أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية للمختبرات والمشاريع التجريبية والمعالجة الصناعية
الخالطات بالموجات فوق الصوتية هي أدوات قوية لخلط وتجانس المعلقات الصلبة السائلة والسائلة. التجانس بالموجات فوق الصوتية هو عملية ميكانيكية لتقليل الجسيمات في السائل بحيث تصبح صغيرة بشكل موحد وموزعة بالتساوي. Hielscher يقدم المجانسات بالموجات فوق الصوتية قوية للتطبيق في المختبر وحجم الإنتاج.
أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية لضمان الخلط والتشتت والتحليب وتقليل حجم الجسيمات
توفر أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher تجويفًا قويًا وقابلًا للتحكم من أجل إنتاج خلائط متجانسة، ومشتتات دقيقة، ومستحلبات مستقرة، ومستحلبات نانوية، ومستخلصات خلوية، وتقليل حجم الجسيمات. بدءًا من العينات المختبرية الصغيرة وصولاً إلى الإنتاج الصناعي المستمر، توفر أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher نتائج تجانس قابلة للتكرار في مجالات البحث وتطوير المنتجات والتصنيع.
سواء كنت بحاجة إلى معالجة كميات بالمليلترات في المختبر، أو تحسين تركيبة ما على نطاق تجريبي، أو تشغيل عملية إنتاج متصلة عالية الإنتاجية، فإن شركة Hielscher توفر أجهزة تجانس بالموجات فوق الصوتية تتميز بالتحكم الدقيق في السعة والزمن ودرجة الحرارة والضغط ومدخلات الطاقة. وهذا يجعل التجانس بالموجات فوق الصوتية بديلاً قابلاً للتطوير وقابلاً للتكرار وفعالاً لخلاطات الدوار والجزء الثابت، ومطاحن الخرز، وأجهزة التجانس عالية الضغط.
لماذا يجب عليك اختيار جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية:
- تجانس قوي: إنتاج مشتتات دقيقة، ومستحلبات، ومستحلبات نانوية، ومعلقات متجانسة.
- التحكم الدقيق في العمليات: اضبط السعة والطاقة والوقت ودرجة الحرارة والضغط للحصول على نتائج قابلة للتكرار.
- من المختبر إلى النطاق الصناعي: معالجة العينات الصغيرة أو الدفعات الكبيرة أو التدفقات المستمرة.
- يعمل مع المواد الصعبة: مناسبة للجزيئات الكاشطة، والمعلقات عالية المحتوى من المواد الصلبة، والمواد الليفية، والسوائل اللزجة، والتركيبات المعقدة.
- التشغيل الدفعي والتشغيل المباشر: استخدم أوعية مفتوحة أو أكواب زجاجية أو مفاعلات أو خلايا تدفق.
- تصميم لا يتطلب صيانة كثيرة: تقلل التصميمات البسيطة للسونوترويد وخلية التدفق من الجهد المبذول في التنظيف ومن التآكل.
- مصمم للعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع: تم تصميم الأنظمة الصناعية التي تعمل بالموجات فوق الصوتية من أجل المعالجة المستمرة في ظروف العمل الشاقة.
أخبرنا بحجم المعالجة، وحجم الجسيمات أو القطرات المستهدف، واللزوجة، والمحتوى الصلب، والإنتاجية المطلوبة. وسنوصيك بأفضل جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مناسب، سواء كان مخصصًا للاستخدام المختبري أو التجريبي أو الصناعي.
الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT ، مكبر صوتي قوي 1000 واط للمشتتات والمستحلبات النانوية
تطبيقات وتأثير المجانسات بالموجات فوق الصوتية
المجانسات بالموجات فوق الصوتية هي خلاطات قوية وموثوقة ، والتي تستخدم في المختبر والصناعة للعديد من التطبيقات.
يمكن استخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات مختلفة ، بما في ذلك:
- التجانس: يمكن للخالطات بالموجات فوق الصوتية تجانس العينات لإنشاء مخاليط موحدة ومتسقة.
- التشتت: يمكن استخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية لتفريق الجسيمات الصلبة في السوائل لإنشاء تعليق مستقر. الموجات فوق الصوتية فعالة بشكل غير عادي في خلق تشتت النانو.
- الاستحلاب: يمكن استخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية لإنشاء مستحلبات مستقرة ومستحلبات نانوية عن طريق تفتيت وتشتيت السوائل غير القابلة للامتزاج ، مثل الزيت والماء.
- اضطراب الخلايا: يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية كسر الخلايا المفتوحة لاستخراج المكونات داخل الخلايا مثل البروتينات والأحماض النووية والإنزيمات والمستقلبات.
- التفريغ: يمكن استخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية لإزالة الغازات الذائبة من السوائل ، مثل تفريغ مذيبات HPLC أو سوائل التبريد.
- التفاعلات الكيميائية بمساعدة الموجات فوق الصوتية: يمكن أيضا استخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية للتفاعلات الكيميائية بمساعدة الصوتنة ، مثل التخليق الكيميائي الصوتي أو الحفز أو التدهور.
بشكل عام ، تعد المجانسات بالموجات فوق الصوتية أداة متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لمجموعة واسعة من التطبيقات في البحث والتطوير والعمليات الصناعية.
جهاز الموجات الصوتية الصناعية UIP4000hdT مع خلايا تدفق للإنتاج المتواصل على خط الإنتاج
الموجات فوق الصوتية للطاقة لتقليل حجم الجسيمات:
عندما يتم استخدام متجانسات الموجات فوق الصوتية لتطبيقات مثل الخلط والتشتيت والاستحلاب ، فإن الهدف هو تقليل الجسيمات الصغيرة أو القطرات في سائل أو ملاط لتحسين توحيد واستقرار الخليط. يمكن أن تكون هذه الجسيمات (مرحلة التشتت) إما مواد صلبة أو سوائل. يؤدي انخفاض متوسط قطر الجسيمات إلى زيادة عدد الجسيمات الفردية. هذا يؤدي إلى تقليل متوسط مسافة الجسيمات ويزيد من مساحة سطح الجسيمات. يوضح الرسم العلاقة بين قطر الجسيمات الفردية ومساحة السطح الكلية. يمكن أن تؤثر مساحة السطح ومتوسط مسافة الجسيمات على ريولوجيا السائل.
إذا كان هناك اختلاف في الثقل النوعي بين الجسيمات والسائل ، فإن تجانس الخليط يمكن أن يؤثر على استقرار التشتت. إذا كان حجم الجسيمات متشابها بالنسبة لغالبية الجسيمات ، فإن الميل إلى التكتل أثناء الاستقرار أو الارتفاع يقل ، لأن الجسيمات المتشابهة لها سرعة مماثلة في الارتفاع أو الاستقرار.
تظهر المشتتات بالموجات فوق الصوتية توزيعا موحدا لحجم الجسيمات مع جزيئات مخفضة بشكل متجانس. تظهر المنحنيات توزيع جزيئات السيليكا قبل الموجات فوق الصوتية (المنحنى الأخضر) وبعد التشتت بالموجات فوق الصوتية (المنحنى الأحمر).
بالموجات فوق الصوتية مقابل المجانسات ذات الضغط العالي
تقوم أجهزة التجانس عالية الضغط بدفع السائل عبر صمام التجانس تحت ضغط عالٍ جدًّا. ويمكن أن يكون هذا فعالاً مع الجسيمات أو القطرات اللينة، مثل كريات الدهون في الحليب. ومع ذلك، تشير الصفحة الحالية إلى أن أجهزة التجانس عالية الضغط قد تكون محدودة عند معالجة المواد الصلبة أو الكاشطة أو الليفية أو الليفية، لأن السرعات العالية للسائل وفتحات الصمامات الصغيرة تسبب تآكلًا وتقلل من عمر المضخة أو الصمام.
تعمل أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية بطريقة مختلفة. فبدلاً من دفع المادة عبر فتحة صمام صغيرة، تقوم هذه الأجهزة بإدخال طاقة ميكانيكية إلى السائل عبر سونوترويد اهتزازي. وهذا يؤدي إلى حدوث تجويف مباشرةً في وسط المعالجة.
