Ултразвукови хомогенизатори за лабораторна, пилотна и промишлена обработка
Ултразвуковите хомогенизатори са мощни инструменти за смесване и хомогенизиране на твърдо-течни и течно-течни суспензии. Ултразвуковата хомогенизация е механичен процес за намаляване на частиците в течност, така че те да станат равномерно малки и равномерно разпределени. Hielscher предлага мощни ултразвукови хомогенизатори за приложение в лабораторен и производствен мащаб.
Ултразвукови хомогенизатори за надеждно смесване, диспергиране, емулгиране и намаляване на размера на частиците
Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher осигуряват мощна и регулируема кавитация за получаване на еднородни смеси, фини дисперсии, стабилни емулсии, наноемулсии, клетъчни лизати и намален размер на частиците. От малки лабораторни проби до непрекъснато промишлено производство, ултразвуковите апарати на Hielscher осигуряват възпроизводими резултати при хомогенизирането за научни изследвания, разработване на продукти и производство.
Независимо дали трябва да обработвате милилитри в лабораторията, да оптимизирате формула в пилотен мащаб или да осъществявате високопроизводително производство в производствена линия, Hielscher предлага ултразвукови хомогенизатори с прецизен контрол на амплитудата, времето, температурата, налягането и енергийния приток. Това прави ултразвуковата хомогенизация мащабируема, повторяема и ефективна алтернатива на роторно-статорните миксери, мелниците с перли и хомогенизаторите за високо налягане.
Защо да изберете ултразвуков хомогенизатор:
- Мощна хомогенизация: Създавайте фини дисперсии, емулсии, наноемулсии и хомогенни суспензии.
- Прецизен контрол на процеса: Настройте амплитудата, мощността, времето, температурата и налягането, за да постигнете възпроизводими резултати.
- От лабораторно до промишлено ниво: Обработвайте малки проби, големи партиди или потоци с непрекъснат поток.
- Подходящ за обработка на трудни материали: Подходящ за абразивни частици, суспензии с високо съдържание на твърди частици, влакнести материали, вискозни течности и сложни състави.
- Работа в пакетен режим и в режим на непрекъснато действие: Използвайте отворени съдове, мензури, реактори или проточни клетки.
- Дизайн, изискващ минимална поддръжка: Опростената конструкция на сонотрода и проточната клетка намалява усилията за почистване и износването.
- Създаден за работа 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата: Промишлените ултразвукови системи са предназначени за непрекъсната работа при тежки условия.
Посочете ни обема на обработката, желания размер на частиците или капките, вискозитета, съдържанието на твърди вещества и необходимата производителност. Ние ще Ви препоръчаме най-подходящия лабораторен, пилотен или промишлен ултразвуков апарат.
Ултразвуков хомогенизатор UIP1000hdT, мощен ултразвук с мощност 1000 вата за нанодисперсии и наноемулсии
Приложения и въздействие на ултразвуковите хомогенизатори
Ултразвуковите хомогенизатори са мощни и надеждни смесители, които се използват в лабораторията и индустрията за множество приложения.
Ултразвуков хомогенизатор може да се използва за различни приложения, включително:
- Хомогенизиране: Ултразвуковите хомогенизатори могат да хомогенизират проби, за да създадат еднородни и последователни смеси.
- Дисперсия: Ултразвуковите хомогенизатори могат да се използват за диспергиране на твърди частици в течности за създаване на стабилни суспензии. Ултразвукът е изключително ефективен при създаването на нанодисперсии.
- Емулгиране: Ултразвуковите хомогенизатори могат да се използват за създаване на стабилни емулсии и наноемулсии чрез разбиване и диспергиране на несмесващи се течности, като масло и вода.
- Клетъчно разрушаване: Ултразвуковите хомогенизатори могат да разбият клетките, за да извлекат вътреклетъчни компоненти като протеини, нуклеинови киселини, ензими и метаболити.
- Дегазация: Ултразвуковите хомогенизатори могат да се използват за отстраняване на разтворени газове от течности, като дегазиране на HPLC разтворители или охлаждащи течности.
