التفكك بالموجات فوق الصوتية: ترطيب ، إذابة ، تشتيت
تستخدم أجهزة التكامل بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع لترطيب أو تفريق أو إذابة الجسيمات والمساحيق في السوائل. الموجات فوق الصوتية عالية الأداء تخلق قوى قص مكثفة ، والتي تكسر وتحطم الركام والتكتلات والجزيئات الأولية إلى حجم مجهري أو نانو. تؤدي معالجة الجسيمات الموحدة في مجال التجويف الصوتي إلى توزيع ضيق للجسيمات وسطح جسيم موحد.
مفككات الموجات فوق الصوتية وتطبيقاتها
توفر أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية قوى قص مكثفة ، مما يخلق التأثير المطلوب على المواد الصلبة مثل الجسيمات والبلورات والألياف لتعطيلها وتقسيمها إلى حجم مستهدف ، على سبيل المثال حجم ميكرون أو نانو. عند مقارنتها بطرق التفكك البديلة مثل خلاطات الشفرات عالية القص ، والمجانسات عالية الضغط ، ومطاحن الخرز ، وأجهزة الموائع الدقيقة ، إلخ ، توفر أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية بعض المزايا الرئيسية.
مزايا التفكك بالموجات فوق الصوتية
- التجويف عالي الكثافة والقص
- معالجة الجسيمات الموحدة
- تركيزات صلبة عالية
- لا فوهات / لا انسداد
- لا يلزم وجود وسيط طحن (أي خرز)
- قابلية التوسع الخطي
- سهل & عملية آمنة
- سهل التنظيف
- الوقت- & كفاءة الطاقة
مفاعلات التدفق بالموجات فوق الصوتية للإنتاج الصناعي المضمن لملاط الجسيمات النانوية.
الاضطرابات العالية الناتجة عن الموجات فوق الصوتية تزيد من نقل الكتلة بين المراحل وتعزز بالتالي إذابة المساحيق أو التفاعلات الكيميائية غير المتجانسة. هذا يجعل أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية الأداة المفضلة لتكثيف العمليات مثل الطحن والتشتيت والاستحلاب والذوبان.
اقرأ المزيد عن تكثيف التفاعلات الكيميائية بالموجات فوق الصوتية (سونوكيمياء)!
تطبيقات أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية
- طحن & طحن
- إزالة التكتل & التشتت
- الاستحلاب
- إذابة المساحيق
- تحسين النقل الجماعي
- تفاعلات سونوكيميائية
مفككات بالموجات فوق الصوتية لتقليل حجم الجسيمات
تستخدم أجهزة التفكيك بالموجات فوق الصوتية لتقليل حجم الجسيمات وتوزيع الجسيمات ، سواء كان هذا يعني التبديل الحقيقي للجسيمات الأولية (المشار إليها باسم الطحن) أو كسر التكتلات (يشار إليها باسم deagglomeration / التشتت).
توزيع حجم الجسيمات وصور SEM ل Mg2Si قبل وبعد الطحن بالموجات فوق الصوتية (UM). (أ) توزيع حجم الجسيمات؛ (ب) صورة SEM قبل الطحن بالموجات فوق الصوتية ؛ (ج) صورة SEM بعد الطحن بالموجات فوق الصوتية في 50٪ PVP - 50٪ EtOH لمدة 2 ساعة.
المصدر: ماركيز جارسيا وآخرون 2015
مفككات بالموجات فوق الصوتية للطحن & طحن
يخلق التجويف المتولد بالموجات فوق الصوتية قوى قص شديدة وبالتالي الاصطدام بين التصادم المرتبط ببعضها البعض. تعمل المواد الصلبة في الملاط كوسيط طحن (يمكن مقارنته بالخرز أو اللؤلؤ في مطحنة الخرز / اللؤلؤ): يتم تسريعها بواسطة تيارات السائل التجويفي ، والتي تحقق بسهولة سرعات تصل إلى 180 م / ث. عندما تصطدم الجسيمات ببعضها البعض بهذه السرعة الهائلة ، فإنها تتكسر وتتحطم إلى شظايا بحجم ميكرون ونانو. يمكن للتفكك بالموجات فوق الصوتية حتى كسر الجسيمات الأولية. تضمن مفاعلات خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية المعالجة الموحدة لجميع الجسيمات بحيث يؤدي الطحن بالموجات فوق الصوتية إلى توزيع ضيق لحجم الجسيمات.
انقر هنا لمعرفة المزيد عن الطحن بالموجات فوق الصوتية!
مفككات بالموجات فوق الصوتية لإزالة التكتل & التشتت
يمكن التحكم في معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية بدقة شديدة ، بحيث يمكن لأجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية طحن الجسيمات الأولية عند تطبيق السعات العالية والضغط المرتفع. من ناحية أخرى ، يمكن أيضا تشغيل أنظمة التفكك بالموجات فوق الصوتية بسعات أقل وظروف أكثر اعتدالا ، بحيث يظل هيكل الجسيمات والسطح سليمين ، ولكن يتم تقسيم التكتلات ويتم توزيع الجسيمات الفردية بشكل موحد في الملاط.
انقر هنا لمعرفة المزيد عن التكتل بالموجات فوق الصوتية والتشتت!
مفككات بالموجات فوق الصوتية للاستحلاب
عندما يتم صوتنة سائلين غير قابلين للامتزاج (مثل الماء والزيت) ، فإن التجويف بالموجات فوق الصوتية يعطل القطرات – إنتاج قطرات صغيرة جدا من المرحلتين غير القابلة للامتزاج ، والتي يتم خلطها معا بعد ذلك. نظرا لأن أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية تنتج بسهولة قطرات بحجم النانو ، فإن المستحلبات فوق الصوتية المستقرة تظهر استقرارا طويل الأمد ومظهرا شفافا واضحا.
انقر هنا لقراءة المزيد عن استحلاب النانو بالموجات فوق الصوتية!
مفككات بالموجات فوق الصوتية للذوبان
تستخدم أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية لإذابة المسحوق والأقراص في إجراء سريع وسهل وآمن. يؤدي التجويف المتولد بالموجات فوق الصوتية إلى تآكل سطح المواد الصلبة وينقل الشظايا المتآكلة إلى السائل مما ينتج عنه محلول متجانس.
في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، يعد إذابة الأقراص مهمة يومية ، على سبيل المثال لأغراض تحليلية. عندما تتعرض الأقراص لبيئة مائية ، يذوب القرص ببطء في عملية تستغرق وقتا طويلا للغاية. حتى مع استخدام محرك شائع أو محرض شفرة ، يظل الذوبان الكامل للأقراص مستهلكا للوقت. يقوم التجويف بالموجات فوق الصوتية وقوى القص الشديدة بشكل غير عادي بفصل الجسيمات عن الجهاز اللوحي ونقلها إلى المادة المخففة ، وبالتالي الحفاظ على نقل الكتلة بين سطح الجهاز اللوحي والمخفف الطازج غير المشبع بشكل مستمر. هذا يجعل الذوبان بالموجات فوق الصوتية عملية سريعة وفعالة للغاية ، مما يساعد على تسريع إذابة المخدرات.
انقر هنا لقراءة المزيد عن الذوبان بالموجات فوق الصوتية!
كيف يعمل التفكك الميكانيكي؟
تستخدم أجهزة تفكيك المختبر بالموجات فوق الصوتية نفس المبدأ الميكانيكي الذي تستخدمه أجهزة التفكيك الصناعية. تعمل أنظمة خلط المفكك على تفكيك التكتلات والركام ، أو إذابة المواد الصلبة أو تفريق الجسيمات الصلبة في الخلطات السائلة. يشتمل التفكك بالموجات فوق الصوتية على مسبار بالموجات فوق الصوتية عالي الكثافة في خزان دفعي أو في مفاعل خلية تدفق في الخط. يهتز المسبار (sonotrode) من مفكك الموجات فوق الصوتية في السائل بتردد عال جدا ويخلق تجويفا مكثفا بالموجات فوق الصوتية في السائل. ينتج عن كل انهيار لفقاعة التجويف قوى قص قوية ، تكسر التكتلات والمجاميع وحتى الجسيمات الأولية. أيضا ، ينتج التجويف بالموجات فوق الصوتية تدفق تجويف عالي السرعة يصل إلى 1000 كم / ساعة. تصطدم نفاثات السائل التجويفية بتكتلات الجسيمات ، وتمزق جدران الخلايا ، وتحسن نقل المواد داخل الملاط وتشتت المواد الصلبة في جميع أنحاء حجم السائل. في مجال التجويف بالموجات فوق الصوتية ، تتناوب الضغوط بسرعة وبشكل متكرر بين الفراغ وما يصل إلى 1000 بار. سيحتاج الخلاط الدوار المزود ب 4 شفرات خلاط إلى العمل بسرعة مذهلة تبلغ 300000 دورة في الدقيقة لتحقيق نفس التردد لدورات الضغط المتناوبة. لا تخلق الخلاطات الدوارة التقليدية وخلاطات الجزء الثابت الدوار قدرا كبيرا من التجويف بسبب محدودية سرعتها.
هل أنت مهتم بالتوليف من أسفل إلى أعلى للجسيمات النانوية؟ – انقر هنا لقراءة المزيد!
مفكك بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT لتشتت الجسيمات في مفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ
مختبر التفكك بالموجات فوق الصوتية
تعد أجهزة الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار أداة مفيدة للغاية في كل مختبر. مسبار الموجات فوق الصوتية (المعروف أيضا باسم sonotrode) هو هندسة بسيطة وقضيب من التيتانيوم سهل التنظيف يجمع بين الاهتزازات فوق الصوتية في سائل. Hielscher يجعل تحقيقات بالموجات فوق الصوتية ونصائح في مجموعة واسعة من الأحجام. بالنسبة للتفكك الأكثر شيوعا للمواد الصلبة في المختبر ، فإن المجسات فوق الصوتية التي يبلغ قطرها 3 أو 7 أو 14 أو 22 مم مفيدة للغاية. تتوفر أحجام مسبار أخرى وتحقيقات بالموجات فوق الصوتية ذات الحجم المخصص. تتراوح أجهزة الموجات فوق الصوتية النموذجية لتفكك المختبر من 100 إلى 400 واط من الطاقة فوق الصوتية.
أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية الصناعية
Hielscher التفكك الصناعي هي معالجات بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة مصممة للتفكك المستمر للخدمة الشاقة لتيارات الطين الكبيرة. يمكن لهذه الأنظمة الصناعية التعامل بسهولة مع التركيزات الصلبة العالية. تم تجهيز المجسات الصناعية بالموجات فوق الصوتية بشفة يمكن تركيبها على خزانات فولاذية أو مفاعلات زجاجية أو حاويات بلاستيكية في أي اتجاه. يؤدي الضغط على وعاء الصوتنة أو خلية التدفق إلى تكثيف التجويف الصوتي وبالتالي عملية الصوتنة. تتراوح معدات التفكك الصناعي بالموجات فوق الصوتية النموذجية من 1000 إلى 16000 واط من الطاقة فوق الصوتية لكل سونوترودي.
الصناعات ، حيث يوجد التفكك بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع:
- تشتيت وإذابة وخلط التركيبات الصلبة / السائلة
- علوم المواد
- إعداد العينة قبل التحليل
- تطبيقات الجسيمات النانوية
- وظائف الجسيمات
- تفاعلات نقل الطور
- التبلور / الترسيب
- تجهيز الأغذية
- صناعة الورق
- هضم الكتلة الحيوية
كيفية شراء التفكك بالموجات فوق الصوتية الصحيح؟
Hielscher Ultrasonics هي الشركة المصنعة ذات الخبرة منذ فترة طويلة من أجهزة التفكك بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء ، والتي تستخدم لتفريق وكسر الجسيمات أو إذابة المساحيق في السوائل. كشركة رائدة في السوق ، تقوم Hielscher بتصميم وتصنيع وتوزيع أجهزة التفكيك بالموجات فوق الصوتية والمجانسات من المختبر ومقاعد البدلاء إلى النطاق الصناعي الكامل.
