष्कर्षण की दर, सॉक्स विधि की तुलना में 24 गुना अधिक होती है। ； जब जिंक से 17.3% युक्त जिंक खनिज नमूनों को सोडियम हाइड्रॉक्साइड एवं क्लोराइड ऑफ अमोनियम के मिश्रण वाले घोल में भिगोया जाता है, तो 22kHz, 100W की आवृत्ति वाले अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके इस प्रक्रिया की गति को **बढ़ाया जा सकता है**। ； 20 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति, 100 वाट एवं 600 वाट की शक्ति वाले ध्वनि-क्षेत्रों का उपयोग करने से, पाउडर रूप में उपलब्ध पाइरेथ्रम घास से पाइरेथ्रम ऑयल निकालने की प्रक्रिया में तेजी आ सकती है। ； ऐसी स्थितियों में, वैक्यूम सबलिमेशन विधि की तुलना में कोई अन्य विधि इतनी तेज़ गति से प ； 18.5किलोहर्ट्ज़, 250वाट की उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक क्षेत्र का उपयोग करके साइनाइड विधि से सोने को निकालने की प्रक्रिया की गति में वृद्धि की जा सकती है। ； 20 किलोहर्ट्ज़ की अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके आर्टेमिसिया में मौजूद कुल क्षारों को निकालने हेतु, सामान्य विधियों की तुलना में अधिक प्रमाण में क्षार प्राप्त किए जा सकते हैं; साथ ही, निष्कर्षण का समय भी कम हो जाता रिफ्लक्स विधि से 2 घंटे बाद प्राप्त होने वाला अर्क-उत्पादन दर 0.176% था, जबकि अल्ट्रासोनिक विधि से 40 मिनट बाद यह दर 0.248% तक पहुँच गई। ； 20किलोहर्ट्ज़, 47वाट की अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग, साथ ही यांत्रिक मिश्रण, Ni के निष्कर्षण की दर को 4 से 7 गुना तक बढ़ा सकता है। वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तकनीक का उपयोग कुछ उद्योगों में छोटी मात्रा में पदार्थों के निष्कर्षण हेतु किया जा रहा है; बड़े पैमाने पर उत्पादन हेतु इसका उपयोग अभी बहुत कम ही हो रहा है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण हेतु आवश्यक उपकरण अभी परिपक्व नहीं हैं; इसलिए ऐसे उपकरणों के विकास एवं प्रक्रिया-पैरामीटरों के अनुकूलन हेतु *3. क्रिस्टलीकरण, चूर्णीकरण*: अल्ट्रासोनिक तरंगें, अतिसंतृप्त घोलों में मौजूद ठोस पदार्थों के तेज़ एवं सुचारू रूप से अवक्षेपित होने में मदद करती हैं; साथ ही, ये क्रिस्टलों के विकास को भी बढ़ावा देती हैं। विलयनों में क्रिस्टलीकरण, कार्बनिक घुलनशील पदार्थों एवं अकार्बनिक लवणों के अलगीकरण एवं शुद्धीकरण में बहुत ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह न केवल विलयन में मौजूद घुलनशील पदार्थों को ठोस अवस्था में अलग करने में मदद करता है, बल्कि चूँकि विभिन्न क्रिस्टलों की संरचनाएँ अलग-अलग होती हैं, इसलिए इसका उपयोग क्रिस्टलीय पदार्थों के शुद्धीकरण हेतु भी किया जा सकता है। अन्य उत्तेजना-आधारित क्रिस्टलीकरण विधियों एवं बीज-आधारित क्रिस्टलीकरण विधियों की तुलना में, अल्ट्रासोनिक न्यूक्लिएशन विधि में आवश्यक अतिसंतृप्तता स्तर कम होता है; क्रिस्टलों की वृद्धि गति तेज होती है। इस विधि से प्राप्त क्रिस्टल न्यूक्लियस अधिक समान, सुसंरचित एवं चिकने होते हैं। क्रिस्टल न्यूक्लियसों