Ultralydshomogenisatorer til laboratorie-, pilot- og industriel forarbejdning

Ultralydshomogenisatorer er kraftfulde værktøjer til at blande og homogenisere fast-væske og væske-væske suspensioner. Ultralydshomogenisering er en mekanisk proces til at reducere partikler i en væske, så de bliver ensartet små og jævnt fordelt. Hielscher tilbyder kraftfulde ultralydshomogenisatorer til anvendelse i laboratorie- og produktionsskala.

Ultralydshomogenisatorer til pålidelig blanding, spredning, emulgering og reduktion af partikelstørrelse

Hielschers ultralydshomogenisatorer leverer kraftfuld, regulerbar kavitation til fremstilling af ensartede blandinger, fine dispersioner, stabile emulsioner, nanoemulsioner, cellelysat og partikler med reduceret størrelse. Fra små laboratorieprøver til kontinuerlig industriel produktion sikrer Hielschers ultralydsapparater reproducerbare homogeniseringsresultater til forskning, produktudvikling og produktion.
Uanset om du skal behandle milliliter i laboratoriet, optimere en formulering i pilotskala eller køre højkapacitets-inlineproduktion, tilbyder Hielscher ultralydshomogenisatorer med præcis styring af amplitude, tid, temperatur, tryk og energitilførsel. Dette gør ultralydshomogenisering til et skalerbart, repeterbart og effektivt alternativ til rotor-stator-blandere, perlemøller og højtrykshomogenisatorer.

Hvorfor bør du vælge en ultralydshomogenisator:

• Effektiv homogenisering: Fremstil fine dispersioner, emulsioner, nanoemulsioner og ensartede suspensioner.
• Præcis processtyring: Juster amplitude, effekt, tid, temperatur og tryk for at opnå reproducerbare resultater.
• Fra laboratoriet til industriel skala: Behandl små prøver, store partier eller kontinuerlige strømme.
• Fungerer med krævende materialer: Velegnet til slibende partikler, suspensioner med højt faststofindhold, fiberholdige materialer, tyktflydende væsker og komplekse formuleringer.
• Batch- og inline-drift: Brug åbne beholdere, bægerglas, reaktorer eller gennemstrømningsceller.
• Vedligeholdelsesvenligt design: Enkle sonotrode- og gennemstrømningscellekonstruktioner mindsker rengøringsbehovet og slitage.
• Konstrueret til drift døgnet rundt: Industrielle ultralydssystemer er udviklet til kontinuerlig drift under krævende forhold.

Anvendelser og virkning af ultralydshomogenisatorer

Ultralydshomogenisatorer er kraftfulde og pålidelige blandere, der bruges i laboratoriet og industrien til adskillige applikationer.
En ultralydshomogenisator kan bruges til forskellige applikationer, herunder:

• Homogenisering: Ultralydshomogenisatorer kan homogenisere prøver for at skabe ensartede og konsistente blandinger.
• Dispersion: Ultralydshomogenisatorer kan bruges til at sprede faste partikler i væsker for at skabe stabile suspensioner. Ultralydbehandling er ekstraordinært effektiv til at skabe nanodispersioner.
• Emulgering: Ultralydshomogenisatorer kan bruges til at skabe stabile emulsioner og nanoemulsioner ved at bryde op og sprede ikke-blandbare væsker, såsom olie og vand.
• Celle afbrydelse: Ultralydshomogenisatorer kan bryde op for celler for at udtrække intracellulære komponenter såsom proteiner, nukleinsyrer, enzymer og metabolitter.
• Afgasning: Ultralydshomogenisatorer kan bruges til at fjerne opløste gasser fra væsker, såsom afgasning af HPLC-opløsningsmidler eller kølevæsker.
• Ultralydsassisterede kemiske reaktioner: Ultralydshomogenisatorer kan også bruges til sonikeringsassisterede 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.

Effekt ultralyd til reduktion af partikelstørrelse:

Når ultralydshomogeizere anvendes til applikationer som blanding, dispergering og emulgering, er målet at reducere små partikler eller dråber i en væske eller opslæmning for at forbedre blandingens ensartethed og stabilitet. Disse partikler (dispergeringsfase) kan enten være faste stoffer eller væsker. En reduktion i partiklernes middeldiameter øger antallet af individuelle partikler. Dette fører til en reduktion af den gennemsnitlige partikelafstand og øger partikeloverfladearealet. Grafikken viser sammenhængen mellem den enkelte partikeldiameter og det samlede overfladeareal. Overfladeareal og gennemsnitlig partikelafstand kan påvirke en væskes reologi.

Hvis der er forskel i vægtfylde mellem partiklerne og væsken, kan blandingens homogenitet påvirke dispersionens stabilitet. Hvis partikelstørrelsen er ens for størstedelen af partiklerne, reduceres tendensen til at agglomerere under bundfældning eller stigning, fordi de lignende partikler har en lignende hastighed til at stige eller sætte sig.
 

Ultralydsdispersioner viser en ensartet partikelstørrelsesfordeling med homogent reducerede partikler. Kurverne viser partikelfordelingen af silica før ultralyd (grøn kurve) og efter ultralydsdispersion (rød kurve).

