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Airborne power ultrasonic technologies for intensification of food and environmental processes

ultrasonic processing
power ultrasound
mass transfer
drying acoustic agglomeration
nuclear safety
source term mitigation
E. Riera, V.M. Acosta, J. Bon, M. Aleixandre, A. Blanco, R.R. Andrés, A. Cardoni, I. Martínez, L.E. Herranz, R. Delgado, J.A. Gallego-Juárez
Physics Procedia 87, 54-60
http://dx.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.12.010

Airborne power ultrasound is a green technology with a great potential for food and environmental applications, among others. This technology aims at producing permanent changes in objects and substances by means of the propagation of high-intensity waves through air and multiphase media. Specifically, the nonlinear effects produced in such media are responsible for the beneficial repercussions of ultrasound in airborne applications. Processing enhancement is achieved through minimizing the impedance mismatch between the ultrasonic radiator source and the medium by the generation of large vibration displacements and the concentration of energy radiation thus overcoming the high acoustic absorption of fluids, and in particular of gases such as air. Within this work the enhancing effects of airborne power ultrasound in various solid/liquid/gas applications including drying of solid and semi-solid substances, and the agglomeration of tiny particles in air cleaning processes are presented. Moreover, the design of new ultrasonic devices capable of generating these effects are described along with practical methods aimed at maintaining a stable performance of the tuned systems at operational powers. Hence, design strategies based on finite element modelling (FEM) and experimental methods consolidated through the years for material and tuned assembly characterizations are highlighted.

Acknowledgements

This work has been partially funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness project DPI2012-37466-C03-01 and the EU-PASSAM project (Grant agreement No. 323217 – Euratom FP

GSTU

proyecto/s relacionado/s

  • Sistemas activos y pasivos para mitigar el termino fuente en caso de accidente severo en una central nuclear (PASSAM)
    Programa EURATOM (UE)
  • Diseño y desarrollo de equipos y sistemas ultrasónicos de secado. (USDIS)
    Plan Nacional I+D+i 2008-2011
Departamento de Acústica y Evaluación No Destructiva (DAEND)
  • GAA: Grupo de Acústica ambiental
  • G CARMA: Grupo de Caracterización de materiales mediante evaluación no destructiva
  • ULAB: Ultrasonidos para el análisis de líquidos y bioingeniería
Departamento de Tecnologías de la Información y Las Comunicaciones (DTIC)
  • GiCP: Grupo de investigación en Ciberseguridad y Protección de la Privacidad
  • GICSI: Grupo de investigación en Criptología y Seguridad de la Información
    • LCQE: Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • PSUM: Grupo de Procesamiento de Señal en sistemas Ultrasónicos Multicanal
Departamento de Sensores y Sistemas Ultrasónicos (DSSU)
  • GSTU: Grupo de Sistemas y tecnologías ultrasónicas
  • NoySI: Grupo de Nanosensores y Sistemas Inteligentes
  • RESULT: Resonadores ultrasónicos para cavitación y micromanipulación
  • SENSAVAN: Grupo de Tecnología de Sensores Avanzados
  • QE: Electrónica Cuántica
Laboratorios
  • Laboratorio de Acústica
  • Laboratorio de Metrología Ultrasónica Médica (LMUM)
  • Laboratorio de Comunicaciones Cuánticas
  • Laboratory for International Collaboration in Advanced Biophotonics Imaging

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