एवं तैयार क्रिस्टलों के आकारों में विचरण की मात्रा कम होती है, एवं विचरण गुणांक भी लेकिन अल्ट्रासोनिक कैविटी बुल्स के टूटने से उत्पन्न होने वाले सूक्ष्म जेट, क्रिस्टलों की सतह पर क्षरण पैदा करते हैं; यदि इन जेटों की तीव्रता अधिक हो, तो वे क्रिस्टलों को नष्ट भी कर सकते हैं, जिससे क्रिस्टलों की वृद्धि प्रभावित होती है। वांग वेइनिंग एवं उनके सहयोगियों ने 33 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति एवं 250 वाट की शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग अल्कली क्लोराइड ऑफ मैग्नीशियम के क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया में किया। इससे अतिसंतृप्त घोल का इंड्यूस्ड पीरियड कम हो गया; क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया 12 घंटों से घटकर 4 घंटों में ही पूरी हो गई। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक तरंगों की आवृत्ति जितनी अधिक होती है, क्रिस्टलीकरण की गति उतनी ही तेज़ होती है; इंड्यूस्ड पीरियड भी कम हो जाता है, एवं क्रिस्टलीकरण पूरा होने में लगने वाला समय भी कम हो जाता है। इस अनुसंधान के आधार पर, अल्ट्रासोनिक क्रिस्टलाइज़र को औद्योगिक उद्देश्यों हेतु उपयोग में लाना शुरू कर दिया गया है। ठोस होने की प्रक्रिया के दौरान पिघले हुए धातु पर अल्ट्रासोनिक उपचार करने से क्रिस्टल कण सूक्ष्म हो जाते हैं, जिससे उस धातु की लचीलापन एवं यांत्रिक मजबूती जैसी भौतिक विशेषताओं में सुधार होता है। कार्बन स्टील पर अल्ट्रासोनिक उपचार करने से, इसके क्रिस्टलीय आकार को 200 माइक्रोमीटर से घटाकर 25–30 माइक्रोमीटर तक किया जा सकता है। इससे इसकी लचीलापन में 30%–40% की वृद्धि होती है, जबकि इसकी यांत्रिक शक्ति में 20%–30% की वृद्धि होती है। फार्मास्यूटिकल उद्योग में, सूक्ष्म एवं समान आकार के कण प्राप्त करने हेतु, ओरल या त्वचा के नीचे इंजेक्ट की जाने वाली दवाओं के निर्माण हेतु अल्ट्रासोनिक क्रिस्टलीकरण का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग पोटैशियम नाइट्रेट, एसिटामाइड, पोटैशियम सोडियम टार्टरेट जैसे घोलों में क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया को तेज करने हेतु भी क औद्योगिक उत्पादन हेतु, अल्ट्रासोनिक सहायता से क्रिस्टलीकरण/अवक्षेपण का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि अवक्षेपित पदार्थ ठंडा करने वाली नलियों पर जमते नहीं हैं; इस प्रकार सिस्टम की शीतलन दर समान रूप से वितरित होती रहती है। अल्ट्रासोनिक कोटिंग-रोधी/कोटिंग-हटाने वाली तकनीक में थर्मल एक्सचेंज उपकरणों की संरचना या प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में कोई बदलाव करने की आवश्यकता नहीं होती; इसमें किसी भी रासायनिक पदार्थ का उपयोग भी आवश्यक नहीं है। यह एक उत्कृष्ट “हरित” कोटिंग-रोधी तकनीक है। अल्ट्रासोनिक कंपनें धातु घटकों के माध्यम से पाइपों तक पहुँचती हैं; इससे पाइपों पर जमा हुआ गंदा पदार्थ लगातार निकलता रहता है, जिससे पाइपों पर गंदगी जमने की गति कम हो जाती है। साथ ही, अल्ट्रासोनिक कंपनों के कारण घोल में मौजूद कुछ कठोर लवण ठोस रूप में बदल जाते हैं, जिससे दलिये जैसा अवक्षेप बन जाता है। इस तकनीक का उपयोग शान्सी नानफेंग ग्रुप जैसी कंपनियों में बखूबी किया जा रहा है। *4. इमल्सीफिकेशन, डी-इमल्सीफिकेशन* * *वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक इमल्सीफिकेशन संबंधी सिद्धांतों के तीन मुख्य प्रकार हैं – कैविटेशन, सतही अस्थिरता, एवं अल्ट्रासोनिक तरंगों के कारण उत्पन्न होने वाली सूक्ष्म धाराएँ। अल्ट्रासोनिक एमल्शन प्रक्रिया में, सामान्य एमल्शन प्रक्रियाओं/उपकरणों की तुलना में उत्पन्न होने वाले एमल्शन की गुणवत्ता बेहतर होती है। इस प्रक्रिया में बनने वाले ड्रॉपों का आकार छोटा होता है; यह 0.2–2 माइक्रोमीटर के बीच हो सकता है। ड्रॉपों के आकार की सीमा भी संकीर्ण होती है – यह 0.1–10 माइक्रोमीटर या उससे भी कम हो सकती है। इस प्रक्रिया में एमल्शन की सांद्रता भी अधिक होती है; शुद्ध एमल्शन की सांद्रता 30% तक हो सकती है, जबकि अतिरिक्त एमल्सिफायरों की मात्रा 70% तक हो सकती है। इमल्सीफायर का उपयोग न करके, या कम मात्रा में उपयोग करके भी स्थिर एमल्शन बनाया जा सकता है। ऐसे एमल्शन कई महीनों, या आधे साल तक भी स्थिर रह सकते हैं। इस प्रक्रिया में ऊर्जा की खपत कम होती है, उत्पादन दक्षता अधिक होती है, एवं लागत भी कम रहती है। सभी प्रकार के लैक्टेट तैयार किए जा सकते हैं; हालाँकि, यांत्रिक विघटन विधि के द्वारा ऐसा संभव नहीं है। लैक्टेट के प्रकार को नियंत्रित करने हेतु केवल एमल्सिफायर के गुण ही प्रभावी होते हैं। उदाहरण के लिए, टोलुइन पानी में घुलकर एक प्रकार का एमल्शन बना सकता है; कम ध्वनि-तीव्रता की स्थितियों में ऐसा ही होता है। जबकि उच्च ध्वनि-तीव्रता की स्थितियों में यह किसी अन्य प्रकार का एमल्शन बना सकता है। एमल्शन बनाने हेतु कम बिजली की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, 4.55 मीटर³/घंटा की दर से, 1 माइक्रोमीटर आकार के ड्रॉप्स वाला एमल्शन तैयार करने हेतु, यदि स्प्रिंग-बेस्ड उपकरणों का उपयोग किया जाए, तो 10.5–14.1 किलोग्राम/सेमी² के कार्य दबाव पर केवल 5–7 हॉर्सपावर की ही आवश्यकता होती है। जबकि हाई-प्रेशर होमोजनाइज़रों का उपयोग किया जाए, तो 70.3–351.6 किलोग्राम/सेमी² के कार्य दबाव पर 40–50 हॉर्सपावर की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक विघटन की मदद से ऐसे घुलनशील मिश्रण भी तैयार किए जा सकते हैं, जिन्हें सामान्य विधियों से बिल्कुल भी प्राप्त नहीं किया जा सकता। उदाहरण के लिए, सामान्य मिश्रण विधियों से पानी में केवल 5% पारा ही मिल सकता है; जबकि ध्वनि-क्षेत्र में 20% पारा वाला घुलनशील मिश्रण तैयार किया जा सकता है। ईंधन में पानी मिलाकर उसे अल्ट्रासोनिक तरीके से घोलना एवं उसे जलाने की तकनीक, देश में कई वर्षों से उपयोग में है। इस प्रक्रिया में किसी एमल्सीफायर की आवश्यकता नहीं होती। एमल्सिफाइड तेल में पानी के कणों का आकार लगभग 1 माइक्रोमीटर होता है। इससे 6% से 25% तक ऊर्जा की बचत होती है; धुएँ एवं धूल की मात्रा 40% से 90% तक कम हो जाती है; जबकि NOx की मात्रा 20% से 75% तक कम हो जाती है। यह तरीका ईंधन की बचत एवं पर्यावरण संरक्षण हेतु उपयोगी है। केरोसीन-आधारित ईंधन में थोड़ा पानी मिलाकर अल्ट्रासोनिक विधि से मिश्रण तैयार किया जा सकता है; इससे 40% से अधिक केरोसीन वाला स्थिर घोल बनता है। ऐसा घोल संग्रहण एवं परिवहन हेतु उपयुक्त होता है, एवं इससे काफी लाभ होता है। दूसरी ओर, कम तीव्रता एवं निश्चित आवृत्ति पर, अल्ट्रासोनिक तरंगें इमल्शन को विघटित कर सकती हैं। अमेरिकी कंपनी टेक्सोनिक ने एक कुशल एवं किफायती तकनीक विकसित की है; इस तकनीक में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके तेल-पानी मिश्रण को अलग किया जाता है, और इससे बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं। इसके अलावा, यह कंपनी त्रिफेजीय, असमान संरचना वाले पदार्थों को अलग करने हेतु अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग भी करती है; उदाहरण के लिए, कठिनाई से अलग किए जा सकने वाले तेल-पानी-ठोस घुलनशील पदार्थों को अलग करने हेतु इस तकनीक का उपयोग किया जाता है। *5. रासायनिक अभिक्रियाओं में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग – इसमें मुख्य रूप से अल्ट्रासोनिक कैविटेशन प्रभाव का ही उपयोग किया जाता है। कैविटेशन बुलबुलों के टूटने से स्थानीय स्तर पर उच्च तापमान, उच्च दबाव, तीव्र शॉक तरंगें एवं जेट उत्पन्न होते हैं। ऐसी परिस्थितियाँ, सामान्य परिस्थितियों में असंभव या कठिन रूप से ही संभव होने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए एक नया, विशेष प्रकार का भौतिक-रासायनिक वातावरण प्रदान करती हैं। यह ध्वनि-विज्ञान एवं रसायन विज्ञान का एक नया, अंतःसंबंधी विषय है। कई प्रयोगों से यह साबित हुआ है कि अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग विभिन्न प्रकार की अभिक्रियाओं में किया जा सकता है; जैसे – पाउडर रूपी ठोस कणों की उपस्थिति वाली अभिक्रियाएँ, इमल्शन अभिक्रियाएँ, एवं समघटक अभिक्रियाएँ। पॉलिमर रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, जैसे कि संयोजन अभिक्रियाएँ, पॉलिमरों का विघटन आदि। विद्युत-रासायनिक दृष्टि से, अल्ट्रासोनिक तरंगों को सीधे इलेक्ट्रोप्लेटिंग टैंक में प्रवेशित किया जाता है; कैविटेशन के कारण निक्षेपण दर में वृद्धि होती है, जिससे धारा घनत्व भी बढ़ जाता है। यह, मैग्नेटिक एंगुलर स्पिन MAS तकनीक की तुलना में अधिक सुविधाजनक एवं उपयोगी है। उदाहरण के लिए, 20kHz की आवृत्ति वाले अल्ट्रासोनिक विकिरण का उपयोग करके कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुले हुए एल्यूमिनियम सल्फेट के लिए, इसके Al-चतुर्ध्रुवीय अनुनाद स्पेक्ट्रम की आधी चोटी-चौड़ाई 170Hz है; जबकि MAS तकनीक का उपयोग करके प्राप्त उसी स्पेक्ट्रम की आधी चोटी-चौड़ाई 660Hz है। गैस क्रोमैटोग्राफी में, फिक्स्ड फेज को लगाने की प्रक्रिया को बेहतर बनाने हेतु अल्ट्रासोनिक विधि का उपयोग करना अब एक सामान्य प्रक्रिया बन गई है। अल्ट्रासोनिक रासायनिक अभिक्रियाओं को प्रभावित करने वाले कई पैरामीटर होते हैं; इनमें मुख्य रूप से कार्य आवृत्ति, तीव्रता, शक्ति, विकिरण का समय, तरंग आकृति, अभिक्रिया माध्यम का तापमान, वायुमंडलीय दबाव आदि शामिल हैं। उदाहरण के लिए, संश्लेषण रसायन विज्ञान में अल्ट्रासोनिक आवृत्ति आमतौर पर कुछ दर्जन kHz के आसपास होती है; जबकि पॉलिमरीकरण रसायन विज्ञान में यह आवृत्ति आमतौर पर 1 MHz से कम होती है। हालाँकि, ध्वनि-तीव्रता आमतौर पर 5 W/cm² से अधिक होती है। तेल निकालने की प्रक्रिया में, विभिन्न कारणों से तेल कुओं में कई बार अवरोध उत्पन्न हो जाते हैं; इससे कच्चे तेल का कुएँ में प्रवाह बाधित हो जाता है, जिससे कच्चे तेल की पारगम्यता कम हो जाती है। इसका परिणाम यह होता है कि तेल कुओं से निकलने की दर एवं तेल क्षेत्रों से तेल निकालने की दर में कमी आ जाती है। ध्वनि तरंगों के उपयोग से तेल कुओं, जल इंजेक्शन कुओं एवं कुएँ के आसपास स्थित तेल परतों का उपचार किया जाता है। इससे तेल परतों में मौजूद तरल पदार्थों के गुण एवं प्रवाह-गुणधर्मों में परिवर्तन होता है। इसके परिणामस्वरूप कुएँ के आसपास स्थित तेल परतों में प्रवाह एवं पारगम्यता में सुधार होता है; अवरोध दूर होते हैं, जमाव एवं मोम जैसी समस्याओं से बचा जा सकता है। इससे तेल निकालने की मात्रा में वृद्धि होती है, एवं कच्चे अल्ट्रासोनिक तरीके से तेल निकालने का सिद्धांत यह है: जब उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक तरंगें तेल की परत में प्रवेश करती हैं, तो उन तरंगों के प्रभाव से तेल की परत में मौजूद केशिकाओं का व्यास बदल जाता है। जब केशिका के व्यास में परिवर्तन होता है, तो उसकी सतही तनाव एवं केशिका-बल भी बदल जाते हैं। जब केशिका की त्रिज्या बढ़ जाती है, तो सतही तनाव त्रिज्या के वर्ग के अनुपात में कम हो जाता है, जबकि केशिका-बल त्रिज्या के घन के अनुपात में कम हो जाता है। इस कारण केशिका में मौजूद अवशिष्ट तेल, बलों के संतुलन भंग होने के कारण, गुरुत्वाकर्षण एवं अल्ट्रासोनिक कंपनों के प्रभाव से कुएँ में चला जाता है। इसके अलावा, उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक तरंगों के प्रभाव से तेल की परतें टूट जाती हैं, जिससे दरारें बन जाती हैं। इससे कच्चे तेल की पारगम्यता में वृद्धि हो जाती है। अल्ट्रासोनिक विधि से तेल निकालने का उपयोग मुख्य रूप से उन तेल कुओं में किया जाता है, जहाँ ड्रिलिंग के दौरान कीचड़ लंबे समय तक वहाँ रहता है, जिससे तेल कुएँ गंभीर रूप से प्रदूषित हो जाते हैं। ； तेल परतें गंभीर रूप से अवरुद्ध हैं; साथ ही, ऐसे कुओं में पानी एवं अम्ल का प्रभाव भी बहुत ； वे कुओं, जो तेल-पानी सीमा के निकट स्थित हैं, एवं जहाँ फ्रैक्चरिंग जैसे उपायों से उत्पादन बढ़ाना संभव ； ऐसे कुओं में तेल-स्तर की गुणवत्ता अच्छी होती है, एवं तेल-स्तर की मोटाई भी अधिक होती है; लेकिन तेल निकालन ； गाढ़े तेल वाले कुएँ, मोम बनने वाले कुएँ ； वे तेल कुओं, जिनकी पारगम्यता नमकीन अवशेषों, गंदगी या यांत्रिक मलबे के कारण तेजी से कम हो जाती है। 