Ултразвукови смесители с висока степен на срязване за лабораторна употреба & Мащаб на производството

Намокряне, хидратация, хомогенизация, смилане, диспергиране, емулгиране и разтваряне са често срещани приложения за ултразвуковите смесители с високо срязване на Hielscher за периодична работа. Ултразвуковото периодично смесване се извършва с висока скорост, като осигурява надеждни и възпроизводими резултати за отлични производствени резултати в лабораторни условия, на настолни системи и в пълен промишлен мащаб. Многофункционалните хомогенизатори за партидно смесване на Hielscher ви предлагат високоскоростно смесване на еднородни смеси от твърди вещества и течности, както и на течности помежду си, отговарящи на най-високите изисквания за качество на продукта.

Ултразвуково високоскоростно партидно смесване: интензифициране на процеса с високи срязващи сили

• Бързо разпръскване: Незабавно раздробяване на частици с размер под микрона & наноматериали.
• Многофункционална обработка: Идеален за течности с висока вискозитет, пасти и абразивни материали.
• Линейно мащабиране: Напълно възпроизводими резултати – от лабораторните условия до пълномащабното производство.
• Енергийна ефективност: По-ниска енергийна консумация в сравнение с конкурентните технологии.

Високоскоростно смесване на партиди с ултразвук с високи сили на срязване

Ултразвуковото партидно смесване с високо срязване представлява значителен напредък в сравнение с конвенционалните технологии, като например роторно-статорни смесители, струйни смесители и системи UltraTurrax, като осигурява по-висока ефективност на процеса и по-добро качество на продукта. Докато традиционните методи разчитат на механично срязване, ултразвуковите смесители използват високоенергийни звукови вълни, за да предизвикат акустична кавитация, създавайки уникална среда за микросмесване, характеризираща се с екстремни локални условия. Това явление генерира ударни вълни и струи течност с висока скорост, достигащи до 280 m/s, които осигуряват интензивното микроразбъркване, необходимо за бързото навлажняване на праховете, незабавното раздробяване на субмикронни и наночастици, както и създаването на напълно хомогенни емулсии.
Освен тези предимства при микросмесването, ултразвуковите системи са значително по-енергийно ефективни, лесно се справят с абразивни материали и позволяват бързо и неразрушително почистване (CIP/SIP), което ги превръща в идеалния избор за взискателни промишлени приложения.

Кой трябва да използва ултразвуковото смесване с висока степен на срязване в партиди?

Ултразвуковото партидно смесване с висока степен на срязване е идеално за производители, разработчици на формули и изследователи&D се използва в различни отрасли, където прецизността, постоянството и бързото разпръскване са задължителни условия. Той е особено ценен за компании, които обработват нано- и субмикронни материали, пасти с висока вискозитет, абразивни суспензии или сложни смеси от твърдо-течни и течно-течни съставки. Отрасли като козметиката, фармацията, съвременните материали, хранителната промишленост & напитки, бои & Покритията, специализираните химикали и нанотехнологиите разчитат на тази технология за постигане на незабавно омокряне на праха, еднородни емулсии и постоянно намаляване на размера на частиците без термична деградация. Ако вашият процес изисква възпроизводими резултати, напълно линейно мащабиране от лабораторни условия към производствени и по-ниска консумация на енергия в сравнение с традиционните роторно-статорни системи, ултразвуковото смесване на партиди с високо срязване е проектирано да отговори точно на вашите спецификации.

Акустична кавитация – Принципът на действие на ултразвуковите срязващи сили и смесването

Когато високоенергийни ултразвукови вълни се въвеждат в течности и суспензии, циклите на редуване на високо и ниско налягане (например 20 000 цикъла в секунда при 20 kHz) генерират вакуумни мехурчета или празнини в течността. Тези мехурчета нарастват в продължение на няколко цикъла, докато не се срутят бурно, тъй като не могат да абсорбират повече енергия. По време на имплозията на мехурчетата се създават локални екстремни условия: температури до 5 000 K, налягания до 2 000 атм и струи течност със скорост до 280 м/с. Това явление се нарича кавитация. Ултразвуковата кавитация се прилага успешно за изпълнение на разнообразни приложения за смесване, смилане и раздробяване, например за обработка на колоиди, прахове, течности, масла, смазки, смоли, епоксидни смоли, пигментни пасти, мастила, бои, силикони, кремове, гелове, полимери, уретани и много други.
 

Ултразвуковото смесване се основава на акустичната кавитация и свързаните с нея хидродинамични срязващи сили.

Защо ултразвук? – За пълен контрол на процеса

Ултразвуковото смесване ви позволява да контролирате прецизно всички важни параметри на процеса. Това е от решаващо значение за постигане на оптимални резултати от процеса, като същевременно работи най-ефективно.

• Ултразвукова амплитуда:

Изместването на хоризонталните зони на сонотрода (ултразвуков клаксон/сонда) може да се регулира според изискванията на процеса чрез настройката на мощността на ултразвуковото устройство, избора на сонотрода и чрез използването на усилващ клаксон.

• Налягане:

Прилагането на налягане към процеса на ултразвукова обработка води до интензифициране на процеса и е известно като „маносоникация“ (MS). Ултразвуковата кавитация при повишено налягане става по-интензивна и бурна. Поради това Hielscher предлага затворени реактори за партидна обработка, които могат да се поставят под налягане.

• Продължителност на уникирането:

Като общо правило, колкото по-дълго е времето на ултразвуковата обработка, толкова по-голям напредък в процеса – например при намаляване на размера, дисперсия и т.н. – ще се наблюдава – при условие, че се прилага достатъчно интензивност, за да се повлияе на технологичната среда.

• Температура:

Ултразвуковата обработка е нетермична, механична технология за обработка. Въпреки това, съгласно законите на термодинамиката, енергията, предадена на материята, винаги се превръща в топлина. Въпреки това, изключителната енергийна ефективност на ултразвуковите апарати на Hielscher гарантира, че до 90% от енергията от захранващия кабел се преобразува в ултразвукови вълни и се предава в технологичната среда.

• Вискозитет:

Вискозитетът на технологичната среда е важен фактор при ултразвуковата обработка. При приложения като намаляване на размера на частиците, смилане и диспергиране сблъсъкът между частиците, предизвикан от кавитационните ударни вълни, е един от основните технологични ефекти, водещи до раздробяване на частиците, поради което високото съдържание на частици е от полза.

Нека създадем вашето идеално решение за миксиране!

За да се определят оптималните условия на процеса (= най-добър резултат с минимално изисквана енергия), горепосочените параметри трябва да бъдат установени в съответствие с целевата цел на процеса.
Тестовете за осъществимост и оптимизацията на процесите могат лесно да се проведат в лабораторни условия и в малък мащаб. Всички постигнати резултати могат да бъдат точно възпроизведени и линейно мащабирани до производствен мащаб. Hielscher Ultrasonics ви предлага професионални консултации и напълно оборудвана технологична лаборатория, където можем да оптимизираме процеса заедно с вас или вместо вас!
Hielscher е вашият експерт за ултразвукови технологични решения. Свържете се с нас днес, радваме се да ви препоръчаме подходящото устройство за решаване на вашите нужди от приложение!

Литература / Препратки