Ultrazvukové míchače nádrží
Ultrazvukové míchače nádrží jsou mechanické míchače. Ultrazvukové míchání mísí kapaliny s jinými kapalinami nebo s pevnými látkami a zlepšuje tak kinetiku procesů v chemické, potravinářské, farmaceutické a kosmetické výrobě. Míchače Hielscher Ultrasonics se velikostně pohybují od laboratorních míchačů až po průmyslové míchače nádrží pro vsádkové nebo průtokové (in-line) použití.
Ultrazvukové míchače nádrží
Účelem míchání v nádržích je zlepšení kinetiky procesů. Ultrazvukové míchače nádrží podporují následující procesy:
- Smáčení a rozpouštění pevných látek v kapalinách
- Dispergace a mísení materiálů v kapalných formulacích, např. průmyslových, komerčních nebo domácích detergentů či jiných kapalných čisticích prostředků
- Emulgace, např. mísení dvou nemísitelných nebo téměř nemísitelných kapalin
- Extrakce z rostlin, např. olejů z bylin, listů nebo koření
- Lyze buněk (např. dezintegrace a extrakce buněk)
- Čištění povrchu částic, např. skleněných kuliček nebo mlecích médií
- Syntéza částic, např. syntéza přístupem zdola nahoru (bottom-up) nebo precipitace
- Chemické reakce a katalýza, např. v CSTR (kontinuálně míchaných nádržových reaktorech)
U mnoha procesů mohou ultrazvukové míchače nádrží výrazně zkrátit dobu procesu. Například místo hodinového máčení rostlinných materiálů při extrakci studenou vodou může míchání sonikací zkrátit dobu zpracování na minuty, nebo dokonce sekundy. Doplnění vašich stávajících vsádkových reaktorů o ultrazvukové sondy je jednoduchou metodou, jak zkrátit dobu procesu a efektivně zvýšit vaši výrobní kapacitu. Ultrazvukové míchání v nádržích tak pomáhá zlepšit výkonnost a snížit výrobní náklady.
Ultrazvukové laboratorní míchače
Ultrazvukové míchače jsou nezbytným nástrojem ve výzkumu a vývoji procesů. Zatímco konvenční míchače často vyžadují značný minimální objem, ultrazvukové míchání lze použít již od 150µL. Hielscher Ultrasonics vyrábí kompaktní ruční ultrazvukové mixéry a ultrazvukové homogenizátory montované na stojanu pro míchání v různých procesech. Pro všechna ultrazvuková zařízení Hielscher jsou k dispozici reaktory s průtokovou celou.
Průmyslové ultrazvukové míchače
Ultrazvukové míchače Hielscher mísí širokou škálu látek při výrobě kapalných produktů, jako jsou barvy, inkousty, barevné nátěry, lepidla nebo mazací tuky. Průmyslové míchače Hielscher nabízejí ultrazvukový výkon od 500 wattů do 16 kilowattů na jednu ultrazvukovou sondu. Pro vyšší celkový ultrazvukový výstupní výkon můžete použít uspořádání více ultrazvukových sond.
Lineární převod kapacity míchače do většího měřítka
Jednou z klíčových výhod ultrazvukových míchačů Hielscher oproti konvenčním, tradičním mechanickým míchačům nádrží je dokonale lineární převod do většího měřítka. Jakékoli výsledky z laboratorních nebo poloprovozních míchacích sestav lze lineárně převést na jakoukoli větší velikost.
Instalace ultrazvukového míchače
Průmyslové ultrazvukové míchače můžete dodatečně instalovat do stávajících míchaných nádržových reaktorů a kombinovat je s jinými typy míchadel v nádrži. Alternativně můžete ultrazvukové míchací sondy instalovat in-line s čerpadlem a recirkulovat produkt přes ultrazvukový reaktor. Sonikace nepřenáší do produktu žádné teplo. Ultrazvuková sonda přenáší pouze mechanickou energii ve formě mechanických vibrací. Kapalná směs se může zahřát v důsledku tření v kapalině při jejím pohybu.
