Ultrasonic forstøvning og Deagglomeration

Dispergering og deagglomerering af faste stoffer i væsker er en vigtig anvendelse af effekt ultralyd og sonde-type sonikatorer. Ultralydkavitation genererer ekstraordinært høj forskydning, der bryder partikelagglomerater i enkelt dispergerede partikler. På grund af sine lokalt fokuserede høje forskydningskræfter er sonikering ideel til at producere mircon- og nano-størrelse dispersioner til eksperimentering, forskning og udvikling, og selvfølgelig til industriel produktion.

Blanding af pulvere i væsker er et almindeligt trin i formuleringen af forskellige produkter, såsom maling, blæk, kosmetik, drikkevarer, hydrogeler eller poleringsmedier. De enkelte partikler holdes sammen af tiltrækningskræfter af forskellig fysisk og kemisk art, herunder van der Waals-kræfter og flydende overfladespænding. Denne effekt er stærkere for væsker med højere viskositet, såsom polymerer eller harpikser. Tiltrækningskræfterne skal overvindes for at deagglomerere og sprede partiklerne i flydende medier. Læs nedenfor, hvorfor ultralydhomogenisatorer er det overlegne dispergeringsudstyr til spredning af submikron- og nanostørrelsespartikler i laboratorium og industri.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Sonde-type ultralydator UP400St til nanopartikeldispersion i en stabil vandig suspension.

ultralydator UP400St til fremstilling af nanopartikeldispersioner i batcher.

Ultralyd dispergering af faste stoffer i væsker

Arbejdsprincippet for ultralydhomogenisatorer er baseret på fænomenet akustisk kavitation. Akustisk kavitation er kendt for at skabe intense fysiske kræfter, herunder meget stærke forskydningskræfter. Anvendelsen af mekanisk belastning bryder partikelagglomeraterne fra hinanden. Der presses også væske mellem partiklerne.
Mens der til dispergering af pulvere i væsker er forskellige teknologier såsom højtrykshomogenisatorer, omrørerperlemøller, indtrængende jetmøller og rotorstator-mixer kommercielt tilgængelige. Imidlertid har ultralyddispergeringsmidler betydelige fordele. Læs nedenfor, hvordan ultralyddispersion fungerer, og hvad fordelene ved ultralyddispersion er.

 

Videoen demonstrerer ultralydsspredning af rød farve ved hjælp af UP400St med en S24d 22mm sonde.

Ultralyd rød farvedispersion ved hjælp af UP400St

Videominiaturebillede

 

Arbejdsprincippet for ultralydkavitation og dispersion

Under sonikering skaber højfrekvente lydbølger skiftende områder med kompression og sjældenhed i det flydende medium. Når lydbølgerne passerer gennem mediet, skaber de bobler, der hurtigt udvider sig og derefter kollapser voldsomt. Denne proces kaldes akustisk kavitation. Boblernes sammenbrud genererer højtryksstødbølger, mikrojetfly og forskydningskræfter, der kan nedbryde større partikler og agglomerater til mindre partikler. I ultralyddispersionsprocesser fungerer partiklerne selv i dispersionen som fræsemedium. Accelereret af forskydningskræfterne ved ultralydkavitation kolliderer partiklerne med hinanden og knuses i små fragmenter. Da der ikke tilsættes perler eller perler til den ultralydbehandlede dispersion, undgås den tidskrævende og arbejdskrævende adskillelse og rengøring af fræsemedier samt forurening fuldstændigt.
Dette gør sonikering så effektiv til at dispergere og deagglomerere partikler, selv dem, der er vanskelige at nedbryde med andre metoder. Dette resulterer i en mere ensartet fordeling af partikler, hvilket fører til forbedret produktkvalitet og ydeevne.
Derudover kan sonikering nemt håndtere, sprede og syntetisere nanomaterialer såsom nanosfærer, nanokrystaller, nanoark, nanofibre, nanotråde, kerneskalpartikler og andre komplekse strukturer.
Desuden kan sonikering udføres i en relativt kort tidsramme, hvilket er en stor fordel i forhold til andre dispersionsteknikker.

Fordele ved ultralydspredere over alternative blandingsteknologier

Ultralyddispergeringsmidler tilbyder flere fordele i forhold til alternative blandingsteknologier såsom højtrykshomogenisatorer, perlefræsning eller rotor-statorblanding. Nogle af de mest fremtrædende fordele inkluderer:

  • Forbedret reduktion af partikelstørrelse: Ultralyddispergeringsmidler kan effektivt reducere partikelstørrelser til nanometerområdet, hvilket ikke er muligt med mange andre blandingsteknologier. Dette gør dem ideelle til applikationer, hvor en fin partikelstørrelse er kritisk.
  • Hurtigere blanding: Ultralyddispergeringsmidler kan blande og sprede materialer hurtigere end mange andre teknologier, hvilket sparer tid og øger produktiviteten.
  • Ingen forurening: Ultralyddispergeringsmidler kræver ikke brug af fræsemedier auch som perler eller perler, som forurener dispersionen ved slid.
  • Bedre produktkvalitet: Ultralyddispergeringsmidler kan producere mere ensartede blandinger og suspensioner, hvilket resulterer i bedre produktkvalitet og konsistens. Især i gennemstrømningstilstand passerer dispersionsopslæmningen ultralydkavitationszonen på en stærkt kontrolleret måde, hvilket sikrer en meget ensartet behandling.
  • Lavere energiforbrug: Ultralyddispergeringsmidler kræver typisk mindre energi end andre teknologier, hvilket reducerer driftsomkostningerne.
  • Alsidighed: Ultralyddispergeringsmidler kan bruges til en bred vifte af applikationer, herunder homogenisering, emulgering, dispersion og deagglomerering. De kan også håndtere en række forskellige materialer, herunder slibende materialer, fibre, ætsende væsker og endda gasser.

På grund af disse procesfordele samt pålidelighed og enkel betjening udkonkurrerer ultralyddispergeringsmidler alternative blandingsteknologier, hvilket gør dem til et populært valg til mange industrielle applikationer.

Ultralyd homogenisator UIP1000hdT til spredning af nanofillers i lakker.

UIP1000hdT (1000 watt) ultralydsapparat Spredning af nanofillers i lakker


Ultralydsyntetiserede nanofluider er effektive kølemidler og varmevekslervæsker. Termoledende nanomaterialer øger varmeoverførslen og varmeafledningskapaciteten betydeligt. Sonikering er veletableret i syntese og funktionalisering af termoledende nanopartikler samt produktion af stabile højtydende nanofluider til køleapplikationer.

Dispergering af CNT'er i polyethylenglycol (PEG)

Videominiaturebillede

Billedet viser et typisk resultat af ultralydsspredning af røget silica i vand.

Ultralyddispersion af røget silica i vand: Før ultralydbehandling er den agglomererede silicapartikelstørrelse mere end 200 mikron (D50). Efter ultralyddispersion af den røgne silica blev de fleste partikler reduceret til mindre end 200 nanometer.

Ultralyd dispergering og deagglomerering i enhver skala

Hielscher tilbyder ultralydsenheder til dispergering og deagglomerering af ethvert volumen til batch- eller inline-behandling. Ultralyd laboratorieudstyr anvendes til mængder fra 1,5 ml til ca. 2L. Industrielle ultralydsenheder anvendes i procesudvikling og produktion til partier fra 0,5 til ca. 2000L eller strømningshastigheder fra 0,1L til 20m³ pr. Time.

Hielscher Ultrasonics industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og derved pålideligt sprede og fræse partikler til nanoskala. Amplituder på op til 200 μm kan let køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydsonotroder tilgængelige.

Højtydende ultralydapparater er pålidelige og yderst effektive inline blandingssystemer til produktion af nanodispersioner, fx termoledende nanofluider.

Industriel effekt ultralydssystem MultiSonoReactor til industriel inline dispersion: Højtydende ultralydapparater er pålidelige og yderst effektive inline blandingssystemer til produktion af nanodispersioner.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralydsspredning af kulstofnanorør - Hielscher ultralydsapparat UP400S (400W) spreder og løsner CNT'er hurtigt og effektivt i enkelte nanorør.

Dispersing af carbon nanorør i vand ved hjælp af UP400S

Videominiaturebillede

Ultralyd homogenisator UIP1000hdT til spredning af nanofillers i lakker.

UIP1000hdT (1000 watt) ultralydsapparat Spredning af nanofillers i lakker

Fordele ved ultralyddispersion: Let at skalere op

Forskellige fra andre dispergeringsteknologier kan ultralydbehandling let skaleres op fra laboratorium til produktionsstørrelse. Laboratorietest gør det muligt at vælge den krævede udstyrsstørrelse nøjagtigt. Når de anvendes i endelig skala, er procesresultaterne identiske med laboratorieresultaterne.

Ultralydapparater: Robust og nem at rengøre

Ultralydskraft overføres til væsken via en sonotrode. Dette er en typisk roterende symmetrisk del, der er bearbejdet af titanium af solid flykvalitet. Dette er også den eneste bevægelige / vibrerende befugtede del. Det er den eneste del, der er udsat for slid, og den kan let udskiftes inden for få minutter. Oscillationsafkoblingsflanger gør det muligt at montere sonotroden i åbne eller lukkede trykbeholdere eller flowceller i enhver retning. Ingen lejer er nødvendige. Alle andre fugtede dele er generelt lavet af rustfrit stål. Flowcellereaktorer har enkle geometrier og kan let skilles ad og rengøres, f.eks. ved skylning og udslettelse. Der er ingen små åbninger eller skjulte hjørner.

Ultrasonic Cleaner på plads

Ultralyd er kendt for sine rengøringsapplikationer, sådan en overflade, delrensning. Ultralydintensiteten, der anvendes til dispergerende applikationer, er meget højere end til typisk ultralydsrensning. Når det kommer til rengøring af de befugtede dele af ultralydsenheden, kan ultralydseffekten bruges til at hjælpe med rengøring under skylning og skylning, da ultralyd / akustisk kavitation fjerner partikler og væskerester fra sonotroden og fra flowcellevæggene.



Litteratur / Referencer

Ultralydhomogenisatorer såsom den industrielle UIP6000hdT bruges til højtydende dispersionsapplikationer.

Ultralyd homogenisator UIP6000hdT til industriel inline-behandling af store gennemløb.


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.