Ultralyd homogenisatorer er kraftfulde værktøjer til at blande og homogenisere fast-flydende og flydende-flydende suspensioner. Ultralyd homogenisering er en mekanisk proces for at reducere partikler i en væske, så de bliver ensartet små og jævnt fordelt. Hielscher tilbyder kraftfulde ultralyds homogenisatorer til anvendelse i Lab og produktionsskala.

Anvendelser og virkningen af ultralyd homogenisatorer

Ultralyd homogenisatorer er kraftfulde og pålidelige blandere, som bruges i lab og industri til mange applikationer.
En ultralyd homogenisator kan bruges til forskellige applikationer, herunder:

• Homogenisering: Ultralyd homogenisatorer kan homogenisere prøver for at skabe ensartede og konsistente blandinger.
• Spredning: Ultralydhomogenisatorer kan bruges til at dispergere faste partikler i væsker for at skabe stabile suspensioner. Ultralydbehandling er ekstraordinært effektiv til at skabe nanodispersioner.
• Emulgering: Ultralyd homogenisatorer kan bruges til at skabe stabile emulsioner og nanoemulsioner ved at bryde op og sprede ublandbare væsker, såsom olie og vand.
• Celleforstyrrelse: Ultralyd homogenisatorer kan bryde åbne celler for at ekstrahere intracellulære komponenter såsom proteiner, nukleinsyrer, enzymer og metabolitter.
• Afgasning: Ultralydhomogenisatorer kan bruges til at fjerne opløste gasser fra væsker, såsom afgasning af HPLC-opløsningsmidler eller kølevæsker.
• Ultralydassisterede kemiske reaktioner: Ultralyd homogenisatorer kan også anvendes til sonikering-assisterede kemiske reaktioner, såsom sonokemisk syntese, katalyse eller nedbrydning.

 
Samlet set er ultralydshomogenisatorer et alsidigt værktøj, der kan bruges til en bred vifte af applikationer inden for forskning, udvikling og industrielle processer.

Ultralyd vs højtrykshomogenisatorer

Den mest almindeligt forekommende mekanisme til homogenisering er højtryk homogenisering. Der presses væske ved højt tryk (ca. 2000 Barg) gennem en homogenisering ventil. Ved passage af ventilen gennemgår væsken en kort (ca. 50 microsec.) højtryks lavtryks cyklus.
Mens denne mekanisme fungerer godt for små, bløde partikler, såsom fedtkugler i mælk, det har sine begrænsninger, når de anvendes til dispersioner af hårde og slibende materialer, såsom pigmenter, polering medier eller metaloxider eller fibrøse og senet materialer, såsom frugtpuréer, alger eller slam. Dette skyldes de høje flydende hastigheder (op til 120mtr / sec) og på grund af de små åbninger af ventilerne anvendte. Som slibemiddel materiale passerer pumper og ventiludløbet, det forårsager slid. Dette reducerer effektiviteten og levetiden af ​​pumpen og af ventilen.

Fordele ved ultralyds Homogenisatorer

Ultralydhomogenisatorer til tunge applikationer

Vådfræsning, slibning og blanding er typiske applikationer, hvor ultralydapparater anvendes som pålidelige homogenisatorer. Ultralydhomogenisatorer er meget effektive til reduktion af bløde og hårde partikler. I modsætning til mange andre homogeniserende teknologier kan ultralydsonde-type homogenisatorer håndtere selv meget hårde, slibende og fibrøse materialer.
Arbejdsprincippet for ultralydhomogenisering er baseret på kavitation. Når væsker udsættes for intens ultralydbehandling, formerer lydbølger sig gennem væsken, hvilket forårsager vekslende højtryks- og lavtrykscyklusser (ca. 20000 cyklusser / sek.). Under lavtrykscyklussen dannes små vakuumbobler med høj intensitet i væsken, når væskedamptrykket opnås.
Når boblerne nå en vis størrelse, de kollapse voldsomt under en højtryks-cyklus. Under denne implosion meget høje tryk og høj hastighed væskestråler genereres lokalt. De resulterende strømme og turbulenser forstyrre partikelagglomerater og føre til voldsomme sammenstød mellem individuelle partikler.

En væsentlig fordel ved ultralyd homogenisatorer er det lave antal befugtede og bevægelige dele. Dette reducerer friktionsslid og rengøring tid. Der er kun to befugtede dele: Den sonotrode og flow-cellen. Begge har enkle geometrier og ingen små eller skjulte åbninger.

En anden fordel er den nøjagtige kontrol over de operationelle parametre, der påvirker kavitation. Hielscher ultralyds homogenisatorer kan anvendes ved Oscillations amplituder fra ca. 1 til 200 micron. Væske trykket kan variere fra 0 til ca. 500psig. Som amplitude og tryk er de mest indflydelsesrige parametre, det brede operationelle område af hver parameter giver mulighed for meget blid til meget destruktiv behandling.

Hielscher ultralyds homogenisatorer er amplitude kontrolleret. Derved opretholdes den justerede amplitude under alle driftsforhold. Dette gør ultralydbehandling kontrollerbar og gentagelig. Sonikering under identiske operationelle parametre vil give konsistente og reproducerbare resultater. Dette er vigtigt for kvaliteten af det producerede materiale og for opskalering af procesresultater fra laboratoriet til produktionsniveauet.

Ultralyd Homogenisatorer til enhver skala

Hielscher producerer ultralydhomogenisatorer til homogenisering af ethvert prøvevolumen til batch- eller inline-behandling. Laboratorie ultralydhomogenisatorer kan bruges til volumener fra 1,5 ml til ca. 5L. Ultralyd industrielle homogenisatorer anvendes til procesudvikling og produktion af partier fra 0,5 til ca. 2000L eller strømningshastigheder fra 0,1L til 20m³ pr. Time.

Design, fremstilling og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og design standarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydapparater.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med state-of-the-art teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

Tabellen nedenfor angiver generelle enheds anbefalinger afhængigt af den batchvolumen eller strømningshastighed, der skal behandles. Klik på enhedstype for at få mere information om hver ultralyd homogenisator.

Ultralyd Homogenisatorer til højtydende applikationer

Hielscher ultralyds homogenisatorer er arbejdshesten til blanding og homogenisering. Ultralyd Lab homogenisatorer er kompakte og et pålideligt værktøj til effektiv og hurtig dispergering og emulgering af små og mellemstore prøver. Hielscher's industrielle ultralyds homogenisatorer er effektive og overgår traditionelle homogenisering teknikker såsom højtryks homogenisatorer eller perle Møller. Hielscher industrielle homogenisatorer kan levere meget høje amplituder og er dermed usædvanligt kraftige, når det kommer til blanding, dispergerings-og fræse processer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt kontinuerligt køre i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydsonotroder tilgængelige. Robustheden af Hielscher s ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer.
Vores kunder er tilfredse med den fremragende robusthed og pålidelighed af Hielscher Ultrasonics’ homogenisatorer. Installationen i områder af Heavy-Duty applikation, krævende miljøer og 24/7 drift sikrer effektiv og økonomisk behandling. Ultralyd procesintensivering reducerer behandlingstid og opnår bedre resultater, dvs højere kvalitet, højere udbytter, innovative produkter.

Ultrasonic Tissue Homogenisatorer

Udover forberedelsen af dispersioner og emulsioner, ultralyd homogenisatorer er fast etableret i bioteknologi, cellulære og molekylær biologi, og Life Science for celle lysis og fraktionering, vævs forstyrrelse, udvinding af intracellulære forbindelser samt klipning af DNA, RNA og kromatin. Ultralydshomogenisatorer er tilgængelige til Prøvefremstilling af små volumener (0,1 ml) op til meget store volumener til industrielle processer (f. eks. ekstraktion af bioaktive forbindelser til supplement fremstilling).
For at forstyrre væv med en ultralyd homogenisator, en isotonisk bufferopløsning bruges til at stoppe osmotisk skade. Hielscher ultralyds homogenisatorer kommer med en temperatursensor og temperaturkontrol indstilling, som gør det muligt at holde prøverne i et velkontrolleret temperaturområde.
For flere detaljer om ultralydsvævshomogenisatorer, klik her!

---

---

Litteratur / Referencer

• Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.