- Ултразвукови химични реакции: Ултразвуковите хомогенизатори могат да се използват и за химични реакции с помощта на ултразвук, като сонохимичен синтез, катализа или разграждане.
Като цяло ултразвуковите хомогенизатори са универсален инструмент, който може да се използва за широк спектър от приложения в научноизследователски, развойни и промишлени процеси.
Индустриален сонатор UIP4000hdT с проточни клетки за непрекъснато производство в линия
Мощен ултразвук за намаляване на размера на частиците:
Когато ултразвуковите хомогенайзери се използват за приложения като смесване, диспергиране и емулгиране, целта е да се намалят малките частици или капчици в течност или суспензия, за да се подобри еднородността и стабилността на сместа. Тези частици (дисперсна фаза) могат да бъдат твърди или течни. Намаляването на средния диаметър на частиците увеличава броя на отделните частици. Това води до намаляване на средното разстояние между частиците и увеличава повърхността на частиците. Графиката показва корелацията между диаметъра на отделните частици и общата повърхност. Повърхността и средното разстояние на частиците могат да повлияят на реологията на течността.
Ако има разлика в специфичното тегло между частиците и течността, хомогенността на сместа може да повлияе на стабилността на дисперсията. Ако размерът на частиците е сходен за повечето частици, тенденцията към агломерация по време на утаяване или издигане намалява, тъй като сходните частици имат сходна скорост на издигане или утаяване.
Ултразвуковите дисперсии показват равномерно разпределение на размера на частиците с хомогенно редуцирани частици. Кривите показват разпределението на частиците на силициев диоксид преди ултразвук (зелена крива) и след ултразвукова дисперсия (червена крива).
Ултразвукови срещу хомогенизатори под високо налягане
Високонапорните хомогенизатори прокарват течността през хомогенизиращ клапан под много високо налягане. Това може да даде добри резултати при меки частици или капчици, като например мастните капчици в млякото. Въпреки това, на настоящата страница се отбелязва, че хомогенизаторите с високо налягане могат да бъдат ограничени при обработката на твърди, абразивни, влакнести или нишковидни материали, тъй като високите скорости на течността и малките отвори на клапаните причиняват износване и намаляват експлоатационния живот на помпата или клапата.
Ултразвуковите хомогенизатори работят по различен начин. Вместо да прокарват материала през малък отвор на клапан, те въвеждат механична енергия в течността чрез вибриращ сонотрод. Това води до кавитация директно в технологичната среда.
Предимства на ултразвуковите хомогенизатори
- Без малки отвори на клапаните, които лесно се запушват
- Подходящ за абразивни и влакнести материали
- Лесно регулиране на интензивността на процеса
- Опции за периодична и непрекъсната обработка
- Малък брой мокри и движещи се части
- Ефективно раздробяване на агломератите и намаляване на размера на капките
- Отлична мащабируемост – от лабораторни тестове до серийно производство
Ултразвукови хомогенизатори за лабораторни, пилотни и промишлени условия
Hielscher предлага ултразвукови хомогенизатори за различни обеми и производителност. Лабораторните ултразвукови хомогенизатори се използват за подготовка на малки проби, тестване на формулировки, обработка на биологични проби и научноизследователска дейност&Г. Пилотните и промишлените ултразвукови апарати се използват за разработване на процеси, мащабиране, производство и непрекъсната вградена обработка.
На настоящата страница е представен широк диапазон: лабораторните ултразвукови хомогенизатори могат да обработват обеми от приблизително 1,5 мл до 5 л, докато индустриалните ултразвукови хомогенизатори могат да обработват партиди от приблизително 0,5 до 2000 л или дебит от 0,1 л до 20 м³ на час.
| Клас „Хомогенизатор“ | Най-подходящо за | Типични приложения |
|---|---|---|
| Лабораторни хомогенизатори | Компактни ултразвукови апарати за малки проби, лабораторна работа, R&D, както и разработване на формули. | Подготовка на проби, разбиване на клетки, извличане на ДНК, РНК и протеини, емулсии в малки партиди, диспергиране на наночастици, скрининг на формулировки и тестове за осъществимост. |
| Хомогенизатори в пилотен мащаб | Пилотни системи за разработване на технологични процеси, проучвания за мащабиране, оптимизиране на параметрите и производство на тестови партиди. | Оптимизиране на амплитудата, енергийния приток, времето и температурата, разработване на параметри за мащабиране, изпитвания при непрекъснат поток, експериментално партидно производство и валидиране на икономическите показатели на процеса. |
| Промишлени хомогенизатори | Промишлени ултразвукови системи за мащабна обработка, непрекъснато производство и производство с висока производителност. | Непрекъснато производство, хомогенизация на големи партиди, диспергиране на големи обеми, вградена емулгиране, мокро смилане, интензифициране на процесите и производство 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата. |
Избор на подходящ ултразвуков хомогенизатор
Изборът на най-подходящия ултразвуков хомогенизатор зависи от целта на процеса и свойствата на материала. За да получите надеждна препоръка за оборудване, вземете предвид следните параметри:
- Обем на пробата или партидата
- Непрекъснат дебит
- Вискозитет на течността
- Текст
- Твърдост на частиците
- Начален размер на частиците или капките
- Целеви размер на частиците или капките
- Чувствителност към температура
- Необходимо време за обработка
- Необходимост от охлаждане или регулиране на налягането
- Работа в режим на партиди, рециркулация или еднократно преминаване
- Изисквания за почистване и съвместимост на материалите
Въз основа на тези технологични параметри можем да Ви препоръчаме подходящ ултразвуков хомогенизатор, сонотрод, усилвател, проточна камера и охладителна система.
Защо да си купите ултразвуков хомогенизатор на Hielscher?
Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher са проектирани за надеждна кавитация, възпроизводимо управление на процесите и дълъг експлоатационен живот. Системите са предназначени за използване в лаборатории, пилотни инсталации и промишлени условия.
На настоящата страница се посочва, че ултразвуковите апарати на Hielscher са с регулиране на амплитудата, което означава, че избраната амплитуда се поддържа при работни условия. Там също така се подчертава, че еднаквите параметри на ултразвуковата обработка осигуряват постоянни и възпроизводими резултати, което е важно за качеството на продукта и мащабирането на производството.
Предимства на ултразвуковия апарат на Hielscher:
- Високоефективни ултразвукови процесори – от лабораторно до промишлено ниво
- Прецизен контрол на амплитудата
- Регулируема мощност, време, температура и налягане
- Партидна и вградена обработка
- Здрави сонотроди и проточни клетки
- Малко части, които влизат в контакт с течността, и лесно почистване
- Подходящ за абразивни, влакнести и материали с високо съдържание на твърди частици
- Промишлени системи за работа 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата
- Консултации по бизнес процеси и поддръжка на приложения
- Немски дизайн и производствено качество
В таблицата по-долу са посочени общи препоръки за избор на уред в зависимост от обема на партидата или дебита, който трябва да се обработи. Кликнете върху модела на ултразвуковия хомогенизатор, за да получите повече информация за всеки от тях.
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 0.5 до 1,5 мл | Н.А. | ФлаконВисокоговорител за високи честоти |
| 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 |
| 15 до 150L | 3 до 15 л/мин | UIP6000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Ултразвукови хомогенизатори на тъкани
Освен получаването на дисперсии и емулсии, ултразвуковите хомогенизатори са твърдо установени в биотехнологиите, клетъчната и молекулярната биология и науките за живота за клетъчен лизис и фракциониране, разрушаване на тъканите, екстракция на вътреклетъчни съединения, както и срязване на ДНК, РНК и хроматин. Предлагат се ултразвукови хомогенизатори за подготовка на проби от малки обеми (0,1 ml) до много големи обеми за промишлени процеси (напр. екстракция на биоактивни съединения за производство на добавки).
За да се наруши тъканта с ултразвуков хомогенизатор, се използва изотоничен буферен разтвор за спиране на осмотичното увреждане. Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher се доставят с температурен сензор и настройка за контрол на температурата, които позволяват да се поддържат пробите в добре контролиран температурен диапазон.
За повече подробности относно ултразвуковите хомогенизатори на тъкани, щракнете тук!
Често задавани въпроси: Ултразвукови хомогенизатори
Какво представлява ултразвуковият хомогенизатор?
Ултразвуковият хомогенизатор е мощно ултразвуково устройство, което се използва за смесване, диспергиране, емулгиране, деагломериране, разбиване или намаляване на размера на частиците и капките в течности. Той използва вибрираща сонда за генериране на акустична кавитация в течността.
Как работи ултразвуковата хомогенизация?
Ултразвуковата хомогенизация се основава на принципа на акустичната кавитация. Ултразвукът с висока интензивност създава микроскопични мехурчета, които се разпадат с голяма сила. Това води до възникване на срязващи сили, турбулентност и сблъсъци между частиците, което намалява размера на частиците или капките и подобрява еднородността на сместа.
За какво се използва ултразвуков хомогенизатор?
Ултразвуковите хомогенизатори се използват за диспергиране, емулгиране, наноемулгиране, мокро смилане, намаляване на размера на частиците, лизис на клетки, разрушаване на тъкани, дегазиране, екстракция и сонохимични реакции.
Каква е разликата между ултразвуков хомогенизатор и соникатор със сонда?
Тези термини често се използват за един и същ вид оборудване. Сонда-ултразвуков хомогенизатор е уред, който предава ултразвук директно в течността чрез сонда или сонотрод.
Могат ли ултразвуковите хомогенизатори да произвеждат наноемулсии?
Да. Ултразвуковите хомогенизатори се използват широко за получаване на фини емулсии и наноемулсии чрез намаляване на размера на капките и подобряване на тяхното разпределение в маслено-водни или водно-маслени системи.
Могат ли ултразвуковите хомогенизатори да диспергират наночастици?
Да. Ултразвуковите хомогенизатори са много ефективни за диспергиране на наночастици и разбиване на агломерати от частици в течности. Те се използват за материали като силициев диоксид, пигменти, графит, графен, въглеродни нанотръби, метални оксиди, керамика и катализатори.
Подходящи ли са ултразвуковите хомогенизатори за абразивни материали?
Да. Ултразвуковите хомогенизатори са подходящи за много абразивни или твърди частици, тъй като не разчитат на малки отвори на клапани, както хомогенизаторите с високо налягане. На настоящата страница на Hielscher изрично се посочва, че абразивните материали, като пигменти, полиращи средства и метални оксиди, представляват предизвикателство за хомогенизаторите с високо налягане.
Могат ли ултразвуковите хомогенизатори да обработват вискозни течности?
Да. Ултразвуковите хомогенизатори могат да обработват много вискозни течности и суспензии. Оптималната конфигурация зависи от вискозитета, геометрията на съда, дебита, размера на сонотрода и изискванията за охлаждане.
Може ли ултразвуковата хомогенизация да се приложи в по-голям мащаб?
Да. Ултразвуковата хомогенизация може да се приложи както при лабораторни тестове, така и при пилотно и промишлено производство. Hielscher предлага ултразвукови хомогенизатори за малки обеми проби, големи партиди и непрекъсната инлайн обработка.
Кои параметри определят ултразвуковата хомогенизация?
Сред важните параметри са амплитудата, времето на ултразвукова обработка, вложената енергия, температурата, налягането, обемът на течността, дебитът, вискозитетът, концентрацията на частиците и геометрията на сонотрода.
Възпроизводима ли е ултразвуковата хомогенизация?
Да, когато параметрите на процеса се контролират. Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher се регулират по амплитуда, което осигурява повторяеми условия на ултразвукова обработка и постоянни резултати.
Кой ултразвуков хомогенизатор на Hielscher да избера?
Изборът на подходящия модел зависи от обема на пробата, дебита, вискозитета, концентрацията на твърди частици, желания размер на частиците или капките, както и от това дали процесът е периодичен или непрекъснат. Потребителите в лабораторни условия обикновено избират компактни ултразвукови апарати, докато промишлените потребители предпочитат системи с висока мощност, оборудвани с проточни клетки или реактори.
Литература / Препратки
-
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 ултразвукови хомогенизатори UIP1000hdT (7 ултразвукови генератора с мощност 1 kW), монтирани в клъстер за промишлена обработка с висока производителност
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.