Inline-ultralydsblandere med høj forskydning

Ultralydsapparater med høj forskydning til inline-blandeprocesser tilbyder forskellige fordele sammenlignet med konventionelle kolloidhomogenisatorer. Anvendelsen af højeffektultralyd til blanding gør det muligt for Hielschers ultralydsblandere med høj forskydning at fremstille ensartet dispergerede kolloide suspensioner og emulsioner i nanostørrelsesområdet. Inline-ultralydshomogenisatorer kan behandle enhver volumen og viskositet og kan endda håndtere meget abrasive partikler.

Inline-blanding med høj forskydning ved hjælp af højeffektultralyd

Inline-homogenisering af faststof-væske- eller væske-væske-suspensioner er en nødvendig proces ved fremstilling af mange forskellige materialer og varer. Inline-ultralydsblandere med høj forskydning anvendes i mange brancher, herunder fremstilling af maling, pigmenter og trykfarver, polymerer og kompositter, brændstoffer, fødevarer og drikkevarer, kosttilskud, lægemidler, kosmetik og produkter til personlig pleje samt andre produkter. Inline-ultralydshomogenisatorer med høj forskydning anvendes til blanding, dispergering, deagglomerering, emulgering, befugtning, opløsning og mikroformaling af partikler. En særlig styrke ved inline-ultralydsblandere med høj forskydning er evnen til pålidelig behandling af nanomaterialer (f.eks. nanodispersioner og nanoemulsioner).

Hvordan fungerer ultralydsblanding med høj forskydning?

Ultralydsblanding og homogenisering med høj forskydning er baseret på princippet om akustisk kavitation. Når væsker sonikeres ved høj intensitet, udbreder ultralydsbølgerne sig gennem det flydende medium og skaber skiftende højtrykscyklusser (kompression) og lavtrykscyklusser (fortynding). Ultralydsapparater med høj effekt arbejder ved en frekvens på omkring 20kHz. Det betyder 20.000 svingninger pr. sekund. Under lavtrykscyklussen skaber ultralydsbølger med høj intensitet små vakuumbobler i væsken. Når kavitationsboblen når en størrelse, hvor den ikke kan absorbere mere energi, kollapser den voldsomt under en højtrykscyklus. Dette fænomen med bobleimplosion er kendt under den tekniske betegnelse “kavitation”. Under implosionen opnås lokalt meget høje temperaturer (ca. 5.000K) og tryk (ca. 2.000atm). Kavitationsboblens implosion skaber også væskestråler med hastigheder på op til 280m/s. (jf. Suslick 1998)
Disse meget intense og nedbrydende kræfter leverer tilstrækkelig energi til at formale, deagglomerere og dispergere partikler i væsker og gør ultralydsblandere med høj forskydning til procesteknologien par excellence. Derfor anvendes de som fremstillings- og behandlingsteknik, især i sektorer, hvor nanoteknologi og nanomaterialer spiller en afgørende rolle for ydeevne og produktkvalitet.

Overlegen proces- og energieffektivitet med ultralydsblandere

Ultralydsprocessorer fra Hielscher har en fremragende energieffektivitet på >85%. Dette reducerer elomkostningerne ved drift og giver en højere procesydelse. Kusters et al. (1994) konkluderer i deres undersøgelse, at ultralydsfragmentering er lige så effektiv som konventionel formaling.
Ved at påføre tryk og optimere ultralydsprocessen overgår ultralydsblandingsteknologien ofte langt konventionelle blandemetoder såsom blandere med roterende blade, højtrykshomogenisatorer eller kuglemøller.
I en anden undersøgelse sammenlignede Pohl et al. (2004) proceseffektiviteten ved ultralydsdispergering af siliciumdioxid med andre blandemetoder med høj forskydning, såsom med en IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. sammenlignede partikelstørrelsesreduktionen af Aerosil 90 (2%wt) i vand ved brug af en Ultra-Turrax (rotor-stator-system) ved forskellige indstillinger med den, der blev opnået med en ultralydsblander med høj forskydning fra Hielscher, UIP1000hd, med flowcelle i kontinuerlig drift. Undersøgelsen af Pohl et al. konkluderer, at “ved konstant specifik energi EV er ultralyd mere effektiv end rotor-stator-systemet”, og at “den anvendte ultralydsfrekvens i området fra 20 kHz op til 30 kHz ikke har nogen væsentlig indflydelse på dispergeringsprocessen.”

Ultralydsbaseret partikelstørrelsesreduktion af calciumhydroxyapatit (30% faststofkoncentration, 150Ws/g US)

Hvor kan du købe din inline-ultralydsblander med høj forskydning?

Hielscher Ultrasonics er din pålidelige partner, når det gælder sonikeringsprocesser med høj ydeevne, såsom ultralydsformaling, dispergering, emulgering og opløsning. Hielschers inline-ultralydsblandere med høj forskydning kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan nemt opretholdes kontinuerligt ved 24/7/365-drift. Til endnu højere amplituder fås kundetilpassede ultralydssonotroder. Et bredt udvalg af inline-ultralydsreaktorer og yderligere tilbehør muliggør den ideelle opsætning til din ultralydsanvendelse (f.eks. inline-emulgering, partikelstørrelsesreduktion og homogenisering).
Smart software, en digital menu via en berøringsskærm, automatisk dataregistrering og fjernstyring via browser er funktioner i Hielschers ultralydshomogenisatorer med høj forskydning, som gør betjeningen yderst brugervenlig og enkel. Teknologien til rengøring på stedet (CIP) gør anvendelsen af ultralydsblanderen med høj forskydning bekvem. Robusthed, pålidelighed, enkel installation og betjening samt et lavt vedligeholdelsesbehov er yderligere egenskaber, som letter den daglige arbejdsrutine med Hielschers ultralydsapparater.

Kontakt os nu for at få mere at vide om, hvordan en inline-ultralydsblander med høj forskydning kan forbedre din behandling af faststof-væske- og væske-væske-systemer! Vores veluddannede team med mange års erfaring hjælper dig gerne med yderligere oplysninger om anvendelser og priser.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet: