Visoko smicanje miješanja s ultrazvukom
Mješalice s visokim smicanjem primjenjuju velike sile smicanja na tekućine i suspenzije kako bi se osiguralo jednolično dispergiranje, miješanje i emulgiranje dvije ili više faza tekućina-čvrsta ili tekućina-tečnost. Ultrasonication generiše velike sile smicanja putem akustične kavitacije, koja se javlja kada se ultrazvuk velike snage spoji u tekućine. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem su vrhunska tehnologija miješanja, koja lako nadmašuje uobičajeno korištene mješalice s visokim smicanjem, miješalice s više osovina, homogenizatore visokog pritiska, koloidne mlinove i mješalice s oštricama.
Prednosti ultrazvučnih miksera sa visokim smicanjem
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem dostupni su od laboratorijskih homogenizatora od 50 W do 16.000 W industrijskih sistema za miješanje. Široki portfelj laboratorijskih, stonih i industrijskih ultrazvučnih miksera sa visokim smicanjem omogućava odabir idealnog ultrazvučnog miksera sa visokim smicanjem za vašu primjenu i obim proizvodnje.
Velike amplitude na ultrazvučnoj sondi stvaraju intenzivnu kavitaciju sa tekućim strujama velikih brzina i složenim turbulencijama. Ultrazvučno generisano intenzivno hidraulično i mehaničko smicanje smanjuje čestice i kapljice na mikronske i nano-veličine. Budući da se parametri procesa sonikacije mogu precizno kontrolirati i podesiti, utjecaj miješanja, mljevenja ili dispergiranja može se precizno prilagoditi materijalu i cilju procesa. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem smanjuju vrijeme miješanja/mljevenja i proizvode pouzdano fine i ultra-fine disperzije.
Ultrazvučni mikser se može koristiti za šaržne i inline-protočne procese. Raznolikost ultrazvučnih protočnih ćelija i reaktora omogućava miješanje strujanja pri vrlo različitim brzinama i viskozitetima. Ultrazvučna mješalica sa visokim smicanjem može podnijeti vrlo visoke koncentracije čvrstih tvari, pa čak ni vrlo abrazivne čestice nisu problem.
Kako funkcionira miješanje sa visokim smicanjem pomoću ultrazvuka?
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem koriste isti mehanički princip kao i industrijski sistemi za mešanje kao što su mešalice sa visokim smicanjem, mešalice sa više osovina, koloidni mlinovi, homogenizatori visokog pritiska i sistemi za mešanje sa oštricom. Ultrazvučni sistemi za mešanje se koriste za dispergovanje i mlevenje čestica, za emulgovanje uljnih i vodenih faza, za solubilizaciju čvrstih materija i za proizvodnju homogenih smeša bilo koje vrste materijala u tečnostima i kašama. Ultrazvučni smicajni mikseri integrišu ultrazvučnu sondu u posudu za mešanje, kao što je u šaržni rezervoar ili u protočnu ćeliju. Sonda ultrazvučnog dezintegratora vibrira u tečnosti na vrlo visokoj frekvenciji i stvara intenzivnu ultrazvučnu kavitaciju u tečnosti. Kolaps kavitacionih mjehurića rezultira snažnim silama smicanja, koje ometaju i razbijaju kapljice, aglomerate, agregate, pa čak i primarne čestice. Kako ultrazvučna kavitacija stvara kavitacijski protok velike brzine do 1000 km/h, kavitacijski tekući mlaznici ubrzavaju čestice. Kada se ubrzane čestice sudare jedna s drugom, djeluju kao medij za mljevenje. Nakon toga, čestice u sudaru se razbijaju i smanjuju se na mikronske ili nano-veličine. U polju ultrazvučne kavitacije, pritisci se brzo i uzastopno mijenjaju između vakuuma i do 1000 bara. Rotacijski mikser sa 4 lopatice miksera trebao bi raditi na nevjerojatnih 300.000 o/min da bi postigao istu frekvenciju naizmjeničnih ciklusa pritiska. Konvencionalni rotacioni mikseri i mikseri rotor-stator ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog njihovog ograničenja u brzini.
ultrazvučni mikser sa visokim smicanjem UIP2000hdT, 2kW moćna jedinica za miješanje
Savjet za obradu: Ultrazvučno miješanje pod pritiskom
Primjena pritiska na ultrazvučni reaktor ili protočnu ćeliju pojačava akustičnu kavitaciju. Hielscher Ultrasonics isporučuje različite tipove protočnih ćelija i reaktora, koji se lako mogu podesiti pod pritiskom do 5 bara. Prilagođeni ultrazvučni reaktori mogu podnijeti veće pritiske do 300 barg.
