Смесване с високо срязване с ултразвук
Смесителите с високо срязване прилагат високи сили на срязване в течности и суспензии, за да осигурят равномерно диспергиране, смесване и емулгиране на две или повече течно-твърди или течно-течни фази. Ултразвукът генерира високи сили на срязване чрез акустична кавитация, която се получава, когато ултразвукът с висока мощност е свързан с течности. Ултразвуковите смесители с високо срязване са превъзходна технология за смесване, която лесно превъзхожда често използваните смесители с остриета с високо срязване, многовалови смесители, хомогенизатори под високо налягане, колоидни мелници и бъркалки с остриета.
Предимствата на ултразвуковите смесители с високо срязване
Ултразвуковите смесители с високо срязване се предлагат от 50W лабораторни хомогенизатори до 16 000 W индустриални смесителни системи. Широкото портфолио от лабораторни, настолни и индустриални ултразвукови смесители с големи срязвания дава възможност да се избере идеалният ултразвуков смесител с големи срязвания за вашето приложение и производствен обем.
Високите амплитуди на ултразвуковата сонда създават интензивна кавитация с течни потоци с висока скорост и сложни турбуленции. Ултразвуково генерираното интензивно хидравлично и механично срязване намалява частиците и капчиците до микрон и наноразмер. Тъй като параметрите на процеса на ултразвук са прецизно контролируеми и регулируеми, въздействието на смесването, фрезоването или диспергирането може да бъде прецизно адаптирано към материала и целта на процеса. Ултразвуковите смесители с високо срязване намаляват времето за смесване / смилане и произвеждат надеждно фини и ултрафини дисперсии.
Ултразвуковият миксер може да се използва за партидни и поточни процеси. Разнообразието от ултразвукови поточни клетки и реактори позволява смесване на потоци с много различни дебити и вискозитети. Ултразвуковият смесител с високо срязване може да се справи с много високи концентрации на твърди вещества и дори много абразивните частици не са проблем.
Как работи смесването с високо срязване чрез соникация?
Ултразвуковите смесители с голямо срязване използват същия механичен принцип като индустриалните смесителни системи като смесители с високо срязване, многовалови смесители, колоидни мелници, хомогенизатори под високо налягане и системи за бъркалки с остриета. Ултразвуковите смесителни системи се използват за диспергиране и смилане на частици, за емулгиране на маслени и водни фази, за разтваряне на твърди вещества и за получаване на хомогенни смеси от всякакъв вид материали в течности и суспензии. Ултразвуковите смесители за срязване интегрират ултразвукова сонда в смесителен съд, като например в резервоар за партиди или в поточна клетка. Ултразвуковата сонда за дезинтегратор вибрира в течността с много висока честота и създава интензивна ултразвукова кавитация в течността. Колапсът на кавитационните мехурчета води до мощни сили на срязване, които разрушават и разбиват капчици, агломерати, агрегати и дори първични частици. Тъй като ултразвуковата кавитация генерира високоскоростен кавитационен поток със скорост до 1000 км/ч, кавитационните течни струи ускоряват частиците. Когато ускорените частици се сблъскат помежду си, те действат като фрезоваща среда. Впоследствие сблъскващите се частици се разбиват и се намаляват до микрон или наноразмер. В ултразвуковото кавитационно поле наляганията се редуват бързо и многократно между вакуум и до 1000 бара. Ротационен миксер с 4 лопатки на смесителя ще трябва да работи със зашеметяващите 300 000 оборота в минута, за да постигне същата честота на циклите на променливо налягане. Конвенционалните ротационни смесители и роторно-статорни смесители не създават значително количество кавитация поради ограничението на скоростта.
Ултразвуков смесител с високо срязване UIP2000hdT, мощен смесителен блок с мощност 2 kW
Съвет за обработка: Ултразвуково смесване под налягане
Прилагането на налягане върху ултразвуковия реактор или проточната клетка засилва акустичната кавитация. Hielscher Ultrasonics доставя различни типове проточни клетки и реактори, които лесно могат да бъдат под налягане до 5 barg. Персонализираните ултразвукови реактори могат да се справят с по-високо налягане до 300 бара.
Ултразвукови смесители с високо срязване и техните приложения
Ултразвуковите смесители с високо срязване създават интензивни сили на срязване, които имат необходимото въздействие върху частици като твърди вещества, капчици, кристали и влакна, за да ги разрушат и разградят до целеви размер, който може да бъде в микрон или нано диапазон. В зависимост от твърдостта и чупливостта на материалите, параметрите на ултразвуковия процес могат да бъдат прецизно регулирани, за да се постигне желаният резултат от смесването. В сравнение с алтернативни методи за смесване като бъркалки с остриета с високо срязване, хомогенизатори под високо налягане, колоидни / перли, смесители на валове и др., ултразвуковите дезинтегратори предлагат някои големи предимства.
Предимства на ултразвуковите смесители с високо срязване
- Високоинтензивна кавитация и срязване
- Равномерна обработка на частиците
- Високи концентрации на твърди вещества
- Без дюзи / без запушване
- Не се изисква среда за фрезоване (т.е. мъниста)
- Линейна мащабируемост
- Лесен & безопасна работа
- Лесен за почистване
- Час- & енергийно ефективен
Ултразвукови смесители с високо срязване за намаляване на размера на частиците
Ултразвуковите дезинтегратори се използват за намаляване на размера на частиците и разпределение на частиците, независимо дали това означава реално раздробяване на първичните частици (наричано смилане) или счупване на агломерати (наричано деагломерация / диспергиране).
Прочетете повече за ултразвуковото фрезоване и диспергирането на частици!
Ултразвукови смесители с високо срязване за емулгиране
Когато две несмесващи се течности (напр. вода и масло) се сонифицират с помощта на ултразвуков миксер тип сонда, ултразвуковата кавитация разрушава капчиците – произвеждат много малки капчици от двете несмесващи се фази, които след това се смесват заедно. Тъй като ултразвуковите смесители с големи срязвания лесно произвеждат капчици с наноразмер, стабилизираните ултразвукови емулсии показват дългосрочна стабилност и ясен прозрачен вид.
Тъй като всеки вид емулсия има свой специфичен праг на емулгиране / срязване, където се получава оптимален размер и характеристики на капките, прецизното регулиране на параметрите на смесване е от решаващо значение. Докато твърде ниското срязване води до твърде големи капчици, които бързо се сливат и водят до разделяне на фазите, твърде голямото срязване може да унищожи продукта. Ултразвуковите смесители с голямо срязване могат да бъдат прецизно контролирани и адаптирани към нуждите на процеса.
Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвуковата наноемулгация!
Ултразвуков смесител с високо срязване UP200Ht за емулгиране
Ултразвукови смесители с високо срязване за смесване и разтваряне
Ултразвуковите смесители с големи срязвания се използват за смесване, смилане, диспергиране и разтваряне на частици като прахове, пигменти и влакна в бърз, надежден и лесен процес. Ултразвуково генерираната кавитация увеличава преноса на маса между твърди и течни вещества. Ултразвуковата кавитация има силно въздействие върху твърдите частици: кавитационните течни потоци ерозират повърхността на твърдите вещества и транспортират ерозиралите фрагменти в течността, като по този начин се получава хомогенна суспензия.
Щракнете тук, за да прочетете повече за ултразвуковото разтваряне!
Приложения на ултразвукови смесители с високо срязване
- Смилане & Смилане
- деагломерация & дисперсия
- емулгиране
- Разтваряне на прахове
- Подобряване на преноса на маса
- Сонохимични реакции
Проектът SonoStation – ултразвукова система с 2x 2kW ултразвукови апарати, разбъркан резервоар и помпа – е удобна за потребителя система за приложения за смесване, смилане и диспергиране.
Смесители с висока скорост на срязване от всякакъв размер
Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високопроизводителни смесители с високо срязване от компактното, но мощно лабораторно устройство до пилотни и промишлени смесители с голямо срязване за обработка на потоци с голям обем на ниво търговско производство.
Смесители с високо срязване за лабораторията
Ултразвуковите смесители тип сонда са утвърдени инструменти във всяка лаборатория. Тъй като ултразвуковите процеси могат да бъдат линейно мащабирани до голям обем, ултразвуковите смесители с високо срязване на Hielscher са идеални за разработване и оптимизиране на вашия процес в малък мащаб. След това, след установяване на оптималните параметри на процеса, вашето приложение за смесване може да бъде увеличено линейно до пилотно и масово производство.
Hielscher предлага ултразвукови смесители с високо срязване за работа в лабораторен мащаб с мощност от 50 до 400 вата ултразвукова мощност на смесване.
Смесители с високо срязване за индустрията
Индустриалните смесители с големи срязвания на Hielscher са високомощни ултразвукови процесори, предназначени за фрезоване, диспергиране, емулгиране и смесване на големи потоци суспензия при тежки натоварвания. Тези индустриални смесители лесно се справят с високи концентрации на твърди вещества и абразивни частици. Сондите (сонотродите) на индустриалните ултразвукови смесители с високо срязване са оборудвани с фланец, така че смесителят да може да бъде интегриран в стоманени резервоари, стъклени съдове или пластмасови контейнери във всякаква ориентация. Това позволява налягане в ултразвуковия съд. Прилагането на натиск върху ултразвуковия съд или поточната клетка засилва акустичната кавитация и по този начин процеса на ултразвуково смесване. Hielscher Ultrasonics предлага индустриални смесители с висока скорост на срязване от 500 до 16 000 вата. С UIP16000 Hielscher предлага най-мощния ултразвуков миксер с висока степен на срязване в света.
Високовискозни материали? – Няма проблеми! Всички ултразвукови процесори на Hielscher в настолните и индустриалните категории могат лесно да обработват вискозни суспензии с тегло до 250 000 сантипуа. За вискозитет по-висок от 2000 cPs препоръчваме използването на проточни клетки в комбинация с прогресивни кухинови помпи за подобрено свързване на ултразвуковите вълни в течността.
Как да намерим правилния ултразвуков миксер с високо срязване?
Hielscher Ultrasonics е дългогодишен опитен производител на мощни и надеждни ултразвукови смесителни системи с високо срязване, които се използват за диспергиране и разбиване на частици, за приготвяне на наноемулсии или за разтваряне на прахове в течности. Като лидер на пазара за ултразвукови смесители, Hielscher проектира, произвежда и разпространява ултразвукови смесители и хомогенизатори с висока степен на срязване от лаборатория и настолни до пилотен и пълнопромишлен мащаб.
Отговорите на следните въпроси ще ви помогнат да намерите най-подходящия смесител с високо срязване за вашия процес:
- Какво е вашето целево приложение?
- Какъв е типичният обем, който трябва да бъде обработен?
- Кои са критичните фактори на процеса?
- Какви са стандартите за качество, които трябва да бъдат постигнати?
Нашият добре обучен и опитен персонал ще ви помогне с всякакви въпроси и концепцията на вашия процес на смесване. Hielscher Ultrasonics предлага задълбочени консултации относно ултразвуковата обработка, за да помогне на нашите клиенти да намерят най-идеалния ултразвуков миксер с висока степен на срязване. Но услугата на Hielscher не свършва дотук, ние обучаваме клиентите или в техните съоръжения, или в нашата лаборатория за ултразвукови процеси и технически център, за да им помогнем по време на разработването, оптимизацията и мащабирането на процесите.
Hielscher Ultrasonics’ Индустриалните ултразвукови процесори лесно доставят много високи амплитуди, които са необходими за разбиване на твърди частици и агломерати или за обработка на суспензии с висока концентрация на твърдо вещество. Индустриалните смесители на Hielscher лесно работят при амплитуди до 200 μm непрекъснато в 24/7 работа. Ако специфични процеси изискват още по-високи амплитуди, се предлагат персонализирани ултразвукови сонди. Аксесоари като бустерни клаксони, поточни клетки, ултразвукови реактори и пълни настройки за рециркулация са лесно достъпни и позволяват конфигурирането на вашата ултразвукова смесителна система, адаптирана оптимално към вашите изисквания на процеса. Всички сонотроди и реактори, които са единствените части, които влизат в контакт със средата, са CIP/SIP (почистване и стерилизация на място).
Усъвършенствани ултразвукови смесители с висока степен на срязване
Hielscher Ultrasonics се фокусира върху високопроизводителни клетъчни дезинтегратори с най-голямо удобство за потребителя и най-съвременен технически напредък. Това означава, че стандартите на лабораторните дезинтегратори на Hielscher се адаптират все повече и повече към интелигентността на индустриалните машини. Потребителят може да управлява цифровите ултразвукови апарати на Hielscher чрез дистанционно управление на браузъра. Софтуерът за автоматично записване на данни записва всички важни ултразвукови параметри като нетна мощност, обща мощност, амплитуда, температура, налягане, час и дата като CSV файл на вградена SD-карта. Освен това ултразвуковият дезинтегратор може да бъде програмиран за автоматично изключване след определено време или специфична входяща енергия или програмиране на пулсиращи режими на ултразвук. Щепселните сензори за температура и налягане позволяват внимателно проследяване на условията на пробата. Тъй като контролът на температурата на чувствителните към топлина материали е решаващ фактор за качеството на резултатите от процеса, Hielscher предлага различни решения за поддържане на температурата на процеса в целевия температурен диапазон.
Усъвършенстваните функции на ултразвуковите апарати Hielscher осигуряват най-висок контрол на процеса, надеждни и възпроизводими резултати от ултразвука, удобство за потребителя и комфорт при работа.
качество – Произведено в Германия
Като семеен и семеен бизнес, Hielscher дава приоритет на най-високите стандарти за качество на своите ултразвукови процесори. Всички ултразвукови апарати са проектирани, произведени и щателно тествани в централата ни в Телтов близо до Берлин, Германия. Здравината и надеждността на ултразвуковото оборудване на Hielscher го правят работен кон във вашето производство. Работа 24/7 при пълно натоварване и в взискателни среди е естествена характеристика на високопроизводителните смесители на Hielscher.
Можете да закупите ултразвукови смесители Hielscher с висока степен на срязване във всеки различен размер и конфигурирани според вашия процес. От третиране на течности в малка лабораторна чаша до непрекъснато смесване на суспензии на индустриално ниво, Hielscher Ultrasonics предлага подходящ смесител с висока степен на срязване за вас! Моля, свържете се с нас – Радваме се да ви препоръчаме идеалната настройка на ултразвуков миксер!
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!
Високомощни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да летец и промишлен мащаб.
Факти, които си струва да знаете
Ултразвукови апарати и тяхното използване като смесители с високо срязване
Ултразвуковите апарати са ултразвукови устройства, които се определят чрез предаване на ултразвуковите вибрации чрез ултразвукова сонда в обработващата среда. Сондата, известна още като сонотрод, е титаниев прът, който вибрира в ултразвукова честота, например 20kHz. Вибрирането при 20 kHz означава, че хоризонталната повърхност на сондата се разширява и свива 20 000 пъти в секунда. Тези бързи движения в ултразвуковия честотен диапазон на върха на сондата са свързани с течността. В течността ултразвуковите вълни преминават през средата и генерират редуващи се цикли на високо / ниско налягане. По време на цикъла на ниско налягане се появяват миниатюрни вакуумни мехурчета, които растат в продължение на няколко цикъла на налягане, докато достигнат точка, в която не могат да абсорбират допълнителна енергия. В точката на максимален растеж кавитационният балон се спуква силно. Имплозията води до енергийно плътно поле с много високи температури и налягания, съответни температурни и налягателни разлики, течни потоци със скорости до 180 м/сек и турбуленции. Тази кавитационна енергия оказва силно влияние върху течностите и суспензията, което води до изключителни резултати при смесване, смесване, смилане, диспергиране и емулгиране. Ултразвуковите смесители с високо срязване лесно произвеждат наноразмерни частици и капчици с много тясно разпределение на размера на частиците / капките.
Прочетете тук какви са разликите между ултразвукова/акустична кавитация и хидродинамична кавитационна обработка!
Общи индустрии за ултразвукови смесители с големи срязвания
- Диспергиране, разтваряне, смесване на твърди/течни формулировки
- емулгиране
- Материалознание
- Подготовка на пробата преди анализ
- Приложения на наночастици
- Функционализация на частиците
- Реакции на фазов трансфер
Литература / Препратки
- 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.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.