Snadno použitelné míchání v nádržích
Ultrazvukové míchače sondového typu nemají rotační těsnění. Přírubu sondy můžete k reaktorové nádrži nebo jakékoli jiné nádobě namontovat v libovolném směru, úhlu nebo poloze. Stejnou ultrazvukovou sondu lze proto použít jako míchač se vstupem shora, míchač se vstupem ze strany nebo míchač se vstupem zespodu. Ultrazvukové sondy pro míchání můžete namontovat na skleněné reaktory, ocelové nádrže, nerezové nádrže nebo plastové kontejnery, jako jsou IBC.
Intenzitu míchání a celkový ultrazvukový výkon přenášený do kapaliny lze měnit počtem a velikostí ultrazvukových sond a amplitudou ultrazvukových vibrací. Při použití více ultrazvukových sond v jedné nádrži je každá sonda nastavitelná nezávisle.
Při použití ultrazvukového míchání v nádržích pro mísení vysoce viskózních produktů, jako jsou mazací tuky, lepidla, polymery, pryskyřice nebo barvy, pomáhá kombinace ultrazvuku s vrtulovým míchadlem dosáhnout rovnoměrnějších výsledků procesu.
Snadné čištění smáčených částí míchače na místě (Clean-in-Place)
Ultrazvukové míchací sondy jsou vyrobeny z titanu Grade 5. Tento titan je velmi pevná, lehká a korozivzdorná slitina. Běžné průměry sond se pohybují od 1mm do 40mm pro laboratorní použití a od 40mm do 90mm pro průmyslové míchače nádrží. Ultrazvukové míchače proto vyžadují pouze malé otvory v nádrži.
Ultrazvukové míchače nádrží lze snadno čistit, protože ultrazvukové míchače mají velmi jednoduché rotačně symetrické geometrie a žádná rotační těsnění, která by mohla netěsnit nebo se opotřebovat.
Během postupů čištění na místě (Clean-In-Place, CIP) mohou ultrazvukové sondy napomáhat intenzivním ultrazvukovým čištěním.
Co je dobré vědět o míchačích nádrží
Existují různé mechanismy míchání a několik typů míchacích strojů. Patří k nim:
- Míchadla (kotvová a rámová míchadla, radiální vrtulová míchadla)
- Turbínová míchadla, turbíny se šikmými lopatkami
- Lopatková míchadla
- Třepačky
- Magnetické míchací tyčinky
Mnoho mechanických míchačů nádrží vytváří velmi nízkou intenzitu míchání kvůli omezené rychlosti pohybu a absenci kavitace. Ultrazvukové míchání je velmi intenzivním prostředkem mechanického procesního míchání. Sonikace vytváří v kapalině každou sekundu více než 20 000 mechanických vibrací. To vede k intenzivnímu mísení a silným smykovým silám, které jsou užitečné při vytváření mnoha produktových formulací. Dvoulistá vrtule by musela běžet při 600 000 RPM, aby této frekvenci odpovídala.
Aplikace ultrazvukového míchače nádrží
Ultrazvukové míchače nádrží pracují po celém světě v řadě procesů, jako jsou:
- Loužení minerálů
- Environmentální technologie
- Výroba bioethanolu
- Výroba bionafty
- Anaerobní fermentace
- Tekuté potraviny a omáčky
- Barvy, nátěrové hmoty, laky, inkousty a barviva
- Rafinérské technologie a petrochemie (např. odsiřování)
- Papírenský průmysl
- Kosmetický průmysl (výroba krémů a pleťových mlék)
- Zemědělství (např. předseťová úprava osiva – priming)
- Farmaceutický průmysl (např. vakcíny, pleťová mléka a masti)
- Extrakce z rostlin (např. pomocí ultrazvukové lyze buněk)