Ultrazvučne mješalice s visokim smicanjem i njihova primjena
Ultrazvučni mikseri visokog smicanja stvaraju intenzivne sile smicanja, koje imaju potreban utjecaj na čestice kao što su čvrste tvari, kapljice, kristali i vlakna kako bi ih poremetili i razbili do ciljane veličine, koja može biti u mikronskom ili nano opsegu. Ovisno o tvrdoći i krhkosti materijala, ultrazvučni parametri procesa mogu se precizno podesiti kako bi se postigao željeni rezultat miješanja. U poređenju sa alternativnim metodama mešanja kao što su mešalice sa oštricom sa visokim smicanjem, homogenizatori visokog pritiska, koloidni/zrnasti mlinovi, osovinske mešalice itd. ultrazvučni dezintegratori nude neke velike prednosti.
Prednosti ultrazvučnih miksera sa visokim smicanjem
- Kavitacija i smicanje visokog intenziteta
- Uniformna obrada čestica
- Visoke koncentracije čvrstih materija
- Bez mlaznica / bez začepljenja
- Nije potreban medij za mljevenje (tj. perle).
- linearnu skalabilnost
- Lako & siguran rad
- Lako se čisti
- vrijeme- & Energetski efikasan
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem za smanjenje veličine čestica
Ultrazvučni dezintegratori se koriste za smanjenje veličine čestica i distribuciju čestica, bilo da to znači stvarno usitnjavanje primarnih čestica (koji se naziva mljevenje) ili lomljenje aglomerata (koji se naziva deaglomeracija / disperzija).
Pročitajte više o ultrazvučnom mljevenju i raspršivanju čestica!
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem za emulzifikaciju
Kada se dvije tekućine koje se ne miješaju (npr. voda i ulje) sonificiraju pomoću ultrazvučnog miksera tipa sonde, ultrazvučna kavitacija ometa kapljice – proizvodeći vrlo male kapljice dvije faze koje se ne miješaju, koje se zatim miješaju. Kako ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem lako proizvode kapljice nano veličine, stabilizirane ultrazvučne emulzije pokazuju dugoročnu stabilnost i jasan prozirni izgled.
Budući da svaka vrsta emulzije ima svoj specifični prag emulgiranja/smicanja, gdje se dobijaju optimalna veličina i karakteristike kapljica, precizno podešavanje parametara miješanja je ključno. Dok prenisko smicanje rezultira prevelikim kapljicama, koje se brzo spajaju i rezultiraju razdvajanjem faza, preveliko smicanje može uništiti proizvod. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem mogu se precizno kontrolisati i prilagoditi potrebama procesa.
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnoj nano-emulzifikaciji!
ultrazvučni mikser sa visokim smicanjem UP200Ht za emulzifikaciju
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem za miješanje i otapanje
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem koriste se za miješanje, mljevenje, dispergiranje i otapanje čestica kao što su prahovi, pigmenti i vlakna u brzom, pouzdanom i jednostavnom procesu. Ultrazvučno generirana kavitacija povećava prijenos mase između čvrste tvari i tekućine. Ultrazvučna kavitacija ima snažan uticaj na čvrste čestice: kavitacioni tečni tokovi erodiraju površinu čvrstih materija i transportuju erodirane fragmente u tečnost stvarajući tako homogenu suspenziju.
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnom rastvaranju!
Primjena ultrazvučnih miksera sa visokim smicanjem
- Glodanje & brušenje
- Deaglomeracija & disperzija
- emulgiranje
- Otapanje prahova
- Poboljšanje prijenosa mase
- sonohemijske reakcije
The SonoStation – ultrazvučni sistem sa 2x ultrasonikatorima od 2kW, rezervoarom za mešanje i pumpom – je sistem prilagođen korisniku za aplikacije za miješanje, mljevenje i dispergiranje.
Mikseri sa visokim smicanjem bilo koje veličine
Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira miksere visokih performansi sa visokim smicanjem od kompaktnog, ali moćnog laboratorijskog uređaja do pilot i industrijskih miksera sa visokim smicanjem za obradu velikih tokova na nivou komercijalne proizvodnje.
Mješalice sa visokim smicanjem za laboratoriju
Ultrazvučni mikseri tipa sonde su etablirani alati u svakoj laboratoriji. Budući da se ultrazvučni procesi mogu linearno skalirati do velikog volumena, Hielscher ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem idealni su za razvoj i optimizaciju vašeg procesa na malom obimu. Zatim, nakon uspostavljanja optimalnih parametara procesa, vaša aplikacija za miješanje može se linearno povećati na pilotsku i masovnu proizvodnju.
Hielscher nudi ultrazvučne mješalice s visokim smicanjem za laboratorijske radove s rasponom snage od 50 do 400 vati snage ultrazvučnog miješanja.
Mješalice sa visokim smicanjem za industriju
Hielscher industrijske mješalice s visokim smicanjem su ultrazvučni procesori velike snage dizajnirani za mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i miješanje velikih tokova suspenzije pod teškim opterećenjem. Ove industrijske mješalice lako podnose visoke koncentracije krutih tvari i abrazivne čestice. Sonde (sonotrode) industrijskih ultrazvučnih miksera sa visokim smicanjem opremljene su prirubnicom tako da se mikser može integrisati u čelične rezervoare, staklene posude ili plastične kontejnere u bilo kojoj orijentaciji. Ovo omogućava stvaranje pritiska u posudi za sonikaciju. Primjena pritiska na ultrazvučnu posudu ili protočnu ćeliju pojačava akustičnu kavitaciju i time ultrazvučni proces miješanja. Hielscher Ultrasonics nudi industrijske miksere sa visokim smicanjem od 500 do 16.000 vati. Sa UIP16000, Hielscher nudi najmoćniji ultrazvučni mikser sa visokim smicanjem na svijetu.
Visoko viskozni materijali? – Nema problema! Svi Hielscher ultrazvučni procesori u stolnim i industrijskim kategorijama mogu lako obraditi viskozne suspenzije do 250.000 centipoise. Za viskoznosti veće od 2.000 cPs preporučujemo upotrebu protočnih ćelija u kombinaciji sa progresivnim pumpama za šupljinu za poboljšano spajanje ultrazvučnih talasa u tečnost.
Kako pronaći pravi ultrazvučni mikser sa visokim smicanjem?
Hielscher Ultrasonics je dugogodišnji iskusan proizvođač moćnih i pouzdanih ultrazvučnih sistema za miješanje sa visokim smicanjem, koji se koriste za raspršivanje i razbijanje čestica, za pripremu nanoemulzija ili za otapanje praha u tekućinama. Kao tržišni lider za ultrazvučne miksere, Hielscher dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučne miksere sa visokim smicanjem i homogenizatore od laboratorijskih i stonih do pilotnih i industrijskih razmera.
Odgovori na sljedeća pitanja pomoći će vam da pronađete najprikladniju mješalicu s visokim smicanjem za vaš proces:
- Koja je vaša ciljna aplikacija?
- Koji je tipični volumen koji se mora obraditi?
- Koji su kritični faktori procesa?
- Koji su standardi kvaliteta koji se moraju postići?
Naše dobro obučeno i iskusno osoblje pomoći će vam sa svim pitanjima i koncepcijom vašeg procesa miješanja. Hielscher Ultrasonics nudi dubinsko savjetovanje o ultrazvučnoj obradi kako bi pomoglo našim klijentima da pronađu najidealniji ultrazvučni mikser sa visokim smicanjem. Ali Hielscherova usluga ne završava ovdje, mi obučavamo kupce bilo u njihovim pogonima ili u našoj ultrazvučnoj procesnoj laboratoriji i tehničkom centru kako bismo im pomogli tijekom razvoja procesa, optimizacije i povećanja.
Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori lako isporučuju vrlo velike amplitude, koje su potrebne za razbijanje tvrdih čestica i aglomerata ili za obradu kaše s visokom koncentracijom čvrste tvari. Hielscher industrijski mikseri lako rade na amplitudama do 200 µm kontinuirano u radu 24/7. Ako specifični procesi zahtijevaju još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonde. Dodaci kao što su buster trube, protočne ćelije, reaktori za sonikaciju i kompletna podešavanja za recirkulaciju su lako dostupni i omogućavaju konfiguraciju vašeg ultrazvučnog sistema za miješanje optimalno prilagođenog vašim zahtjevima procesa. Sve sonotrode i reaktori, koji su jedini delovi koji dolaze u kontakt sa medijumom, su CIP/SIP (čišćenje i sterilizacija na mestu).
