Ултразвукови вградени смесители с високо срязване
Ултразвуковите апарати с високо срязване за поточни процеси на смесване предлагат различни предимства в сравнение с конвенционалните колоидни хомогенизатори. Използването на ултразвук с висока мощност за смесване позволява на ултразвуковите смесители с големи срязвания на Hielscher да произвеждат равномерно диспергирани колоидни суспензии и емулсии в нанодиапазона. Ултразвуковите вградени хомогенизатори могат да обработват всякакъв обем и вискозитет и дори могат да се справят с много абразивни частици.
Линейно смесване с високо срязване с мощен ултразвук
Вградената хомогенизация на твърдо-течни или течно-течни суспензии е необходимо приложение в производството на разнообразни материали и стоки. Ултразвуковите вградени смесители с високо срязване се използват в много индустрии, включително производството на бои, пигменти & мастила, полимери & Композити, горива, храни & напитки, хранителни добавки, фармацевтични продукти, козметика & лична грижа, наред с други. Ултразвуковите вградени хомогенизатори с висока степен на срязване се използват за смесване, диспергиране, деагломериране, емулгиране, намокряне, разтваряне и микросмилане на частици. Особена сила на ултразвуковите вградени смесители с висока степен на срязване е способността за надеждна обработка на наноматериали (напр. нанодисперсии, наноемулсии).
Ултразвуковите вградени смесители с висока степен на срязване се справят с големи обеми, високи концентрации на твърди вещества и абразивни частици.
Как работи ултразвуковото смесване с високо срязване?
Ултразвуковото смесване и хомогенизация с високо срязване се основава на принципа на работа на акустичната кавитация. Когато течностите се ултразвукват с висока интензивност, ултразвуковите вълни се разпространяват през течната среда и водят до редуващи се цикли на високо налягане (компресия) и ниско налягане (разреждане). Ултразвуковите апарати с висока мощност работят на честота наоколо. 20kHz. Това означава 20 000 вибрации в секунда. По време на цикъла на ниско налягане ултразвуковите вълни с висока интензивност създават малки вакуумни мехурчета в течността. Когато кавитационният мехур достигне размер, при който не може да абсорбира допълнителна енергия, той се срутва силно по време на цикъл на високо налягане. Това явление на имплозия на мехурчета е известно под техническия термин "кавитация". По време на имплозията се достигат много високи температури (около 5000 К) и налягания (около 2000 атм). Имплозията на кавитационния мехур също генерира течни струи със скорост до 280 m/s. (срв. Suslick 1998)
Тези силно интензивни и разрушителни сили осигуряват достатъчно енергия за смилане, деагломериране и диспергиране на частици във флуиди и превръщане на ултразвуковите смесители с високо срязване в технология за обработка par excellence. Поради това те се използват като техника за производство и обработка, особено в сектори, където нанотехнологиите и наноматериалите играят решаваща роля за производителността и качеството на продуктите.
Превъзходна процесна и енергийна ефективност с ултразвукови смесители
Ултразвуковите процесори на Hielscher имат изключителна енергийна ефективност от >85%. Това намалява оперативните разходи за електроенергия и води до по-висока производителност на обработката. Kusters et al. (1994 г.) резюмират в своето проучване, че ултразвуковото раздробяване е също толкова ефективно, колкото и конвенционалното смилане.
Чрез прилагане на налягане и оптимизиране на ултразвуковия процес, ултразвуковата технология за смесване често превъзхожда конвенционалните методи за смесване като ротационни смесители, хомогенизатори с високо налягане или топкови мелници.
В друго проучване Pohl et al. (2004) сравняват ефективността на обработка на ултразвукова дисперсия на силициев диоксид с други методи за смесване с високо срязване, като например с IKA Ultra-Turrax (ротор-статор-система). Pohl et al. сравняват намаляването на размера на частиците на Aerosil 90 (2% wt) във вода с помощта на Ultra-Turrax (ротор-статор-система) при различни настройки с това на ултразвуков смесител с високо срязване на Hielscher UIP1000hd с проточна клетка в непрекъснат режим. Изследването на Pohl et al. заключава, че "при постоянна специфична енергия ултразвукът на EV е по-ефективен от системата ротор-статор" и че "приложената ултразвукова честота в диапазона от 20 kHz до 30 kHz няма голям ефект върху процеса на дисперсия".
- висока ефективност
- за микрони и наночастици
- непрекъснат вграден
- за всеки обем
- може да обработва много висок вискозитет
- може да се справи с абразивни частици
- без движещи се части (без ротори, остриета)
- без фрезова среда (без мъниста)
- CIP (почистване на място)
Ултразвуково намаляване на размера на частиците на калциев хидроксиапатит (30% концентрация на твърдо вещество, 150Ws/g US)
UIP4000hdT, 4000 вата мощен индустриален смесител с висока степен на срязване за поточна обработка, например мокро смилане, диспергиране, емулгиране и разтваряне на колоидни суспензии.
Къде да купя вашия ултразвуков линеен миксер с високо срязване?
Hielscher Ultrasonics е вашият доверен партньор, когато става въпрос за високоефективни процеси на ултразвуково смилане, диспергиране, емулгиране и разтваряне. Ултразвуковите вградени смесители с висока степен на срязване на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато при работа 24/7/365. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Голямото разнообразие от ултразвуков вграден реактор и допълнителни аксесоари позволяват идеалната настройка за вашето ултразвуково приложение (напр. вградена емулгиране, намаляване на размера на частиците и хомогенизация).
Интелигентен софтуер, цифрово меню чрез сензорен дисплей, автоматичен запис на данни и дистанционно управление на браузъра са характеристики на ултразвуковите хомогенизатори с високо срязване на Hielscher, които правят работата най-лесна и лесна за потребителя. Технологията за почистване на място (CIP) прави използването на ултразвуков смесител с високо срязване удобно. Здравина, надеждност, лесен монтаж и експлоатация, както и ниска поддръжка са допълнителни функции, които улесняват ежедневната работа с ултразвуковите апарати на Hielscher.
Свържете се с нас сега, за да научите повече за това как ултразвуковият вграден миксер с високо срязване може да подобри вашата обработка на системи твърдо-течно и течно-течно! Нашият добре обучен и дългогодишен опитен екип ще се радва да ви помогне с повече информация за приложенията и цените.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.
Литература / Препратки
- 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.
High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.