Sonikátor – Hielscher Ultrasonics | Od laboratorního po průmyslové měřítko
Naše digitální sonikátory se sondou pokrývají laboratorní, pilotní i plně provozní výrobu, takže můžete s jistotou přenášet amplitudu, energii na objem a dobu procesu. Monitorování v reálném čase a automatické zaznamenávání dat dokumentují každý běh pro GLP, GMP a due diligence investorů. Modulární příslušenství vám s rostoucí kapacitou zpracování umožní přejít od otevřených kádinek k uzavřeným průtokovým celám, reaktorům s regulací teploty a inline výrobním skidovým jednotkám. Díky pohotovým aplikačním inženýrům a celosvětovému servisu Hielscher usnadňuje validaci, optimalizaci a škálování ultrazvukového zpracování. Jste připraveni zvolit správný sonikátor pro svůj proces? Jsme tu, abychom vám pomohli.
Sonikátory Hielscher: výkon pro všechny objemy a procesy
Naše sonikátory sondového typu pokrývají celé spektrum od praktické laboratorní práce po velkoobjemové průmyslové zpracování. Výkonové třídy sahají od kompaktních stolních přístrojů po vícekilowattové inline reaktory, takže můžete začít s malými vývojovými šaržemi a přejít ke kontinuální výrobě na základě validovaných parametrů.
Sonikátor UP400St (400 wattů)
Sonikátor Hielscher UP400St
Laboratorní sonikace a vývoj procesů
Kompaktní a robustní sonikátor UP400St obstojí tam, kde potřebujete spolehlivý ultrazvukový výkon v kádinkách, malých šaržích a průtokových zkouškách v pilotním měřítku. Objemy šarží dosahují až přibližně 8 litrů (2 galony) a s průtokovými celami můžete zpracovat větší objemy za hodinu, což z něj činí praktický most mezi vývojem procesů a malými výrobními sériemi. Mezi typické aplikace patří: botanická extrakce, formulace produktů a zmenšování velikosti částic. Digitální ovládání dotykovou obrazovkou, integrované zaznamenávání dat na SD kartu, dálkové ovládání přes prohlížeč, monitorování teploty a vyměnitelné sonotrody podporují vývoj metod, dokumentaci a hladký přenos z výzkumu a vývoje do malých výrobních sérií.
Sonikátor UIP1000hdT (1000 wattů)
Sonikátor Hielscher UIP1000hdT
Optimalizace procesů a výroba
UIP1000hdT je dokonalý sonikátor pro vývoj a optimalizaci procesů a pro zpracování středně velkých šarží či kontinuální průtokové zpracování. Dodává vysoký ultrazvukový výkon do tlakovatelných průtokových cel nebo otevřených nádob pro emulgaci, disperzi, extrakci a sonochemické reakce a pokrývá mezeru mezi malými laboratorními systémy a vícekilowattovými výrobními linkami. Paralelní spojování do clusterů v případě potřeby zvyšuje kapacitu zpracování. Plně digitální provedení s ovládáním dotykovou obrazovkou, zaznamenáváním dat na SD kartu, dálkovým ovládáním přes Ethernet, monitorováním teploty a tlaku a širokou nabídkou sonotrod umožňuje systematické studie parametrů a hladký přenos od prvních sonikačních běhů k validované výrobě.
Sonikátor UIP16000hdT (16 000 wattů)
Sonikátor Hielscher UIP16000hdT
Vysoce výkonná sonikace
Vysoce výkonný UIP16000hdT je průmyslový sonikátor pro velkoobjemovou inline homogenizaci, deaglomeraci, extrakci a míchání s vysokým smykem v náročných výrobních prostředích. Přenáší masivní ultrazvukový výkon do tlakovatelných průtokových cel a procesních linek montovaných na skidech, což z něj činí dokonalý sonikátor pro kapacitu zpracování v plném provozním měřítku. 16 kilowattů nepřetržitého ultrazvukového výkonu umožňuje značné průtoky. Více jednotek UIP16000hdT lze spojit do clusterů paralelně nebo sériově, aby bylo dosaženo velmi vysokých cílových kapacit. Robustní, odolná konstrukce je vhodná pro provoz 24/7 s abrazivními suspenzemi, viskózními surovinami nebo reaktivními chemickými látkami. Snadné ovládání, pokročilé zaznamenávání dat, různá rozhraní dálkového ovládání a monitorování teploty a tlaku v reálném čase poskytují provozním týmům sledovatelnost a kontrolu potřebnou pro regulovanou výrobu.
| Vlastnost | Sonikátory sondového typu | Lázňové sonikátory | Konvenční homogenizační techniky |
|---|---|---|---|
| Přenos energie | Přímý a vysoce účinný, protože sonda je v přímém kontaktu se vzorkem. | Nepřímý a méně účinný, protože energie je v lázni rozptýlena nerovnoměrně. | Mechanicky poháněný, což často vede k nižší účinnosti přenosu energie. |
| Přesnost | Vysoká přesnost a individuální řiditelnost umožňující cílenou aplikaci energie. | Nižší přesnost, energie je rozložena po celé lázni. | Střední přesnost v závislosti na mechanickém uspořádání. |
| Flexibilita velikosti vzorku | Účinné pro malé až střední objemy; lze přizpůsobit různým velikostem vzorků. | Nejvhodnější pro větší objemy nebo více malých vzorků současně. | Liší se; často omezeno velikostí a typem homogenizátoru. |
| Doba zpracování | Kratší doby zpracování díky účinnému přenosu energie. | Delší doby zpracování v důsledku rozptýleného působení energie. | Liší se; může být delší kvůli méně účinnému působení energie. |
| Regulace teploty | Může docházet k lokálnímu zahřívání; často je nutné externí chlazení. | Vhodnější pro aplikace citlivé na teplotu, protože lázeň může absorbovat teplo. | Střední míra regulace, často vyžaduje externí řízení teploty. |
| Škálovatelnost | Zcela lineárně škálovatelné, což nesmírně usnadňuje krok od studie proveditelnosti k průmyslové výrobě. | Obtížné zvětšování měřítka kvůli nerovnoměrné sonikaci a omezeným velikostem lázní. | Nesnadno škálovatelné kvůli obtížím s udržením stejných procesních parametrů (např. tlaku, smykové síly) v různých měřítkách, což vede k variabilitě konečného produktu. |
| Náklady | Vyšší počáteční náklady, ale vyšší účinnost u specializovaných úloh. | Obecně nižší počáteční náklady, ale nižší účinnost. | Liší se v závislosti na zařízení a aplikaci. |
Reaktory s průtokovou celou pro sonikátory
Pro průmyslová odvětví a laboratoře, které vyžadují kontinuální ultrazvukové zpracování, nabízí Hielscher Ultrasonics pokročilé reaktory s průtokovou celou kompatibilní s výkonnými sonikátory sondového typu této společnosti, včetně UP400St (400 wattů), UIP1000hdT (1000 wattů) a UIP16000hdT (16kW).
Navrženo pro inline sonikaci
Reaktory s průtokovou celou jsou navrženy tak, aby umožňovaly účinnou inline sonikaci, při níž jsou kapaliny ošetřovány během průchodu komorou reaktoru. Toto uspořádání je ideální pro procesy, které těží z konzistentních, reprodukovatelných výsledků po dlouhou dobu, jako je emulgace, zmenšování velikosti částic nebo dezintegrace buněk. Průtokové cely představují vynikající řešení pro uživatele, kteří potřebují přejít od dávkového zpracování ke kontinuální výrobě s vysokou kapacitou zpracování.
Klíčové výhody
Jednou z klíčových výhod reaktorů s průtokovou celou Hielscher je možnost jejich natlakování, které výrazně zesiluje kavitační účinky vznikající při sonikaci. Když je kapalina vystavena ultrazvukovým vlnám, dochází ke kavitaci – jde o vznik, růst a kolaps bublin, při němž se uvolňuje intenzivní energie, která rozrušuje částice nebo rozkládá buňky. Natlakování průtokové cely tyto kavitační síly zesiluje, což vede k ještě účinnější sonikaci. U UP400St, UIP1000hdT a UIP16000hdT je tato možnost natlakování zásadní pro maximalizaci přenosu energie a dosažení vynikající účinnosti procesu, zejména v náročných aplikacích, jako je výroba nanoemulzí, disperzí a extrakce cenných látek.
Optimalizace procesů
Inline sonikace s využitím reaktorů s průtokovou celou je technika optimalizující procesy, která nabízí řadu výhod pro vysoce výkonné aplikace a průmyslovou výrobu. Ve srovnání s tradičním dávkovým zpracováním zajišťuje inline sonikace kontinuální tok materiálu, což umožňuje přesné řízení parametrů sonikace a lepší škálovatelnost. Díky eliminaci variability mezi šaržemi zlepšuje inline sonikace konzistenci produktu, a je tak ideálním řešením pro odvětví, která kladou důraz na vysoce kvalitní, reprodukovatelné výsledky. Sonikátory Hielscher navíc při použití s reaktory s průtokovou celou přinášejí významné úspory času, práce a energie, čímž zvyšují celkovou účinnost procesu a snižují provozní náklady. Pro společnosti zabývající se výrobou ve velkém měřítku nebo výzkumem nabízí inline sonikace cestu ke zvýšení produktivity, zkrácení prostojů a vynikajícím výsledkům u produktů.
Ať už pracujete ve výzkumné laboratoři, nebo ve velkém průmyslovém zařízení, sonikátory sondového typu nabízejí všestranné a účinné řešení pro širokou škálu aplikací.
- vysoká účinnost
- nejmodernější technologie
- spolehlivost a robustnost
- nastavitelné, přesné řízení procesu
- dávkový i inline provoz
- pro jakýkoli objem
- inteligentní software
- chytré funkce (např. programovatelnost, protokolování dat, dálkové ovládání)
- snadná a bezpečná obsluha
- nenáročná údržba
- CIP (čištění na místě, clean-in-place)
Design, výroba a poradenství – kvalita Made in Germany
Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou známé svou nejvyšší kvalitou a standardy designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují bezproblémovou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí ultrazvukové přístroje Hielscher snadno zvládají.
Hielscher Ultrasonics je společnost s certifikací ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrazvukové přístroje s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher samozřejmě vyhovují požadavkům CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Níže uvedená tabulka vám poskytne představu o přibližné kapacitě zpracování našich ultrazvukových přístrojů:
| Objem šarže | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 0,5 až 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | větší | cluster jednotek UIP16000 |
Často kladené otázky
Co je sonikátor?
Sonikátor je zařízení, které využívá výkonový ultrazvuk k rozkmitání částic ve vzorku, obvykle v kapalině. Tato vysoce intenzivní ultrazvuková energie vytváří rychlé změny tlaku, které vedou ke vzniku a kolapsu malých bublin, což je proces nazývaný kavitace. Výsledné mechanické síly mohou rozrušovat buňky, dispergovat materiály nebo homogenizovat směsi, díky čemuž jsou sonikátory užitečné v oborech, jako je biologie, chemie a materiálové vědy, pro úlohy jako dezintegrace buněk, míchání, extrakce a emulgace. Sonikátory sondového typu jsou proto osvědčenou technikou homogenizace, extrakce a mokrého mletí v laboratorním i průmyslovém měřítku.
Proč používat sonikátor?
Sonikátor použijte, když potřebujete rychlé a rovnoměrné dodávání energie pro dezintegraci buněk, homogenizaci vzorků a míchání kapalin s pevnými látkami. Řízené ultrazvukové vlny urychlují procesy od lyze buněk po disperzi nanočástic a emulgaci. Při správném chlazení zůstává sonikace metodou s nízkým vývinem tepla, která pomáhá zachovat materiály citlivé na teplotu, a je proto cenná v laboratořích i ve výrobě.
Sonikátory Hielscher ve výzkumu a vědě
Níže naleznete výběr vědeckých článků, v nichž jsou použity sonikátory sondového typu Hielscher v dávkovém i inline provozu. Články pokrývají témata od ultrazvukové extrakce přes disperzi až po elektrochemii. Pokud hledáte konkrétní aplikaci a související vědecké reference, kontaktujte nás prosím.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.