Sofisticirani ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem
Hielscher Ultrasonics se fokusira na ćelijske dezintegratore visokih performansi s najvećom jednostavnošću za korištenje i vrhunskim tehničkim napretkom. To znači da se standardi Hielscher laboratorijskih dezintegratora sve više prilagođavaju inteligenciji industrijskih mašina. Korisnik može kontrolirati Hielscherove digitalne ultrasonikatore putem daljinskog upravljača pretraživača. Softver za automatsko snimanje podataka upisuje sve važne ultrazvučne parametre kao što su neto snaga, ukupna snaga, amplituda, temperatura, pritisak, vrijeme i datum kao CSV fajl na ugrađenu SD karticu. Nadalje, ultrazvučni dezintegrator se može programirati na automatsko isključivanje nakon određenog vremena ili određenog unosa energije ili programirati pulsirajuće sonikacijske modove. Senzori temperature i pritiska koji se mogu priključiti omogućavaju pažljivo praćenje uslova uzorka. Budući da je kontrola temperature materijala osjetljivih na toplinu ključni faktor za kvalitetu rezultata procesa, Hielscher nudi različita rješenja za održavanje temperature procesa u ciljanom temperaturnom rasponu.
Sofisticirane funkcije Hielscher ultrasonikatora osiguravaju najvišu kontrolu procesa, pouzdane i ponovljive rezultate sonikacije, jednostavnost za korištenje i radnu udobnost.
Kvaliteta – Proizvedeno u Njemačkoj
Kao porodično preduzeće koje vodi porodica, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonikatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sjedištu u Teltowu blizu Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 rad pod punim opterećenjem iu zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscherovih miksera visokih performansi.
Hielscher ultrazvučne mješalice s visokim smicanjem možete kupiti u bilo kojoj različitoj veličini i konfigurisane za vaš proces. Od tretmana tekućina u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja muljnih smjesa na industrijskom nivou, Hielscher Ultrasonics nudi odgovarajući mikser sa visokim smicanjem za vas! Molimo kontaktirajte nas – Drago nam je da vam preporučimo idealnu postavku ultrazvučnog miksera!
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!
Ultrazvučni homogenizatori velike snage od lab to pilot i industrijski skala.
Činjenice koje vrijedi znati
Ultrasonikatori i njihova upotreba kao mikseri sa visokim smicanjem
Ultrasonikatori su ultrazvučni uređaji tipa sonde, koji se definiraju prijenosom ultrazvučnih vibracija preko ultrazvučne sonde u medij za obradu. Sonda, poznata i kao sonotroda, je titanijumska šipka koja vibrira na ultrazvučnoj frekvenciji, npr. 20 kHz. Vibriranje na 20 kHz znači da se horizontalna površina sonde širi i skuplja 20.000 puta u sekundi. Ovi brzi pokreti u ultrazvučnom frekvencijskom opsegu na vrhu sonde su spojeni u tečnost. U tečnosti, ultrazvučni talasi putuju kroz medij i stvaraju naizmjenične cikluse visokog/niskog pritiska. Tokom ciklusa niskog pritiska, minijaturni vakuumski mehurići nastaju i rastu tokom nekoliko ciklusa pritiska sve dok ne dostignu tačku u kojoj ne mogu da apsorbuju nikakvu dalju energiju. U tački maksimalnog rasta, kavitacijski mjehur nasilno puca. Implozija rezultira energetski gustim poljem sa veoma visokim temperaturama i pritiscima, odgovarajućim razlikama temperature i pritiska, strujama tečnosti sa brzinama do 180m/sec i turbulencijama. Ova kavitaciona energija ima snažan uticaj na tečnosti i mulj, što rezultira izvanrednim rezultatima mešanja, mešanja, mlevenja, dispergovanja i emulgiranja. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem lako proizvode čestice nano veličine i kapljice s vrlo uskom raspodjelom veličine čestica/kapljica.
Ovdje pročitajte koje su razlike između ultrazvučne/akustične kavitacije i hidrodinamičke kavitacijske obrade!
Uobičajene industrije za ultrazvučne miksere sa visokim smicanjem
- Dispergiranje, otapanje, miješanje čvrstih/tečnih formulacija
- emulgiranje
- nauka o materijalima
- Priprema uzorka prije analize
- Primene nano-čestica
- Funkcionalizacija čestica
- reakcije prenosa faze
Literatura / Reference
- 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.