Sara Maghami har undersökt hur ultraljudsgenererad kavitation kan användas för att effektivisera processer inom bland annat vattenrening, livsmedelsproduktion och metallutvinning.
22 juni 2026
Små bubblor kan bidra till att rena vatten, bearbeta livsmedel och utvinna metaller på ett mer effektivt sätt
Industrin står inför ett allt större tryck att minska energianvändningen och kemikalieförbrukningen samtidigt som effektiviteten ska förbättras. Forskare vid Luleå tekniska universitet har visat hur mikroskopiska bubblor som alstras med hjälp av ultraljud kan användas för att förbättra processer inom allt från vattenrening till livsmedelsproduktion och metallutvinning.
– Kavitation har stor potential, men för att tekniken ska fungera i industriell skala måste vi förstå hur man styr den på ett effektivt sätt, säger Sara Maghami, doktorand i ingenjörsakustik vid Luleå tekniska universitet.
Energi frigörs när bubblor kollapsar
Kavitation är ett fenomen där små bubblor bildas, växer och kollapsar i en vätska. Vid implosionen uppstår extremt höga lokala temperaturer och tryck, vilket kan utnyttjas för att påverka kemiska och biologiska processer.
I avhandlingen Toward Improved Process Intensification through Acoustic Cavitation undersöker Sara Maghami hur ultraljudsbaserade system kan utformas för att generera kavitation mer effektivt och samtidigt minska energiförlusterna.
– Målet har varit att utveckla system som levererar så mycket av den tillförda energin som möjligt till de områden där kavitationen ger de önskade effekterna, säger hon.
Nedbrytning av PFAS
En del av forskningen fokuserar på PFAS, en grupp av långlivade kemikalier som förekommer i produkter såsom brandsläckningsskum, textilier och industriella material.
Genom att använda flera ultraljudsfrekvenser i en integrerad akustisk-hydrodynamisk kavitationsenhet kunde man uppnå en energieffektiv nedbrytning av PFAS i vatten.
– Resultaten visar att det är möjligt att förbättra nedbrytningen samtidigt som energibehovet hålls under kontroll, säger hon.
Sara Maghami har disputerat i teknisk akustik vid Luleå tekniska universitet med avhandlingen Toward Improved Process Intensification through Acoustic Cavitation.
Skonsammare livsmedelsbearbetning
Tekniken testades även för pastörisering av äppeljuice. Traditionell pastörisering bygger på värme, vilket kan påverka juicens smak och kvalitet.
Genom att kombinera ultraljud med lägre bearbetningstemperaturer kunde mikroorganismerna inaktiveras samtidigt som en skonsammare behandlingsprocess bibehölls.
– Våra resultat visar att akustisk och hydrodynamisk kavitation kan behandla juice genom lokaliserad verkan, vilket minskar behovet av konventionell högtemperaturbehandling, säger Sara Maghami.
Förbättrad guldutvinning
Forskarna undersökte även hur kavitation kan användas vid guldutvinning. Resultaten visar att processen gick snabbare när ultraljud kombinerades med utlakningstekniker.
Samtidigt visade studien att olika tillämpningar kräver olika nivåer av kavitationsintensitet. Mer är inte alltid bättre.
– För vissa processer beror en framgångsrik tillämpning av kavitation inte på att man uppnår högsta möjliga intensitet, utan snarare på att man identifierar den optimala kavitationsnivån som krävs för just den specifika processen, säger hon.
Att föra tekniken närmare industrin
Arbetet visar hur samma underliggande teknik kan tillämpas inom mycket olika branscher, samtidigt som det belyser vikten av att anpassa systemen till specifika tillämpningar.
Genom att kombinera simuleringar, experiment och praktiska fallstudier ger forskningen kunskap som kan bidra till att föra kavitationstekniken vidare från laboratoriet.
– För att tekniken ska få bred tillämpning måste vi förstå både den underliggande fysiken och hur den fungerar i verkliga industriella miljöer, säger Sara Maghami.