Ultralyd vs højtrykshomogenisatorer

Højtrykshomogenisatorer presser væske gennem en homogeniseringsventil ved meget højt tryk. Dette kan fungere godt for bløde partikler eller dråber, såsom fedtkugler i mælk. Den aktuelle side bemærker dog, at højtrykshomogenisatorer kan være begrænsede ved forarbejdning af hårde, slibende, fibrøse eller trådede materialer, fordi høje væskehastigheder og små ventilåbninger forårsager slitage og reducerer pumpens eller ventilens levetid.
Ultralydshomogenisatorer fungerer på en anden måde. I stedet for at presse materialet gennem en lille ventilåbning tilfører de mekanisk energi til væsken via en vibrerende sonotrode. Dette skaber kavitation direkte i procesmediet.
Fordele ved ultralydshomogenisatorer

• Ingen små ventilåbninger, der let kan tilstoppes
• Velegnet til slibende og fiberholdige materialer
• Nem justering af procesintensiteten
• Muligheder for batch- og kontinuerlig behandling
• Få dele, der kommer i kontakt med væske og er i bevægelse
• Effektiv nedbrydning af partikelklumper og reduktion af dråbestørrelse
• Stor skalerbarhed fra laboratorietests til produktion

Ultralydshomogenisatorer til laboratorie-, pilot- og industriel skala

Hielscher tilbyder ultralydshomogenisatorer til mange forskellige procesvolumener og gennemløbshastigheder. Laboratorieultralydshomogenisatorer anvendes til forberedelse af små prøver, formuleringstest, behandling af biologiske prøver og forskning&D. Pilot- og industrielle ultralydsenheder anvendes til procesudvikling, opskalering, produktion og kontinuerlig inline-forarbejdning.
Denne side giver et bredt omfang: Laboratorieultralydshomogenisatorer kan behandle mængder fra ca. 1,5 ml til 5 l, mens industrielle ultralydshomogenisatorer kan behandle batcher fra ca. 0,5 til 2000 l eller gennemstrømningshastigheder fra 0,1 l til 20 m³ i timen.

Valg af den rigtige ultralydshomogenisator

Valget af den bedste ultralydshomogenisator afhænger af procesmålet og materialets egenskaber. For at få en pålidelig anbefaling af udstyr bør du tage følgende parametre i betragtning:

• Prøve- eller batchvolumen
• Kontinuerlig gennemstrømningshastighed
• Væskens viskositet
• Konkret indhold
• Partikelhårdhed
• Indledende partikel- eller dråbestørrelse
• Målstørrelse for partikler eller dråber
• Temperaturfølsomhed
• Nødvendig behandlingstid
• Behov for køling eller trykregulering
• Batch-, recirkulations- eller enkeltgennemløbsdrift
• Krav til rengøring og materialekompatibilitet

Vi kan anbefale en passende ultralydshomogenisator, sonotrode, booster, gennemstrømningscelle og køleanlæg ud fra disse procesparametre.

Hvorfor vælge en Hielscher-ultralydshomogenisator?

Hielschers ultralydshomogenisatorer er udviklet med henblik på pålidelig kavitation, reproducerbar processtyring og lang levetid. Systemerne er designet til brug i laboratorier, pilotanlæg og industrielle miljøer.
På den nuværende side fremgår det, at Hielschers ultralydsapparater er amplitudestyrede, hvilket betyder, at den valgte amplitude holdes konstant under driftsforholdene. Der fremhæves desuden, at ensartede sonikeringsparametre sikrer konsistente og reproducerbare resultater, hvilket er vigtigt for produktkvaliteten og opskalering.
Fordele ved Hielscher-sonikatoren:

• Højtydende ultralydsprocessorer fra laboratorie- til industriel skala
• Præcis amplitudekontrol
• Indstillelig effekt, tid, temperatur og tryk
• Batch- og inline-behandling
• Robuste sonotroder og gennemstrømningsceller
• Få dele, der kommer i kontakt med væsken, og nem rengøring
• Velegnet til slibende, fiberholdige og materialer med højt tørstofindhold
• Industrisystemer til drift døgnet rundt
• Procesrådgivning og applikationssupport
• Tysk design og produktionskvalitet

Tabellen nedenfor viser generelle anbefalinger til udstyr afhængigt af den batchstørrelse eller gennemstrømningshastighed, der skal behandles. Klik på den enkelte ultralydshomogenisatormodel for at få mere information om den pågældende model.

Ultralyd væv homogenisatorer

Udover fremstilling af dispersioner og emulsioner er ultralydshomogenisatorer fast etableret inden for bioteknologi, cellulær og molekylærbiologi og biovidenskab til cellelyse og fraktionering, vævsforstyrrelse, ekstraktion af intracellulære forbindelser samt klipning af DNA, RNA og kromatin. Ultralydshomogenisatorer er tilgængelige til prøveforberedelse af små mængder (0,1 ml) op til meget store mængder til industrielle processer (f.eks. ekstraktion af bioaktive forbindelser til fremstilling af kosttilskud).
For at forstyrre væv med en ultralydshomogenisator anvendes en isotonisk bufferopløsning til at stoppe osmotisk skade. Hielscher ultralydshomogenisatorer leveres med en temperatursensor og temperaturkontrolindstilling, som gør det muligt at holde prøverne i et velkontrolleret temperaturområde.
For flere detaljer om ultralydsvævshomogenisatorer, klik her!

Litteratur / Referencer