1960 के दशक में, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने सबसे पहले अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग तेल कुओं से अधिक तेल प्राप्त करने हेतु किया। ओक्लाहोमा राज्य के वाशिंगटन काउंटी में स्थित तेल कुओं में इस तकनीक का परीक्षण किया गया, एवं इस परीक्षण से कुछ हद तक सफलता प्राप्त हुई। इसके बाद, पूर्व सोवियत संघ ने अल्ट्रासोनिक तकनीकों के उपयोग से तेल निकालने संबंधी अनुसंधानों में बहुत मेहनत की, एवं हमेशा ही विश्व में अग्रणी स्थान पर रहा। हमारे देश के वैज्ञानिकों ने तेल कुओं में उपयोग हेतु उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक उपकरण विकसित किए हैं। युमेन, दाचिंग आदि तेल क्षेत्रों में इन अल्ट्रासोनिक तकनीकों का परीक्षण किया गया, जिससे तेल क्षेत्रों में तेल की गुणवत्ता में सुधार हुआ। प्रवाह गुणांक, प्रवाह दर, अभिसरण गुणांक आदि में भी काफी सुधार हुआ, एवं इससे बहुत ही अच्छे परिणाम प्राप्त हुए। अल्ट्रासोनिक तकनीक का उपयोग तेल कुओं एवं तेल स्रोतों पर करने से कच्चे तेल का उत्पादन 40% से 50% तक बढ़ सकता है; तेल निकालने की दर में 10% से अधिक की वृद्धि हो सकती है। इस तकनीक की सफलता दर 80% तक होती है, एवं तेल उत्पादन में वृद्धि होने की अवधि आधे साल से अधिक भी हो सकती है। अल्ट्रासोनिक तेल निकालने वाले उपकरण आमतौर पर वाहन-आधारित होते हैं, जिससे इनका उपयोग करना काफी आसान एवं सुव जमीन पर स्थित अल्ट्रासोनिक जनरेटर, कुछ हजार हर्ट्ज की आवृत्ति वाले विद्युत संकेत उत्पन्न करता है। ये विद्युत संकेत केबलों के माध्यम से कुएँ के अंदर स्थित अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर तक पहुँचते हैं। अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, इन विद्युत संकेतों को ध्वनि संकेतों में परिवर्तित कर देता है। ये ध्वनि संकेत, कुएँ के अंदर मौजूद कच्चे तेल के माध्यम से तेल-स्तर तक पहुँच जाते हैं। अल्ट्रासोनिक विधि से तेल निकालने के मुख्य लाभ हैं: इसका प्रभाव तुरंत होता है, एवं इससे तेल उत्पादन में स्पष्ट वृद्धि होती ह ； इससे तेल कुओं में कोई प्रदूषण नहीं होगा, और तेल स्तर को भी कोई नुकसान नहीं पहुँ ； उपकरणों की लागत अपेक्षाकृत कम है; निर्माण प्रक्रिया सरल है, लागत कम होती है, एवं लाभ अधिक होता है। ； इसे अन्य उत्पादन-वृद्धि वाली विधियों के साथ भी उपयोग में लाया जा सकता है; ऐसा करने से ； इसका उपयोग व्यापक रूप से किया जा सकता है वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक जनरेटरों की विद्युत शक्ति सैकड़ों किलोवाट तक है। अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसरों का आकार आमतौर पर बेलनाकार होता है; इनकी लंबाई लगभग 1–2 मीटर होती है, जबकि व्यास लगभग कुछ दसियों मिलीमीटर होता है। अल्ट्रासोनिक तेल निष्कर्षण तकनीक, चाहे वह प्रसंस्करण तकनीकों के मामले में हो या उपकरणों के अनुसंधान के मामले में, अब पूरी तरह विकसित हो चुकी है। इस तकनीक के विकास की बहुत संभावनाएँ हैं, एवं यह तेल क्षेत्रों में उत्पादन बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी। *7 अन्य अनुप्रयोग* अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग रसायन उद्योग के कई क्षेत्रों में भी किया जा सकता है। यदि इसका उपयोग झिल्ली-विभाजन प्रक्रियाओं में किया जाए, तो यह पदार्थों के स्थानांतरण की गति को बढ़ाने एवं “कॉन्सेंट्रेशन डिफरेंशियल पोलराइजेशन” समस्या को दूर करने में मदद करता है; इसस ； यह अपशिष्ट जल के शोधन हेतु उपयोग में आता है; इसके द्वारा अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को प्रभावी ढंग से अलग किया जा सकता है, एवं अपशिष्ट जल में मौजूद हानिकारक पदार्थों को भी विघटित क ； किण्वन प्रक्रिया के दौरान, अल्ट्रासोनिक तरंगें कोशिकाओं में मौजूद जैव-एंजाइमों को तेजी से कोशिकाओं के बाहर निकालने में मदद करती हैं। इससे किण्वन द्रव में एंजाइमों की सक्रियता में वृद्धि होती है, जिससे सब्सट्रेट के रूपांतरण की दर भी बढ़ जाती है। ； थर्मोसेंसिटिव पदार्थों को सुखाने हेतु, तापमान बढ़ाए बिना ही ठोस पदार्थ से पानी निकाला जा सकता है; इससे सुखाने की प्रक्रिया तेज हो जाती है, एवं ठोस पदार्थ में शेष रहने वाले पानी की मात्रा भी कम हो जाती है। ； माइक्रोबबल्स बनाने, वेल्डिंग आदि हेतु उपयोग में आता है। *8 निष्कर्ष* वर्तमान में, रसायन उद्योग में अल्ट्रासोनिक तकनीकों का उपयोग अभी शुरुआती चरण में ही है। इन तकनीकों का विकास समान रूप से नहीं हो रहा है; उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक सफाई जैसी तकनीकों का विकास तेजी से हो रहा है, जबकि अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण जैसी अन्य तकनीकों में कोई खास विकास नहीं हुआ है। इन तकनीकों के कार्य-सिद्धांतों का अध्ययन एवं विश्लेषण अभी आवश्यक है। चूँकि नई अल्ट्रासोनिक तकनीकों के परीक्षणात्मक चरण में निवेश एवं जोखिम दोनों ही काफी अधिक होते हैं, इसलिए विभिन्न क्षेत्रों में इन तकनीकों के उपयोग हेतु संबंधित उद्यमों को मिलकर इनका विकास एवं अनुसंधान करना आवश्यक है। इसके लिए पर्याप्त निवेश एवं सहायता भी आवश्यक है। केवल इसी तरह ही उच्च दक्षता वाली, ऊर्जा-बचत वाली अल्ट्रासोनिक तकनीकों को वास्तविक इंजीनियरिंग परियोजनाओं में लागू किया जा सकता है, जिससे इन तकनीकों का औद्योगीकरण तेज हो सके। चूँकि अल्ट्रासोनिक तरंगों के उपयोग से रसायन एवं रासायनिक उद्योग में नई ऊर्जा आई है, इससे कई ऐसे प्रभाव पैदा हुए हैं जो सामान्य विधियों से प्राप्त नहीं हो सकते। इसके अलावा, इसके लिए आवश्यक उपकरण भी सरल हैं, एवं इससे कोई द्वितीयक प्रदूषण भी नहीं होता। इसलिए, इसके विकास की संभावनाएँ बहुत ही अच्छी हैं।

रासायनिक उद्योग में अल्ट्रासोनिक उपकरणों/यंत्रों का उपयोग कई जगहों पर किया जाता है; जैसे कि अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर, अल्ट्रासोनिक डिटेक्शन उपकरण, अल्ट्रासोनिक उपकरण जो जमाओं को हटाने में सहायक होते हैं, एवं प्रयोगशालाओं में उपयोग होने वाले अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग उपकरण।~~