نحن نساعدك على الإجابة على الأسئلة التالية من أجل العثور على أنسب جهاز تفكك بالموجات فوق الصوتية لتطبيقك واحتياجاتك:
- ما هو التطبيق المستهدف؟
- ما هو الحجم النموذجي الذي يجب معالجته؟
- ما هي العوامل الحاسمة للعملية؟
- ما هي معايير الجودة التي يجب تحقيقها؟
سيساعدك موظفونا المدربون تدريبا جيدا وذوي الخبرة في أي أسئلة وتصور العملية الخاصة بك. Hielscher الفوق صوتيات يقدم استشارات متعمقة حول عمليات الموجات فوق الصوتية لمساعدة عملائنا في العثور على جهاز الموجات فوق الصوتية الأمثل. لكن خدمة Hielscher لا تنتهي هنا ، فنحن ندرب العملاء إما في منشآتهم أو في مختبر العمليات بالموجات فوق الصوتية والمركز التقني لمساعدتهم أثناء تطوير العملية وتحسينها وتوسيع نطاقها.
Hielscher Ultrasonics’ توفر المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية بسهولة سعات عالية جدا ، وهي مطلوبة لكسر الجسيمات الصلبة والتكتلات أو لمعالجة الملاط بتركيز صلب عال. يمكن تشغيل أجهزة التفكيك الصناعية Hielscher بسعات تصل إلى 200 ميكرومتر بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. تتوفر المزيد من الملحقات مثل أبواق التعزيز وخلايا التدفق ومفاعلات الصوتنة وإعدادات إعادة التدوير الكاملة بسهولة وتسمح بتكوين نظام الموجات فوق الصوتية المحدد لمتطلبات العملية الخاصة بك.
أجهزة تفكك ومذابات الموجات فوق الصوتية المتطورة
تركز Hielscher Ultrasonics على أجهزة تفكيك عالية الأداء مع أعلى سهولة في الاستخدام والتطورات التقنية الحديثة. هذا يعني أن معايير مفكك مختبر Hielscher تتكيف أكثر فأكثر مع ذكاء الآلات الصناعية. يمكن للمستخدم التحكم في الموجات فوق الصوتية الرقمية Hielscher عن طريق التحكم عن بعد في المتصفح. يكتب برنامج تسجيل البيانات التلقائي جميع المعلمات فوق الصوتية المهمة مثل صافي الطاقة والطاقة الإجمالية والسعة ودرجة الحرارة والضغط والوقت والتاريخ كملف CSV على بطاقة SD مدمجة. علاوة على ذلك ، يمكن برمجة جهاز التفكك بالموجات فوق الصوتية للإغلاق التلقائي بعد وقت محدد أو إدخال طاقة محدد أو أوضاع صوتنة نابضة للبرنامج. تسمح مستشعرات درجة الحرارة والضغط القابلة للتوصيل بتتبع ظروف العينة بعناية. منذ التحكم في درجة حرارة المواد الحساسة للحرارة هو عامل حاسم لجودة نتائج العملية، Hielscher يقدم حلول مختلفة للحفاظ على درجة حرارة العملية في نطاق درجة الحرارة المستهدفة.
وظائف متطورة من الموجات فوق الصوتية Hielscher ضمان أعلى التحكم في العملية، نتائج صوتنة موثوقة وقابلة للتكرار، سهولة الاستخدام وراحة العمل.
Hielscher Ultrasonics’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم سعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. إن القدرة على تشغيل مثل هذه السعات العالية تمكن عملائنا من طحن الجسيمات الأولية بكفاءة إلى حجم النانو. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
قراءة المزيد عن إذابة بالموجات فوق الصوتية والمذابات!
جودة – صنع في ألمانيا
كشركة عائلية وتديرها عائلة ، تفخر Hielscher بالجودة العالية لمعالجاتها بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية وتصنيعها واختبارها في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين ، ألمانيا. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يمكنك شراء المفككات بالموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع الأحجام المختلفة والنطاق السعري يوفر الموجات فوق الصوتية بأسعار معقولة مطابقة لميزانيتك. من تفكك الجسيمات في قوارير المختبر الصغيرة إلى تفكك التدفق المستمر للملاط في الإنتاج الصناعي ، Hielscher Ultrasonics لديه مفكك مناسب لك! يرجى الاتصال بنا – يسعدنا أن نوصيك بأنسب الموجات فوق الصوتية!
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Renata Tomczak-Wandzel, Svetlana Ofverstrom, Regimantas Dauknys, Krystyna Mędrzycka (2011): Effect of Disintegration Pretreatment of Sewage Sludge for Enhanced Anaerobic Digestion. ENVIRONMENTAL ENGINEERING The 8th International Conference May 19–20, 2011, Vilnius, Lithuania.