UIP4000hdT – 4 kW vysoce výkonné Ultralátky

Fakta Worth Knowing

Základy ultrazvukové homogenizace

Ultrazvukové homogenizéry se používají pro disperzi, emulací, mokré mletí, Nano- & micronizace, extrakce (z rostlin a buněčných tkání), syntéza a katalyzační chemické látky (tzv. sono-chemie), jakož i odplyňování. Ultrazvuková homogenizace se často používá jako zastřešující termín, který zahrnuje všechny uvedené aplikace. Homogenizace s ultrazvukem je založena na principu akustických caviation, ke kterému dochází při spojení intenzivních ultrazvukových vln do tekutého média. Pod intenzivním ultrazvukem se na médiu generují minutové vzduchové bubliny, které rostou v cyklech vysokého tlaku a nízkého tlaku ultrazvukových vln. V určitém bodě, kdy mikrobubliny dosáhly energetického stavu, v němž nemohou absorbovat více energie, se prudce zřítí. Tento jev podtlakové bubliny se nazývá kavitace. Imploze vakuových bublinek vytváří rázové vlny, proudové/kapalinové trysky, vysoké střih, vysokou teplotu a tlakové rozdíly s dostatečnou energií, která by mohla zlomit kovalentní dluhopisy, pružné molekuly a vyvolávat chemické reakce.

Pro dosažení optimálních výsledků procesu homogenizace lze ultrazvukový procesor a jeho nastavení optimalizovat změnou následujících proměnných:

• Amplituda (posunutí sonotrody) a intenzita
• tlak
• Teplota
• Sonická nádoba (dávka nebo průtoková buňka: velikost, geometrie, Průtoková rychlost)

Vysoce výkonné ultrazvukové procesory Hielscher používají piezoelektrické generátory vyrobené z olovnatého zirkonátu titanátu. Vibrace jsou přenášeny na titanový roh vyladěný na 19-26 kHz. Z rohu se ultrazvukové vibrace napojuje ultrazvukem sonotrode (špička, sonda) do kapalného média. Hielscher nabízí ultrazvukové procesory s ratingem od 50 do 16 000 wattů na ultrazvukovou jednotku a pokrývá tak požadavky z malých laboratorních ultrazvukových přístrojů a zařízení na stolici až po pilotní zařízení a plně komerční ultrazvukové jednotky pro vysoký objem Propustnost.

Sofistikované řízení procesů pro optimální výsledky Sonikace

Podmínky sonikace jsou rozhodující pro výstup, výsledky zpracování a reprodukovatelnost ultrazvukových procesů. Kromě přesného ovládání ultrazvukového výkonu, které je upraveno amplitudou a intenzitou, teplotou, tlakem a dobou sonace, jsou důležitými faktory. Digitální ultrazvukové procesory Hielscher přicházejí s plugovatelné termopárem. K dispozici je volitelně neschopný Tlakový senzor. Oba senzory jsou spojeny s ultrazvukovým generátorem, který je vybaven interní SD kartou. Software ultrazvukového zařízení zapíše všechna data zpracování (datum, čas, amplitudu, ultrazvukovou energii, čistou energii, teplotu, tlak) do souboru CSV na kartě SD. Díky tomu je vaše sonikace srovnatelná a reprodukovatelná.

Pro vysoké amplitudy je vyžadován vyšší výstupní výkon. Při zvýšeném zatížení, jako je vysoká viskozita středního nebo zvýšeného tlaku, je zapotřebí zvýšené ultrazvukové energie pro pohon sonotrody v požadovaném amplitudě. Čím větší je přední povrch sonotrody (hrotu), tím více energie je vyžadována k tomu, aby mohla rezonovat. S větším sonotrodem lze zpracovávat větší objemy. V případě hielscherova průmyslového sonotrody a cascatrody může přinášet velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až do 200 μm lze snadno spustit v 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Pevnost Hielscherova ultrasystému umožňuje 24/7 provoz za těžkých zátěží a za náročných podmínek.

U většiny ultrazvukových procesů by teplota ultrazvukového média měla být co nejnižší pro nízké teploty, což napomáhá vzniku intenzivního kavitace. Hielscher nabízí ultrazvukové proudové buňky a reaktory s chladicími kabáty, které podporují udržování optimálních teplotních teplot. Průtokové buňky a reaktory jsou také nastavitelné. Při zvýšených tlacích se vyskytne intenzivnější kavitace. Proto Hielscher nabízí reaktory, které mohou snadno přetlakové až 300 bankomatů.

Hielscher Ultrasonics vyrábí ultrazvukové sondy různých velikostí a tvarů (např. cascatrody), který umožňuje škálovat všechny ultrazvukové výsledky procesu zcela lineární. V případě ultrazvukových homogenizérů o velikosti 16kW a typů sonotrodů a reaktorech toku buněk je Hielscher vaším dlouhodobě zkušeným partnerem pro ultrazvukové procesy v průmyslovém měřítku. Kromě různých standardních ultrasystémových zařízení Hielscher také navrhuje a vyrábí přizpůsobené systémy.