इस पोस्ट को अंतिम बार “फैन गोंग” द्वारा 2015-9-8, 17:04 पर संपादित किया गया। प्रयोगशालाओं में अल्ट्रासोनिक क्लीनरों का उपयोग तरल चरण विभाजन विधि में घुले हुए गैसों को हटाने हेतु किया जाता है। मशीनरी उद्योग में अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग, तेल हटाने आदि हेतु इसका उपयोग किया जाता है; जबकि पेट्रोकेमिकल उद्योग में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग कच्चे तेल को अलग करने हेतु भी किया जाता है।

सफाई उद्योग में इसका बहुत उपयोग होता है; अधिकांश धोने वाले मशीनों में अल्ट्रासाउंड सुविधा होती है। इसके अलावा, पहले प्रयोगशाला में पॉलिमरीकरण करते समय अल्ट्रासोनिक एमल्शन का उपयोग किया जाता था; इसका परिणाम मिश्रण करने की पारंपरिक विधियों की तुलना में कहीं बेहतर होता था। मुझे नहीं पता कि आज औद्योगिक क्षेत्र में ऐसा संभव है या नहीं।

झांगजियागांग रुईनेंग प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड एक उच्च-तकनीक वाली कंपनी है, जो ऊर्जा-आधारित अल्ट्रासोनिक तकनीकों एवं अल्ट्रासोनिक उपकरणों के विकास, निर्माण एवं विपणन में विशेषज्ञता रखती है। ये उत्पाद पेट्रोकेमिकल्स, गैस क्षेत्रों में उत्पादन वृद्धि, खाद्य एवं औषधि उद्योग, सीवेज एवं कचरे के निपटान, प्लास्टिक/रबर उत्पादों, तथा कपड़ों एवं रोजमर्रा की वस्तुओं जैसे क्षेत्रों से संबंधित ； वर्तमान में मुख्य उत्पाद: अल्ट्रासोनिक ब्लॉकेज-रिमूवल उपकरण, एलईडी वेल्डिंग मशीनें, अल्ट्रासोनिक जनरेटर, अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक पावर स्रोत, अल्ट्रासोनिक कंपन उत्पन्न करने वाले उपकरण, अल्ट्रासोनिक कटिंग उपकरण, अल्ट्रासोनिक रासायनिक उपकरण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उपकरण, अल्ट्रासोनिक सिलाई मशीनें (वायरलेस सिलाई मशीनें), अल्ट्रासोनिक इनहेलेशन उपकरण, अल्ट्रासोनिक ऊर्जा-संचयन वाले सफाई उपकरण, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपकरण, अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण उपकरण। ““नवाचार पर आधार रखना, गुणवत्ता पर ध्यान देना, ईमानदार सेवा प्रदान करना, ईमानदारी से सहयोग करना, एवं साथ मिलकर विकास करना” – यही रुइनेंग रेन का हमेशा से अनुसरण किया गया लक्ष्य है। ग्राहकों को उच्च गुणवत्ता वाली, सुरक्षित एवं विश्वसनीय तकनीकों एवं उत्पादों की आपूर्ति करना ही रुइनेंग रेन की सदा की नीति है। हम लगातार खुद से आगे बढ़ते रहेंगे, और हमेशा की तरह ग्राहकों के लिए मूल्य पैदा करेंगे, उन्हें बेहतर तकनीक, उत्पाद एवं सेवाएँ प्रदान करेंगे! 　 　 　झांगजियागांग रुईनेंग प्रौद्योगिकी कंपनी लिमिटेड, अल्ट्रासोनिक तकनीकों के क्षेत्र में देश की अग्रणी आपूर्तिकर्ता कंपनियों में से एक है। हमें अपना साझेदार चुनकर, आपको सर्वोत्तम अल्ट्रासोनिक तकनीकों संबंधी समाधान प्राप्त हो सकते हैं।

प्रयोगशालाओं में सफाई हेतु उपयोग किए जाने के अलावा, अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग में भी किया जा सकता है; जैसे कि डीजल में मौजूद सल्फर को हटाने हेतु अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग।

अल्ट्रासोनिक तरंगें रासायनिक अभिक्रियाओं की गति को भी ब