Ultraschall-HighShear Inline-Mischer

High-Shear-Ultraschallmischer für kontinuierliche Mischprozesse im Inline-Verfahren bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Kolloidhomogenisatoren. Durch den Einsatz von Hochleistungs-Ultraschall zum Mischen können Hielscher Ultraschall-High-Shear-Mischer gleichmäßig dispergierte kolloidale Suspensionen und Emulsionen im Nanobereich erzeugen. Ultraschall-Inline-Homogenisatoren können jegliche Volumina und Viskositäten verarbeiten und sind auch für sehr abrasive Partikel geeignet.

High-Shear Inline-Mischen mit Hochleistungs-Ultraschall

Die Inline-Homogenisierung von Fest-Flüssig- oder Flüssig-Flüssig-Suspensionen ist eine notwendige Anwendung bei der Herstellung zahlreicher Materialien und Güter. Ultraschall-High-Shear-Inline-Mischer werden in vielen Branchen eingesetzt, z.B. bei der Herstellung von Farben, Pigmenten & Tinten, Polymeren & Verbundwerkstoffen, Kraftstoffen, Lebensmitteln & Getränken, Nahrungsergänzungsmitteln, Pharmazeutika, Kosmetika & Körperpflegeprodukten und zahlreichen weiteren Produkten. Ultraschall-High-Shear-Inline-Homogenisatoren werden zum Mischen, Dispergieren, Deagglomerieren, Emulgieren, Benetzen, Lösen und Mikrozerkleinern von Partikeln eingesetzt. Eine besondere Stärke von Ultraschall-High-Shear-Inline-Mischern ist die Fähigkeit, Nanomaterialien (z.B. in Nano-Dispersionen, Nano-Emulsionen) zuverlässig zu verarbeiten.

Wie funktioniert das High-Shear-Mischen mittels Ultraschall?

Ultrasonic high-shear mixing and homogenization is based on the working principle of acoustic cavitation. When liquids are sonicated at high intensities, the ultrasound waves propagate through the liquid medium and result in alternating high-pressure (compression) and low-pressure (rarefaction) cycles. High power ultrasonicators operate at a frequency of around. 20kHz. This means 20,000 vibrations per second. During the low-pressure cycle, high-intensity ultrasound waves create small vacuum bubbles in the liquid. When the cavitation bubble attains a size at which its cannot absorb any further energy, it collapses violently during a high-pressure cycle. This phenomenon of bubble implosion is known under the technical term „Kavitation“. During the implosion very high temperatures (approx. 5,000K) and pressures (approx. 2,000atm) are reached locally. The implosion of the cavitation bubble also generates liquid jets of up to 280m/s velocity. (cf. Suslick 1998)
Diese hochintensiven und disruptiven Kräfte liefern ausreichend Energie, um Partikel in Flüssigkeiten zu zerkleinern, zu deagglomerieren und zu dispergieren. Deshalb sind Ultraschall-High-Shear-Mischer exzellente Werkzeuge in der Verarbeitungstechnik. Ultraschall-Hochschermischer werden als Herstellungs- und Verarbeitungstechnik vor allem in Branchen eingesetzt, in denen Nanotechnologie und Nanomaterialien eine entscheidende Rolle für Performanz und Produktqualität spielen.

Überlegene Prozess- und Energieeffizienz mit Ultraschall-Mischern

Ultraschallprozessoren von Hielscher zeichnen sich durch eine herausragende Energieeffizienz von >85 % aus. Dies senkt die Stromkosten im Betrieb und führt zu einer höheren Verarbeitungsleistung. Kusters et al. (1994) kommen in ihrer Studie zu dem Schluss, dass die Ultraschallzerkleinerung ebenso effizient ist wie das herkömmliche Mahlen.
Durch Druckbeaufschlagung und Optimierung des Ultraschallprozesses übertrifft die Ultraschall-Mischtechnik herkömmliche Mischverfahren wie Rotationsblattmischer, Hochdruck-Homogenisierer oder Kugelmühlen jedoch oftmals bei weitem.
In another study, Pohl et al. (2004) compared the processing efficiency of ultrasonic dispersion of silica with other high-shear mixing methods, such as with an IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. compared the particle size reduction of Aerosil 90 (2%wt) in water using an Ultra-Turrax (rotor-stator-system) at various settings with that of a Hielscher ultrasonic high-shear mixer UIP1000hd with flow cell in continuous mode. The study of Pohl et al. concludes, that „at constant specific energy EV ultrasound is more effective than the rotor-stator-system“ and that „the applied ultrasound frequency in the range from 20 kHz up to 30 kHz has no major effect on the dispersion process.“

Ultraschall-Partikelzerkleinerung von Calcium-Hydroxylapatit (30% Feststoffkonzentration, 150Ws/g US)

Wo können Sie Ultraschall-Inline-Mischer mit hoher Scherkraft kaufen?

Hielscher Ultrasonics ist Ihr zuverlässiger Partner, wenn es um Hochleistungsbeschallungsprozesse wie dem Ultraschallmahlen, Dispergieren, Emulgieren und Lösen geht. Die High-Shear-Ultraschall-Inline-Mischer von Hielscher können sehr hohe Amplituden liefern. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7/365-Betrieb gefahren werden. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich. Eine große Auswahl an Ultraschall-Inline-Reaktoren und weiterem Zubehör ermöglicht den idealen Aufbau für Ihre Ultraschall-Anwendung (z.B. Inline-Emulgierung, Partikelzerkleinerung und Homogenisierung).
Intelligente Software, digitales, über Touch-Display einstellbares Menü, automatische Prozessdatenspeicherung und Browser-Fernsteuerung sind Merkmale der Hielscher Ultraschall-Hochscher-Homogenisatoren, welche die Bedienung besonders benutzerfreundlich und einfach machen. Die Clean-in-Place (CIP)-Technologie macht den Einsatz von Ultraschall-High-Shear-Mischern zudem komfortabel. Robustheit, Zuverlässigkeit, einfache Installation und Bedienung sowie ein geringer Wartungsaufwand sind weitere Merkmale, die den Arbeitsalltag mit Hielscher Ultraschall-Homogenisatoren erleichtern.

Kontaktieren Sie uns jetzt, um mehr darüber zu erfahren, wie Ultraschall-High-Shear-Inline-Mischer die Verarbeitung von Fest-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Systemen in Ihrer Produktion verbessern können! Unser gut geschultes und langjährig erfahrenes Team unterstützt Sie gerne mit weiteren Informationen zu Anwendungen und Preisen.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren: