Durchflusszellen und Inline-Reaktoren für Labor-Ultraschallgeräte

Labor-Ultraschallhomogenisatoren können zur chargenweisen und kontinuierlichen Inline-Verarbeitung von Flüssigkeiten und Suspensionen eingesetzt werden. Typische Anwendungen sind Homogenisieren, Dispergieren, Emulgieren, Lösen sowie sonochemische Reaktionen. Für die kontinuierliche Inline-Beschallung sind Durchflusszellen und Inline-Reaktoren in verschiedenen Größen und Geometrien verfügbar.

Ultraschall-Inline-Verarbeitung im Labormaßstab

Durchflusszellenreaktoren für Ultraschallhomogenisatoren sind für die Verarbeitung großer Volumina in der industriellen Produktion bekannt und weit verbreitet. Aber auch bei der Verarbeitung kleinerer Volumina im Labor und mit Tischgeräten bietet der Einsatz von Ultraschall-Durchflusszellen verschiedene Vorteile. Ultraschall-Durchflusszellen ermöglichen gleichmäßige Verarbeitungsergebnisse, da das Material den begrenzten Raum der Durchflusszellenkammer auf definierte Weise durchläuft. Beschallungsparameter wie Verweilzeit, Prozesstemperatur und Anzahl der Durchläufe lassen sich präzise steuern, sodass die Zielvorgaben zuverlässig erreicht werden.
Durchflusszellen und Inline-Reaktoren von Hielscher verfügen über Kühlmäntel zur Aufrechterhaltung der optimalen Prozesstemperatur. Durchflusszellenreaktoren sind in verschiedenen Größen und Geometrien verfügbar, um spezifische Prozessanforderungen zu erfüllen.
Mit einem Labor-Ultraschallgerät in Kombination mit einem Durchflusszellenreaktor können Sie größere Probenvolumina ohne großen personellen Aufwand verarbeiten. Bei einem Ultraschallsystem mit Durchflusszelle wird die Flüssigkeit in den Ultraschallreaktor aus Edelstahl oder Glas gepumpt. In der Durchflusszelle wird die Flüssigkeit oder Suspension einer präzise einstellbaren Beschallung ausgesetzt. Das gesamte Material durchläuft die Zone intensiver Kavitation unterhalb der Sonotrode und wird gleichmäßig mit Ultraschall behandelt. Nach dem Durchlaufen der Kavitationszone erreicht die Flüssigkeit den Auslass der Durchflusszelle. Je nach Prozess kann die Ultraschallbehandlung im Durchfluss mit einem oder mehreren Durchläufen erfolgen. Um eine geeignete Prozesstemperatur aufrechtzuerhalten, z. B. um den Abbau wärmeempfindlichen Materials während der Beschallung zu verhindern, sind die Durchflusszellenreaktoren zur verbesserten Wärmeabfuhr mit einem Kühlmantel ausgestattet.
Von kleinen bis zu großen Volumina: Prozessergebnisse lassen sich von kleineren Volumina, die im Labor und mit Tischgeräten verarbeitet werden, linear auf sehr hohe Durchsätze im industriellen Produktionsmaßstab übertragen. Ultraschallgeräte von Hielscher sind für sämtliche Volumina von Mikrolitern bis zu Gallonen verfügbar.
Durchflusszellen von Hielscher sind vollständig autoklavierbar und für den Einsatz mit den meisten Chemikalien geeignet.

Erfahren Sie mehr über unsere Labor-Ultraschallhomogenisatoren und Industrie-Ultraschallhomogenisatoren!

Labor-Ultraschallgeräte und Durchflusszellen

Nachfolgend finden Sie unsere Labor-Ultraschallgeräte mit den passenden Durchflusszellen und Sonotroden.
UP400ST (24kHz, 400W):
Die Sonotroden S24d14D, S24d22D und S24d22L2D verfügen über eine O-Ring-Dichtung. Die Sonotrodentypen S24d14D und S24d22D sind mit der Durchflusszelle FC22K (Edelstahl, mit Kühlmantel) kompatibel.