مزايا المجانسات بالموجات فوق الصوتية
- لا توجد فتحات صغيرة في الصمامات يمكن أن تنسد بسهولة
- مناسبة للمواد الكاشطة والليفية
- سهولة تعديل شدة العملية
- خيارات المعالجة الدفعية والمستمرة
- قلة عدد الأجزاء الملامسة للسائل والأجزاء المتحركة
- التفكيك الفعال للكتل الجسيمية وتقليل حجم القطرات
- قدرة كبيرة على التوسع من مرحلة الاختبارات المعملية إلى مرحلة الإنتاج
أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية للمختبرات والمشاريع التجريبية والمستوى الصناعي
تقدم شركة Hielscher أجهزة تجانس بالموجات فوق الصوتية تناسب مختلف أحجام العمليات ومعدلات الإنتاج. وتُستخدم أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية المختبرية في تحضير العينات الصغيرة، واختبار التركيبات، ومعالجة العينات البيولوجية، والبحث والتطوير&د. تُستخدم أجهزة الموجات فوق الصوتية التجريبية والصناعية في تطوير العمليات، وتوسيع نطاقها، والإنتاج، والمعالجة المستمرة المدمجة في خط الإنتاج.
تقدم هذه الصفحة نطاقًا واسعًا من الأحجام: يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية المختبرية معالجة أحجام تتراوح من حوالي 1.5 مل إلى 5 لترات، في حين يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية الصناعية معالجة دفعات تتراوح من حوالي 0.5 إلى 2000 لتر أو معدلات تدفق تتراوح من 0.1 لتر إلى 20 مترًا مكعبًا في الساعة.
| فئة أجهزة التجانس | الأفضل لـ | التطبيقات النموذجية |
|---|---|---|
| أجهزة التجانس المختبرية | أجهزة الموجات فوق الصوتية ذات الرأس المضغوط للعينات الصغيرة، والأعمال المختبرية، والبحث والتطوير&د، وتطوير التركيبات. | تحضير العينات، وتفتيت الخلايا، واستخلاص الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات، والمستحلبات ذات الكميات الصغيرة، وتشتت الجسيمات النانوية، وفحص التركيبات، واختبار الجدوى. |
| أجهزة تجانس على نطاق تجريبي | أنظمة تجريبية لتطوير العمليات، ودراسات التوسع، وتحسين المعلمات، وإنتاج الدفعات التجريبية. | تحسين السعة، ومدخلات الطاقة، والوقت، ودرجة الحرارة؛ وتطوير معلمات التوسع؛ واختبار التدفق المستمر؛ وإنتاج الدُفعات التجريبية؛ والتحقق من الجدوى الاقتصادية للعملية. |
| المجانسات الصناعية | أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية المخصصة للمعالجة على نطاق واسع، والإنتاج المستمر، والتصنيع عالي الإنتاجية. | الإنتاج المستمر، والتجانس بكميات كبيرة، والتشتت بكميات كبيرة، والاستحلاب المباشر، والطحن الرطب، وتكثيف العمليات، والتصنيع على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. |
اختيار جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية المناسب
يعتمد اختيار أفضل جهاز تجانس بالموجات فوق الصوتية على هدف العملية وخصائص المواد. للحصول على توصية موثوقة بشأن المعدات، يرجى مراعاة المعايير التالية:
- حجم العينة أو الدفعة
- معدل التدفق المستمر
- لزوجة السائل
- محتوى أساسي
- صلابة الجسيمات
- الحجم الأولي للجسيمات أو القطرات
- حجم الجسيمات أو القطرات المستهدف
- حساسية درجة الحرارة
- المدة المطلوبة للمعالجة
- الحاجة إلى التبريد أو التحكم في الضغط
- التشغيل على دفعات، أو بإعادة التدوير، أو التشغيل المباشر أحادي المرور
- متطلبات التنظيف والتوافق مع المواد
يمكننا أن نوصي بمجانس بالموجات فوق الصوتية مناسب، ومسبار صوتي، ومضخم، وخلية تدفق، ونظام تبريد بناءً على معلمات العملية هذه.
لماذا تشتري جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher؟
صُممت أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher لتوفير تجويف موثوق به، وتحكم قابل للتكرار في العمليات، وعمر تشغيلي طويل. وقد صُممت هذه الأنظمة للاستخدام في المختبرات والمحطات التجريبية والبيئات الصناعية.
تشير الصفحة الحالية إلى أن أجهزة الموجات فوق الصوتية من Hielscher تعمل بنظام التحكم في السعة، مما يعني الحفاظ على السعة المحددة في ظروف التشغيل. كما تؤكد على أن استخدام معلمات معالجة بالموجات فوق الصوتية متطابقة يضمن الحصول على نتائج متسقة وقابلة للتكرار، وهو أمر مهم لجودة المنتج وتوسيع نطاق الإنتاج.
مزايا جهاز الموجات فوق الصوتية من Hielscher:
- أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المستوى المختبري إلى المستوى الصناعي
- تحكم دقيق في السعة
- إمكانية ضبط الطاقة والوقت ودرجة الحرارة والضغط
- معالجة الدفعات والمعالجة المضمنة
- سونوترويدات وخلايا تدفق متينة
- عدد قليل من الأجزاء الملامسة للسوائل وسهولة التنظيف
- مناسبة للمواد الكاشطة والليفية وذات المحتوى العالي من المواد الصلبة
- أنظمة صناعية تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع
- استشارات العمليات ودعم التطبيقات
- التصميم الألماني وجودة التصنيع
يوضح الجدول أدناه التوصيات العامة بشأن الأجهزة وفقًا لحجم الدفعة أو معدل التدفق المراد معالجته. انقر على طراز جهاز التمويج الصوتي للحصول على مزيد من المعلومات حول كل جهاز تجانس بالموجات فوق الصوتية.
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 0.5 إلى 1.5 مل | ن.أ. | VialTweeter |
| 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 |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر / دقيقة | UIP6000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية
إلى جانب تحضير التشتت والمستحلبات ، تم تأسيس المجانسات بالموجات فوق الصوتية بقوة في التكنولوجيا الحيوية ، والبيولوجيا الخلوية والجزيئية ، وعلوم الحياة لتحلل الخلايا وتجزئتها ، وتعطيل الأنسجة ، واستخراج المركبات داخل الخلايا وكذلك قص الحمض النووي والحمض النووي الريبي والكروماتين. تتوفر المجانسات بالموجات فوق الصوتية لإعداد عينات من أحجام صغيرة (0,1 مل) تصل إلى أحجام كبيرة جدا للعمليات الصناعية (مثل استخراج المركبات النشطة بيولوجيا لتصنيع المكملات الغذائية).
من أجل تعطيل الأنسجة باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية ، يتم استخدام محلول عازل متساوي التوتر لوقف الضرر التناضحي. Hielscher المجانسات بالموجات فوق الصوتية تأتي مع جهاز استشعار درجة الحرارة وإعداد التحكم في درجة الحرارة، والتي تسمح للحفاظ على العينات في نطاق درجة حرارة تسيطر عليها بشكل جيد.
لمزيد من التفاصيل حول مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية ، انقر هنا!
الأسئلة الشائعة: أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية
ما هو جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية؟
المجانس بالموجات فوق الصوتية هو جهاز يعمل بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة ويُستخدم لخلط الجسيمات والقطرات الموجودة في السوائل أو تشتيتها أو تحويلها إلى مستحلبات أو تفكيك تكتلاتها أو تفتيتها أو تقليل حجمها. ويستخدم هذا الجهاز مسبارًا اهتزازيًا لتوليد تجويف صوتي داخل السائل.
كيف تعمل عملية التجانس بالموجات فوق الصوتية؟
يعمل التجانس بالموجات فوق الصوتية عن طريق التكهف الصوتي. حيث تولد الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات مجهرية تنهار بعنف. ويؤدي ذلك إلى توليد قوى قص، واضطرابات، واصطدامات بين الجسيمات، مما يقلل من حجم الجسيمات أو القطرات ويحسن تجانس الخليط.
ما هي استخدامات جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية؟
تُستخدم أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية في عمليات التشتت، والتحليب، والتحليب النانوي، والطحن الرطب، وتقليل حجم الجسيمات، وتحلل الخلايا، وتفتيت الأنسجة، وإزالة الغازات، والاستخلاص، والتفاعلات الكيميائية الصوتية.
ما الفرق بين جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية وجهاز التفتيت بالموجات الصوتية المزود بمسبار؟
غالبًا ما تُستخدم هذان المصطلحان للإشارة إلى نفس النوع من المعدات. جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية المزود بمسبار هو جهاز تجانس يعمل بالموجات فوق الصوتية ينقل الموجات فوق الصوتية مباشرةً إلى السائل عبر مسبار أو سونوترويد.
هل يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية إنتاج مستحلبات نانوية؟
نعم. تُستخدم أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في صنع المستحلبات الدقيقة والمستحلبات النانوية من خلال تقليل حجم القطرات وتحسين توزيعها في الأنظمة التي تتكون من الزيت والماء أو الماء والزيت.
هل يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية أن تعمل على تشتيت الجسيمات النانوية؟
نعم. تُعد أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية فعالة جدًا في تشتيت الجسيمات النانوية وتفتيت تكتلات الجسيمات في السوائل. وتُستخدم مع مواد مثل السيليكا، والأصباغ، والجرافيت، والجرافين، وأنابيب الكربون النانوية، وأكاسيد المعادن، والسيراميك، والمحفزات.
هل أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية مناسبة للمواد الكاشطة؟
نعم. تعتبر أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية مناسبة للعديد من الجسيمات الكاشطة أو الصلبة لأنها لا تعتمد على فتحات صمامات صغيرة مثل أجهزة التجانس عالية الضغط. وتشير صفحة Hielscher الحالية بشكل خاص إلى أن المواد الكاشطة، مثل الأصباغ ووسائط التلميع وأكاسيد المعادن، تشكل تحديًا لأجهزة التجانس عالية الضغط.
هل يمكن للمجانسات بالموجات فوق الصوتية معالجة السوائل اللزجة؟
نعم. يمكن لمجانسات الموجات فوق الصوتية معالجة العديد من السوائل والملاط اللزجة. ويعتمد الإعداد الأمثل على اللزوجة، وشكل الوعاء، ومعدل التدفق، وحجم السونوترويد، ومتطلبات التبريد.
هل يمكن توسيع نطاق عملية التجانس بالموجات فوق الصوتية؟
نعم. يمكن توسيع نطاق استخدام التجانس بالموجات فوق الصوتية من الاختبارات المعملية إلى الإنتاج التجريبي والصناعي. تقدم شركة Hielscher أجهزة تجانس بالموجات فوق الصوتية مخصصة لأحجام العينات الصغيرة، والدفعات الكبيرة، والمعالجة المستمرة المدمجة في خط الإنتاج.
ما هي العوامل التي تتحكم في عملية التجانس بالموجات فوق الصوتية؟
وتشمل المعلمات المهمة السعة، ومدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، والطاقة المدخلة، ودرجة الحرارة، والضغط، وحجم السائل، ومعدل التدفق، واللزوجة، وتركيز الجسيمات، وشكل السونوترويد.
هل عملية التجانس بالموجات فوق الصوتية قابلة للتكرار؟
نعم، عندما يتم التحكم في معلمات العملية. تتميز أجهزة التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بقدرة التحكم في السعة، مما يضمن تكرار ظروف المعالجة بالموجات فوق الصوتية والحصول على نتائج متسقة.
ما هو جهاز التجانس بالموجات فوق الصوتية من Hielscher الذي ينبغي أن أختاره؟
يعتمد اختيار النموذج المناسب على حجم العينة، ومعدل التدفق، واللزوجة، وتركيز المواد الصلبة، وحجم الجسيمات أو القطرات المستهدف، وما إذا كانت العملية تتم على دفعات أم بشكل متواصل. وعادةً ما يختار مستخدمو المختبرات أجهزة الموجات فوق الصوتية المدمجة، بينما يختار المستخدمون الصناعيون أنظمة عالية الطاقة مزودة بخلايا تدفق أو مفاعلات.
الأدب / المراجع
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment ; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 المجانسات بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT (7 وحدات طاقة بالموجات فوق الصوتية بقدرة 1 كيلوواط لكل منها) مُركبة في شكل مجموعة لاستخدامها في المعالجة الصناعية عالية الإنتاجية
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.