Ultrazvukové in-line mixéry s vysokým smykem

Vysokosmykové ultrazvukové přístroje pro inline procesy míchání nabízejí ve srovnání s konvenčními koloidními homogenizátory řadu výhod. Použití vysoce výkonného ultrazvuku k míchání umožňuje ultrazvukovým vysokosmykovým mixérům Hielscher vyrábět rovnoměrně dispergované koloidní suspenze a emulze v nanometrovém rozsahu. Ultrazvukové inline homogenizátory dokážou zpracovat jakýkoli objem a viskozitu a zvládnou dokonce i velmi abrazivní částice.

Inline míchání s vysokým smykem pomocí výkonového ultrazvuku

Inline homogenizace suspenzí typu pevná látka–kapalina nebo kapalina–kapalina je nezbytnou aplikací při výrobě rozmanitých materiálů a zboží. Ultrazvukové vysokosmykové inline mixéry se používají v mnoha odvětvích, mimo jiné při výrobě barev, pigmentů a inkoustů, polymerů a kompozitů, paliv, potravin a nápojů, doplňků stravy, léčiv, kosmetiky a prostředků osobní péče. Ultrazvukové vysokosmykové inline homogenizátory se používají k míchání, dispergaci, deaglomeraci, emulgaci, smáčení, rozpouštění a mikromletí částic. Zvláštní předností ultrazvukových vysokosmykových inline mixérů je schopnost spolehlivě zpracovávat nanomateriály (např. nanodisperze, nanoemulze).

Jak funguje ultrazvukové míchání s vysokým smykem?

Ultrazvukové vysokosmykové míchání a homogenizace jsou založeny na principu akustické kavitace. Při vysoce intenzivní sonikaci kapalin se ultrazvukové vlny šíří kapalným médiem a vyvolávají střídavé cykly vysokého tlaku (komprese) a nízkého tlaku (zředění). Vysoce výkonné ultrazvukové přístroje pracují s frekvencí přibližně 20kHz. To znamená 20 000 kmitů za sekundu. Během nízkotlakého cyklu vytvářejí ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě v kapalině malé vakuové bubliny. Když kavitační bublina dosáhne velikosti, při které již nemůže absorbovat další energii, během vysokotlakého cyklu prudce zkolabuje. Tento jev imploze bublin je znám pod odborným termínem „kavitace“. Během imploze se lokálně dosahuje velmi vysokých teplot (přibl. 5 000K) a tlaků (přibl. 2 000atm). Imploze kavitační bubliny také vytváří kapalinové proudy o rychlosti až 280m/s. (srov. Suslick 1998)
Tyto vysoce intenzivní a disruptivní síly poskytují dostatek energie k mletí, deaglomeraci a dispergaci částic v kapalinách a činí z ultrazvukových vysokosmykových mixérů zpracovatelskou technologii par excellence. Proto se používají jako výrobní a zpracovatelská technika, zejména v odvětvích, kde nanotechnologie a nanomateriály hrají klíčovou roli pro výkon a kvalitu produktů.

Vynikající procesní a energetická účinnost s ultrazvukovými mixéry

Ultrazvukové procesory Hielscher mají vynikající energetickou účinnost >85 %. To snižuje provozní náklady na elektřinu a vede k vyššímu výkonu zpracování. Kusters et al. (1994) ve své studii shrnují, že ultrazvuková fragmentace je stejně účinná jako konvenční mletí.
Díky aplikaci tlaku a optimalizaci ultrazvukového procesu technologie ultrazvukového míchání často zdaleka předčí konvenční metody míchání, jako jsou rotační lopatkové mixéry, vysokotlaké homogenizátory nebo kulové mlýny.
V jiné studii Pohl et al. (2004) porovnávali účinnost zpracování při ultrazvukové dispergaci oxidu křemičitého s jinými vysokosmykovými metodami míchání, například s přístrojem IKA Ultra-Turrax (systém rotor-stator). Pohl et al. porovnávali zmenšení velikosti částic materiálu Aerosil 90 (2%wt) ve vodě pomocí přístroje Ultra-Turrax (systém rotor-stator) při různých nastaveních se zmenšením dosaženým ultrazvukovým vysokosmykovým mixérem Hielscher UIP1000hd s průtokovou celou v kontinuálním režimu. Studie Pohla et al. dochází k závěru, že „při konstantní specifické energii EV je ultrazvuk účinnější než systém rotor-stator“ a že „použitá frekvence ultrazvuku v rozsahu od 20 kHz do 30 kHz nemá na proces dispergace zásadní vliv.“

Ultrazvukové zmenšování velikosti částic hydroxyapatitu vápenatého (30% koncentrace pevné látky, 150Ws/g US)

Kde koupit ultrazvukový vysokosmykový in-line mixér?

Hielscher Ultrasonics je vaším spolehlivým partnerem, pokud jde o vysoce výkonné sonikační procesy, jako je ultrazvukové mletí, dispergace, emulgace a rozpouštění. Ultrazvukové vysokosmykové inline mixéry Hielscher dokážou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200µm lze snadno nepřetržitě provozovat v režimu 24/7/365. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici zákaznicky upravené ultrazvukové sonotrody. Široká nabídka ultrazvukových inline reaktorů a dalšího příslušenství umožňuje ideální sestavu pro vaši ultrazvukovou aplikaci (např. inline emulgaci, zmenšování velikosti částic a homogenizaci).
Chytrý software, digitální menu na dotykovém displeji, automatický záznam dat a vzdálené ovládání přes prohlížeč jsou funkce ultrazvukových vysokosmykových homogenizátorů Hielscher, díky nimž je obsluha maximálně uživatelsky přívětivá a jednoduchá. Technologie čištění na místě (CIP) činí používání ultrazvukového vysokosmykového mixéru pohodlným. Robustnost, spolehlivost, jednoduchá instalace a obsluha i nízká náročnost na údržbu jsou dalšími vlastnostmi, které usnadňují každodenní pracovní rutinu s ultrazvukovými přístroji Hielscher.

Kontaktujte nás nyní a zjistěte více o tom, jak může ultrazvukový vysokosmykový inline mixér zlepšit zpracování vašich systémů pevná látka–kapalina a kapalina–kapalina! Náš dobře vyškolený tým s dlouholetými zkušenostmi vám rád poskytne další informace o aplikacích a cenách.

Níže uvedená tabulka udává přibližnou zpracovatelskou kapacitu našich ultrazvukových přístrojů: