Ultrazvučni inline mikseri visokog smicanja
Ultrazvučni uređaji visokog smicanja za procese inline miješanja nude brojne prednosti u poređenju s konvencionalnim koloidnim homogenizatorima. Upotreba ultrazvuka velike snage za miješanje omogućava Hielscher ultrazvučnim mikserima visokog smicanja da proizvode ravnomjerno dispergirane koloidne suspenzije i emulzije u nanopodručju. Ultrazvučni inline homogenizatori mogu obrađivati bilo koji volumen i viskoznost te se mogu nositi čak i s veoma abrazivnim česticama.
Inline miješanje visokog smicanja pomoću ultrazvuka velike snage
Inline homogenizacija suspenzija čvrsto-tečno ili tečno-tečno neophodna je primjena u proizvodnji raznovrsnih materijala i dobara. Ultrazvučni inline mikseri visokog smicanja koriste se u mnogim industrijama, uključujući proizvodnju boja, pigmenata i mastila, polimera i kompozita, goriva, hrane i pića, dodataka prehrani, farmaceutskih proizvoda, kozmetike i proizvoda za ličnu njegu, između ostalog. Ultrazvučni inline homogenizatori visokog smicanja koriste se za miješanje, dispergiranje, deaglomeraciju, emulgiranje, vlaženje, otapanje i mikromljevenje čestica. Posebna prednost ultrazvučnih inline miksera visokog smicanja jeste mogućnost pouzdane obrade nanomaterijala (npr. nanodisperzija, nanoemulzija).
Ultrazvučni inline mikseri visokog smicanja obrađuju velike volumene, visoke koncentracije čvrstih tvari i abrazivne čestice.
Kako funkcioniše ultrazvučno miješanje visokog smicanja?
Ultrazvučno miješanje i homogenizacija visokog smicanja zasnivaju se na radnom principu akustične kavitacije. Kada se tečnosti izlažu ultrazvučnoj obradi (sonikaciji) pri visokim intenzitetima, ultrazvučni talasi se šire kroz tečni medij i izazivaju naizmjenične cikluse visokog pritiska (kompresija) i niskog pritiska (razrjeđivanje). Ultrazvučni uređaji velike snage rade na frekvenciji od oko 20kHz. To znači 20.000 vibracija u sekundi. Tokom ciklusa niskog pritiska ultrazvučni talasi visokog intenziteta stvaraju male vakuumske mjehuriće u tečnosti. Kada kavitacijski mjehurić dostigne veličinu pri kojoj ne može apsorbovati dodatnu energiju, snažno se urušava tokom ciklusa visokog pritiska. Ta pojava implozije mjehurića poznata je pod stručnim terminom “kavitacija”. Tokom implozije lokalno se postižu veoma visoke temperature (otprilike 5.000K) i pritisci (otprilike 2.000atm). Implozija kavitacijskog mjehurića stvara i tečne mlazeve brzine do 280m/s. (usp. Suslick 1998)
Ove veoma intenzivne i razorne sile pružaju dovoljno energije za mljevenje, deaglomeraciju i dispergiranje čestica u fluidima te ultrazvučne mikserе visokog smicanja čine vrhunskom tehnologijom obrade. Zbog toga se koriste kao tehnika proizvodnje i obrade, naročito u sektorima u kojima nanotehnologija i nanomaterijali imaju ključnu ulogu za performanse i kvalitet proizvoda.
Vrhunska efikasnost procesa i energije s ultrazvučnim mikserima
Hielscher ultrazvučni procesori imaju izvanrednu energetsku efikasnost od >85%. To smanjuje troškove električne energije u radu i rezultira većim performansama obrade. Kusters i saradnici (1994) u svojoj studiji zaključuju da je ultrazvučna fragmentacija jednako efikasna kao konvencionalno mljevenje.
Primjenom pritiska i optimizacijom ultrazvučnog procesa, tehnologija ultrazvučnog miješanja često daleko nadmašuje konvencionalne metode miješanja, kao što su mikseri s rotirajućim noževima, visokotlačni homogenizatori ili kuglični mlinovi.
U drugoj studiji, Pohl i saradnici (2004) uporedili su efikasnost obrade ultrazvučnog dispergiranja silicijum-dioksida s drugim metodama miješanja visokog smicanja, kao što je IKA Ultra-Turrax (sistem rotor-stator). Pohl i saradnici uporedili su smanjenje veličine čestica Aerosila 90 (2%wt) u vodi pomoću uređaja Ultra-Turrax (sistem rotor-stator) pri različitim postavkama s onim postignutim Hielscher ultrazvučnim mikserom visokog smicanja UIP1000hd s protočnom ćelijom u kontinuiranom režimu. Studija Pohla i saradnika zaključuje da je “pri konstantnoj specifičnoj energiji EV ultrazvuk efikasniji od sistema rotor-stator” te da “primijenjena frekvencija ultrazvuka u rasponu od 20 kHz do 30 kHz nema veći utjecaj na proces dispergiranja.”
- visoka efikasnost
- za mikronske čestice i nanočestice
- kontinuirano inline
- za bilo koji volumen
- mogu obrađivati veoma visoke viskoznosti
- mogu obrađivati abrazivne čestice
- bez pokretnih dijelova (bez rotora, noževa)
- bez medija za mljevenje (bez kuglica)
- CIP (čišćenje na mjestu)
Ultrazvučno smanjenje veličine čestica kalcijum-hidroksiapatita (30% koncentracije čvrstih tvari, 150Ws/g US)
UIP4000hdT, snažan industrijski mikser visokog smicanja od 4000watts za inline obradu, npr. mokro mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i otapanje koloidnih suspenzija.
Gdje kupiti ultrazvučni inline mikser visokog smicanja?
Hielscher Ultrasonics je vaš pouzdan partner kada je riječ o visokoučinkovitim procesima ultrazvučne obrade (sonikacije), kao što su ultrazvučno mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i otapanje. Hielscher ultrazvučni inline mikseri visokog smicanja mogu postići veoma visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako i kontinuirano koristiti u radu 24/7/365. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Širok izbor ultrazvučnih inline reaktora i dodatne opreme omogućava idealno podešavanje za vašu ultrazvučnu primjenu (npr. inline emulgiranje, smanjenje veličine čestica i homogenizacija).
Pametni softver, digitalni meni putem ekrana osjetljivog na dodir, automatsko bilježenje podataka i daljinsko upravljanje putem preglednika odlike su Hielscher ultrazvučnih homogenizatora visokog smicanja koje rad čine veoma jednostavnim i prilagođenim korisniku. Tehnologija čišćenja na mjestu (CIP) čini upotrebu ultrazvučnog miksera visokog smicanja praktičnom. Robusnost, pouzdanost, jednostavna ugradnja i upravljanje te niski troškovi održavanja dodatne su odlike koje olakšavaju svakodnevni rad s Hielscher ultrazvučnim uređajima.
Kontaktirajte nas već danas da saznate više o tome kako ultrazvučni inline mikser visokog smicanja može poboljšati vašu obradu sistema čvrsto-tečno i tečno-tečno! Naš dobro obučen tim s dugogodišnjim iskustvom rado će vam pružiti više informacija o primjenama i cijenama.
Tabela u nastavku daje okvirnu naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, dispergiranja, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilot i industrijskom mjerilu.
Literatura / Reference
- 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.
Visokoučinkovita ultrazvučna tehnika! Asortiman proizvoda Hielscher pokriva cijeli spektar, od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.