خلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية للخلط ضمن خط الإنتاج
توفر أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القص لعمليات الخلط ضمن خط الإنتاج مزايا متعددة مقارنةً بالمجانسات الغروية التقليدية. يتيح استخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة للخلط لخلاطات Hielscher عالية القص بالموجات فوق الصوتية إنتاج معلقات غروية ومستحلبات مشتتة بالتساوي ضمن النطاق النانوي. تستطيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج معالجة أي حجم وأي لزوجة، ويمكنها التعامل حتى مع الجسيمات شديدة الكشط.
الخلط عالي القص ضمن خط الإنتاج بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة
يُعد تجانس المعلقات الصلبة–السائلة أو السائلة–السائلة ضمن خط الإنتاج تطبيقًا ضروريًا في إنتاج مواد وسلع متنوعة. تُستخدم الخلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج في صناعات عديدة، منها تصنيع الدهانات والأصباغ والأحبار، والبوليمرات والمواد المركبة، والوقود، والأغذية والمشروبات، والمكملات الغذائية، والمستحضرات الصيدلانية، ومستحضرات التجميل والعناية الشخصية، وغيرها. تُستخدم المجانسات عالية القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج لخلط الجسيمات وتشتيتها وتفكيك تكتلاتها واستحلابها وترطيبها وإذابتها وطحنها طحنًا دقيقًا. وتتمثل إحدى نقاط القوة المميزة للخلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج في قدرتها على معالجة المواد النانوية بصورة موثوقة، مثل المشتتات النانوية والمستحلبات النانوية.
تتعامل الخلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج مع الأحجام الكبيرة والتركيزات العالية للمواد الصلبة والجسيمات الكاشطة.
كيف يعمل الخلط عالي القص بالموجات فوق الصوتية؟
يعتمد الخلط والتجانس عالي القص بالموجات فوق الصوتية على مبدأ عمل التجويف الصوتي. عند معالجة السوائل بالموجات فوق الصوتية بشدة عالية، تنتشر الموجات فوق الصوتية عبر الوسط السائل وتؤدي إلى دورات متناوبة من الضغط المرتفع (الانضغاط) والضغط المنخفض (التخلخل). تعمل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة بتردد يبلغ نحو 20kHz. وهذا يعني 20,000 اهتزازة في الثانية. خلال دورة الضغط المنخفض، تُنشئ الموجات فوق الصوتية عالية الشدة فقاعات فراغية صغيرة في السائل. عندما تبلغ فقاعة التجويف حجمًا لا تستطيع عنده امتصاص المزيد من الطاقة، تنهار بعنف خلال دورة الضغط المرتفع. تُعرف ظاهرة انهيار الفقاعات إلى الداخل بالمصطلح التقني «التجويف». أثناء الانهيار، تتحقق موضعيًا درجات حرارة مرتفعة جدًا (نحو 5,000K) وضغوط عالية جدًا (نحو 2,000atm). ويولد انهيار فقاعة التجويف أيضًا نفاثات سائلة تصل سرعتها إلى 280m/s. (راجع Suslick 1998)
توفر هذه القوى شديدة القوة والتفكيك طاقة كافية لطحن الجسيمات وتفكيك تكتلاتها وتشتيتها في الموائع، وتجعل الخلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية تقنية معالجة بامتياز. ولذلك، تُستخدم بوصفها تقنية للتصنيع والمعالجة، خاصةً في القطاعات التي تؤدي فيها تقنية النانو والمواد النانوية دورًا حاسمًا في الأداء وجودة المنتج.
كفاءة فائقة في المعالجة والطاقة باستخدام الخلاطات بالموجات فوق الصوتية
تتميز أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بكفاءة طاقة استثنائية تبلغ >85%. ويقلل ذلك تكاليف الكهرباء التشغيلية ويؤدي إلى أداء معالجة أعلى. يلخص Kusters وآخرون (1994) في دراستهم أن التفتيت بالموجات فوق الصوتية يماثل الطحن التقليدي في الكفاءة.
من خلال تطبيق الضغط وتحسين عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية، غالبًا ما تتفوق تقنية الخلط بالموجات فوق الصوتية بفارق كبير على طرق الخلط التقليدية، مثل خلاطات الشفرات الدوارة والمجانسات عالية الضغط أو المطاحن الكروية.
في دراسة أخرى، قارن Pohl وآخرون (2004) كفاءة معالجة تشتيت السيليكا بالموجات فوق الصوتية بطرق الخلط الأخرى عالية القص، مثل استخدام IKA Ultra-Turrax (نظام الدوار–العضو الثابت). قارن Pohl وآخرون تقليل حجم جسيمات Aerosil 90 (2%wt) في الماء باستخدام Ultra-Turrax (نظام الدوار–العضو الثابت) بإعدادات مختلفة، بتقليل حجمها باستخدام خلاط Hielscher عالي القص بالموجات فوق الصوتية UIP1000hd المزود بخلية التدفق في نمط التشغيل المستمر. وتخلص دراسة Pohl وآخرين إلى أنه «عند ثبات الطاقة النوعية EV، تكون الموجات فوق الصوتية أكثر فعالية من نظام الدوار–العضو الثابت»، وأن «تردد الموجات فوق الصوتية المطبق ضمن النطاق من 20 kHz إلى 30 kHz ليس له تأثير كبير على عملية التشتيت».
- كفاءة عالية
- للجسيمات الميكرونية والنانوية
- تشغيل مستمر ضمن خط الإنتاج
- لأي حجم
- يمكنها معالجة مواد ذات لزوجة عالية جدًا
- يمكنها التعامل مع الجسيمات الكاشطة
- دون أجزاء متحركة (دون دوارات أو شفرات)
- دون وسائط طحن (دون خرز)
- CIP (التنظيف في المكان)
تقليل حجم جسيمات هيدروكسي أباتيت الكالسيوم بالموجات فوق الصوتية (تركيز المواد الصلبة 30%، 150Ws/g US)
UIP4000hdT، خلاط صناعي قوي عالي القص بقدرة 4000watts للمعالجة ضمن خط الإنتاج، مثل الطحن الرطب وتشتيت المعلقات الغروية واستحلابها وإذابتها.
أين تشتري خلاطك عالي القص بالموجات فوق الصوتية للخلط ضمن خط الإنتاج؟
Hielscher Ultrasonics هي شريكك الموثوق في عمليات المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، مثل الطحن والتشتيت والاستحلاب والإذابة بالموجات فوق الصوتية. تستطيع خلاطات Hielscher عالية القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج توفير سعات اهتزاز عالية جدًا. ويمكن بسهولة تشغيلها باستمرار بسعات اهتزاز تصل إلى 200µm وفق نظام تشغيل 24/7/365. وتتوفر سونوترودات مخصصة بالموجات فوق الصوتية لسعات اهتزاز أعلى. تتيح مجموعة واسعة من مفاعلات الموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج والملحقات الإضافية إعداد التجهيز المثالي لتطبيقك بالموجات فوق الصوتية، مثل الاستحلاب ضمن خط الإنتاج وتقليل حجم الجسيمات والتجانس.
تتميز مجانسات Hielscher عالية القص بالموجات فوق الصوتية ببرمجيات ذكية، وقائمة رقمية عبر شاشة تعمل باللمس، وتسجيل تلقائي للبيانات، وتحكم عن بُعد عبر المتصفح، مما يجعل التشغيل سهلًا وبسيطًا للغاية للمستخدم. تجعل تقنية التنظيف في المكان (CIP) استخدام الخلاط عالي القص بالموجات فوق الصوتية مريحًا. وتُعد المتانة والموثوقية وسهولة التركيب والتشغيل وقلة متطلبات الصيانة ميزات إضافية تسهّل روتين العمل اليومي باستخدام أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher.
اتصل بنا الآن لمعرفة المزيد عن كيفية تحسين الخلاط عالي القص بالموجات فوق الصوتية ضمن خط الإنتاج لمعالجتك للأنظمة الصلبة–السائلة والسائلة–السائلة! يسعد فريقنا المدرب جيدًا والمتمتع بخبرة طويلة أن يساعدك بمزيد من المعلومات حول التطبيقات والأسعار.
يعطيك الجدول أدناه مؤشرًا على سعة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من أجهزة UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
تصنع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتطبيقات الخلط والتشتيت والاستحلاب والاستخلاص على النطاق المختبري والتجريبي والصناعي.
المصادر / المراجع
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
تقنية موجات فوق صوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher النطاق الكامل، من جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبري المدمج، مرورًا بوحدات سطح الطاولة، وصولًا إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل.