Ultrazvučni linijski mikseri sa visokim smicanjem
Ultrasonikatori sa visokim smicanjem za inline procese miješanja nude različite prednosti u poređenju sa konvencionalnim koloidnim homogenizatorima. Korištenje ultrazvuka velike snage za miješanje omogućava Hielscher ultrazvučnim mješalicama s visokim smicanjem da proizvode jednolično dispergirane koloidne suspenzije i emulzije u nano opsegu. Ultrazvučni inline homogenizatori mogu obraditi bilo koju zapreminu i viskozitet, pa čak i vrlo abrazivne čestice.
Visoko smicanje u liniji miješanja sa snažnim ultrazvukom
Inline homogenizacija suspenzija čvrsto-tečno ili tečno-tečno je neophodna primena u proizvodnji raznovrsnih materijala i robe. Ultrazvučni inline mikseri visokog smicanja koriste se u mnogim industrijama uključujući proizvodnju boja, pigmenata & mastila, polimera & kompoziti, goriva, hrana & pića, dodaci prehrani, farmaceutski proizvodi, kozmetika & ličnu njegu između ostalog. Ultrazvučni inline homogenizatori visokog smicanja koriste se za miješanje, dispergiranje, deaglomeraciju, emulgiranje, vlaženje, otapanje i mikro mljevenje čestica. Posebna snaga ultrazvučnih inline miksera sa visokim smicanjem je sposobnost pouzdane obrade nanomaterijala (npr. nano-disperzije, nano-emulzije).
Ultrazvučni inline mikseri sa visokim smicanjem podnose velike količine, visoke koncentracije čvrstih materija i abrazivne čestice.
Kako radi ultrazvučno miješanje s visokim smicanjem?
Ultrazvučno mešanje i homogenizacija visokog smicanja zasnovano je na principu rada akustične kavitacije. Kada se tečnosti obrađuju ultrazvukom pri visokim intenzitetima, ultrazvučni talasi se šire kroz tečni medij i rezultiraju naizmeničnim ciklusima visokog pritiska (kompresija) i niskog pritiska (razređivanja). Ultrasonikatori 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 mehuriće u tečnosti. Kada kavitacijski mjehur dostigne veličinu pri kojoj ne može apsorbirati daljnju energiju, on se naglo sruši tokom ciklusa visokog pritiska. Ovaj fenomen implozije mjehurića poznat je pod tehničkim terminom “kavitacija”. Tokom implozije lokalno se postižu vrlo visoke temperature (cca. 5.000 K) i pritisci (cca. 2.000 atm). Implozija kavitacionog mjehura također stvara mlazove tekućine brzine do 280 m/s. (usp. Suslick 1998)
Ove veoma intenzivne i remetilačke sile daju dovoljno energije za mlevenje, deaglomeraciju i disperziju čestica u fluidima i pretvaraju ultrazvučne miksere sa visokim smicanjem u tehnologiju obrade par excellence. Stoga se koriste kao tehnika proizvodnje i obrade, posebno u sektorima u kojima nanotehnologija i nanomaterijali igraju ključnu ulogu za performanse i kvalitet proizvoda.
Vrhunski proces i energetska efikasnost sa ultrazvučnim mikserima
Hielscher ultrasonic processors have an outstanding energy efficiency of >85%. This reduces operational electricity costs and results in higher processing performance. Kusters et al. (1994) resume in their study that ultrasonic fragmentation is equally efficient as conventional grinding.
Primjenom pritiska i optimiziranjem ultrazvučnog procesa, tehnologija ultrazvučnog miješanja često daleko nadmašuje konvencionalne metode miješanja kao što su mješalice s rotirajućim noževima, homognenizatori visokog pritiska ili kuglični mlinovi.
U drugoj studiji, Pohl et al. (2004) uporedili su efikasnost obrade ultrazvučne disperzije silicijum dioksida sa drugim metodama mešanja sa visokim smicanjem, kao što je IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-sistem). Pohl et al. uporedio je smanjenje veličine čestica Aerosila 90 (2%wt) u vodi koristeći Ultra-Turrax (rotor-stator-sistem) na različitim postavkama sa Hielscher ultrazvučnim mikserom sa visokim smicanjem UIP1000hd s protočnom ćelijom u kontinuiranom načinu rada. Studija Pohl et al. zaključuje da je "pri konstantnoj specifičnoj energiji EV ultrazvuk efikasniji od rotor-stator-sistema" i da "primijenjena ultrazvučna frekvencija u rasponu od 20 kHz do 30 kHz nema veći utjecaj na proces disperzije."
- visoka efikasnost
- za mikronske i nanočestice
- kontinuirani inline
- za bilo koju zapreminu
- može obraditi vrlo visoke viskoznosti
- može podnijeti abrazivne čestice
- bez pokretnih dijelova (bez rotora, lopatica)
- bez medija za mljevenje (bez perli)
- CIP (čišćenje na mjestu)
Ultrazvučno smanjenje veličine čestica kalcijum hidroksiapatita (30% čvrste koncentracije, 150 Ws/g US)
UIP4000hdT, 4000 vati snažan industrijski mikser sa visokim smicanjem za inline obradu, npr. mokro mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i otapanje koloidnih suspenzija.
Gdje kupiti svoju ultrazvučnu linijsku miješalicu s visokim smicanjem?
Hielscher Ultrasonics je vaš partner od povjerenja kada su u pitanju procesi ultrazvučne obrade visokih performansi, kao što su ultrazvučno mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i otapanje. Hielscherovi ultrazvučni inline mikseri sa visokim smicanjem mogu isporučiti vrlo velike amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi u kontinuitetu 24/7/365. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Širok izbor ultrazvučnih inline reaktora i dodatne opreme omogućavaju idealno podešavanje za vašu ultrazvučnu primjenu (npr. inline emulgiranje, smanjenje veličine čestica i homogenizacija).
Pametni softver, digitalni meni preko ekrana osetljivog na dodir, automatsko snimanje podataka i daljinsko upravljanje pretraživačem su karakteristike Hielscher ultrazvučnih homogenizatora sa visokim smicanjem koje čine rad najprikladnijim i jednostavnijim za upotrebu. Tehnologija Clean-in-place (CIP) čini upotrebu ultrazvučnog miksera sa visokim smicanjem praktičnom. Robusnost, pouzdanost, jednostavna instalacija i rad kao i nisko održavanje su dodatne karakteristike koje olakšavaju svakodnevnu radnu rutinu sa Hielscher ultrasonikatorima.
Kontaktirajte nas sada da saznate više o tome kako ultrazvučni inline mikser sa visokim smicanjem može poboljšati vašu obradu sistema čvrsto-tečnost i tečnost-tečnost! Naš dobro obučen i dugogodišnji iskusan tim rado će vam pomoći sa više informacija o aplikacijama i cijenama.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
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.
Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.