Hielscher Cascatrode – Sonikeringssonde med stort overfladeareal

Hielscher Cascatrodes™ er specialdesignede sonotroder (ultralydssonder) til effektiv sonikering ved høje ultralydseffekter og lave eller mellemstore sonikeringsintensiteter – typisk under 60W/cm² og med en amplitude på under 60 mikrometer.

Hielscher udviklede Cascatrode™ til industrielle procesanvendelser. Cascatrodes™ fås til alle industrielle ultralydsprocessorer – fra UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) og UIP2000hdT (2kW) op til verdens kraftigste ultralydsapparat UIP16000 (16kW).

Når du udvikler eller tester nye sonikeringsprocesser, såsom: emulgering, dispergering, homogenisering, celledisruption og ekstraktion, deagglomerering, eller afgasning , vil du opdage, at specifikke sonikeringsparametre fungerer bedre til processen end andre.

Uden at ændre udgangseffekten kan du variere sonikeringsintensiteten: Du kan enten koncentrere udgangseffekten på en lille overflade ved høj intensitet (høj W/cm²) eller koble effekten ind i mediet via et stort overfladeareal ved lavere intensiteter (lav W/cm²). Intensiteten stiger med højere sonikeringsamplitude, højere væsketryk eller højere viskositet og falder med højere temperatur. Når du har fastlagt en optimal parameterkonfiguration til din proces, skal du holde denne konfiguration konstant under opskalering. Ved opskalering bør du ikke ændre sonikeringens amplitude og tryk. På denne måde holder du sonikeringsintensiteten – dvs. ultralydseffekten pr. arealenhed (watt/cm²) – konstant. Som en logisk følge har du brug for et større sonotrodeoverfladeareal for at koble mere effekt ind ved en given overfladeintensitet – dette er en lineær sammenhæng.

Hielscher tilbyder et bredt udvalg af sonotroder (=sonikeringssonder) til sine ultralydsapparater. Sonotroderne har typisk forskellige spidsdiametre for at give forskellige overfladearealer ved spidsen. En sonotrodes lodrette overflader har generelt ubetydelig indflydelse på effektoverførslen, da deres svingningsamplitude rettet mod det flydende medium er meget lav. Cascatrode™-designet er anderledes, da det føjer ringformede vandrette overflader til spidsens overflade. Hver ring er placeret ved et af sonotrodens svingningsmaksima. Disse ringe gør det muligt at øge den vibrerende overflade, som kobler ultralyden ind i det medium, der skal sonikeres, betydeligt – hvilket gør det muligt at koble højere ultralydseffekt ind i væsken ved en given overfladeintensitet. Cascatrode™ gør det muligt at overføre høj ultralydseffekt ved høje amplituder til det behandlede medium.

Hielscher Cascatrodes™ fås i forskellige længder og diametre og med forskellige antal ringe – designet til at passe til procesintensiteten og den specifikke ultralydsanvendelse. Da de bruges til processer med høj effekt og store volumener, er Cascatrodes™ oftest installeret i kontinuerlige gennemstrømningssystemer. De kan tilpasses til gennemstrømningscellereaktorer, som muliggør effektiv inlinebehandling i industriel skala.