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Die Sonotroden S24d2D und S24d7D sind mit einer O-Ring-Dichtung ausgestattet und mit den Durchflusszellen FC7K (Edelstahl, mit Kühlmantel) und FC7GK (Glas-Durchflusszelle, mit Kühlmantel) kompatibel.

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Für das UP50H und das UP100H können dieselben Sonotroden- und Durchflusszellenmodelle verwendet werden. Die Sonotroden MS7 und MS7L2 verfügen über eine Dichtung, durch die sie sich für den Einsatz mit den Durchflusszellen D7K (Edelstahl) und GD7K (Glas-Durchflusszelle, mit Kühlmantel) eignen.

So optimieren Sie die Betriebsbedingungen in Ultraschall-Durchflusszellen

Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen eine Vielzahl von Ultraschall-Durchflusszellen und sonochemischen Reaktoren. Die Ausführung der Durchflusszelle (d. h. ihre Geometrie und Größe) und die Sonotrode sollten auf die Flüssigkeit oder Suspension sowie die angestrebten Prozessergebnisse abgestimmt werden.
Die folgende Liste zeigt die wichtigsten Parameter, die die Ultraschallbedingungen in der Durchflusszelle beeinflussen.

• Temperatur: Durchflusszellen mit Kühlmantel helfen, die gewünschte Verarbeitungstemperatur aufrechtzuerhalten. Hohe Temperaturen nahe dem spezifischen Siedepunkt der Flüssigkeit führen zu einer geringeren Kavitationsintensität, da die Flüssigkeitsdichte abnimmt.
• Druck: Druck ist ein Parameter, der die Kavitation verstärkt. Die Druckbeaufschlagung der Ultraschall-Durchflusszelle führt zu einer höheren Flüssigkeitsdichte und dadurch zu einer verstärkten akustischen Kavitation. Labordurchflusszellen von Hielscher können mit bis zu 1 barg beaufschlagt werden, während industrielle Durchflusszellen und Reaktoren von Hielscher mit bis zu 300atm (ca. 300 barg) beaufschlagt werden können.
• Viskosität der Flüssigkeit: Die Viskosität einer Flüssigkeit ist ein wichtiger Faktor bei einem Ultraschall-Inline-System. Kleine Labordurchflusszellen sollten vorzugsweise mit niedrigviskosen Medien eingesetzt werden, während industrielle Durchflusszellen von Hielscher für niedrig- bis hochviskose Materialien einschließlich Pasten geeignet sind.
• Zusammensetzung der Flüssigkeit: Die Auswirkungen der Flüssigkeitsviskosität wurden bereits oben beschrieben. Enthält die zu verarbeitende Flüssigkeit keine Feststoffe, sind das Pumpen und Zuführen einfach und die Strömungseigenschaften vorhersehbar. Bei Suspensionen mit Feststoffen wie Partikeln und Fasern muss die Form der Durchflusszelle unter Berücksichtigung der Partikelgröße oder Faserlänge gewählt werden. Die richtige Durchflusszellengeometrie erleichtert das Strömen feststoffbeladener Flüssigkeiten und gewährleistet eine homogene Beschallung.
• Gelöste Gase: Flüssigkeiten, die einer Ultraschall-Durchflusszelle zugeführt werden, sollten keine großen Mengen gelöster Gase enthalten, da Gasblasen die Entstehung akustischer Kavitation und ihrer charakteristischen Vakuumblasen beeinträchtigen.

Ultraschall-Durchflussreaktoren im kleinen und großen Maßstab sind in Forschung, Entwicklung und Industrie sehr beliebt, da sie die Untersuchung und Steuerung der Mechanismen und Wirkungen der Behandlung mit Hochleistungsultraschall ermöglichen. Deshalb werden Ultraschall-Durchflusszellen und Inline-Reaktoren für verschiedene Anwendungen in biologischen, pharmazeutischen und chemischen Prozessen eingesetzt – im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab.
Homogenisatoren, Sonotroden und Durchflusszellen von Hielscher Ultrasonics sind in verschiedenen Ausführungen verfügbar, um das ideale System für die Ultraschallverarbeitung zusammenzustellen. Unsere erfahrenen Mitarbeiter beraten Sie zur optimalen Gerätekonfiguration für Ihre Prozessziele!

Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: