Sonicator – Hielscher-Ultraschall | Labor bis Industriemaßstab
Unsere digitalen Ultraschallgeräte eignen sich für den Labortisch, die Pilotphase und den Produktionsmaßstab, sodass Sie Amplitude, Energie pro Volumen und Prozesszeit zuverlässig übertragen können. Echtzeitüberwachung und automatische Datenprotokollierung dokumentieren jeden Durchlauf für GLP, GMP und die Sorgfaltspflicht von Investoren. Modulares Zubehör ermöglicht den Wechsel von offenen Bechern zu geschlossenen Durchflusszellen, temperaturgesteuerten Reaktoren und Inline-Produktionsskids, wenn der Durchsatz steigt. Mit reaktionsschnellen Applikationsingenieuren und dem weltweiten Service macht Hielscher die Validierung, Optimierung und Skalierung der Ultraschalltechnik einfach. Sind Sie bereit, den richtigen Sonicator für Ihren Prozess auszuwählen? Wir sind für Sie da.
Hielscher Sonicatoren: Power für alle Volumina und Prozesse
Unsere Ultraschallgeräte decken das gesamte Spektrum von der praktischen Arbeit im Labor bis zur industriellen Großproduktion ab. Die Leistungsklassen reichen von kompakten Tischgeräten bis hin zu Inline-Reaktoren mit mehreren Kilowatt, so dass Sie mit kleinen Entwicklungschargen beginnen und mit validierten Parametern zur kontinuierlichen Produktion übergehen können.
Ultraschallgerät UP400St (400 Watt)
Hielscher Sonicator UP400St
Laborsonikation und Prozessentwicklung
Das kompakte und robuste Ultraschallgerät UP400St ist die ideale Lösung, wenn Sie zuverlässige Ultraschallleistung in Bechergläsern, kleinen Chargen und Durchflussversuchen im Pilotmaßstab benötigen. Das Chargenvolumen reicht bis zu etwa 8 Litern (2 Gallonen), und mit Durchflusszellen können Sie größere Volumina pro Stunde verarbeiten, was es zu einer praktischen Brücke zwischen Prozessentwicklung und kleinen Produktionsläufen macht. Typische Anwendungen sind: Botanische Extraktion, Produktformulierung und Partikelgrößenreduzierung. Digitale Touchscreen-Steuerung, integrierte SD-Karten-Datenprotokollierung, Browser-Fernsteuerung, Temperaturüberwachung und austauschbare Sonotroden unterstützen die Methodenentwicklung, die Dokumentation und den reibungslosen Übergang von der Forschung und Entwicklung zu kleinen Produktionsläufen.
Sonicator UIP1000hdT (1000 Watt)
Hielscher Sonicator UIP1000hdT
Prozessoptimierung und Produktion
Der UIP1000hdT ist der perfekte Sonicator für die Prozessentwicklung, -optimierung und die Verarbeitung mittlerer Chargen oder kontinuierlicher Durchflüsse. Er liefert hohe Ultraschallleistung in druckbeaufschlagbare Durchflusszellen oder offene Gefäße für Emulgierung, Dispersion, Extraktion und sonochemische Reaktionen und schließt damit die Lücke zwischen kleinen Laborsystemen und Produktionslinien mit mehreren Kilowatt Leistung. Paralleles Clustering erhöht bei Bedarf den Durchsatz. Die volldigitale Steuerung mit Touchscreen, Datenprotokollierung auf SD-Karte, Fernsteuerung über Ethernet, Temperatur- und Drucküberwachung sowie ein breites Sonotrodensortiment ermöglichen systematische Parameterstudien und einen reibungslosen Übergang von den ersten Beschallungsläufen zur validierten Produktion.
Sonicator UIP16000hdT (16000 Watt)
Hielscher Sonicator UIP16000hdT
Leistungsstarke Beschallung
Der leistungsstarke UIP16000hdT ist das industrielle Ultraschallgerät für Inline-Homogenisierung, Deagglomeration, Extraktion und Mischen unter hoher Scherung in anspruchsvollen Produktionsumgebungen. Er koppelt massive Ultraschallleistung in druckbeaufschlagbare Durchflusszellen und auf Skids montierte Prozesslinien ein und ist damit das perfekte Beschallungsgerät für einen hohen Durchsatz. Die 16 Kilowatt kontinuierlicher Ultraschallleistung unterstützen sehr hohe Durchflussraten. Mehrere UIP16000hdT-Einheiten können parallel oder in Reihe geschaltet werden, um extrem hohe Kapazitätsziele zu erreichen. Die robuste, hochbelastbare Konstruktion eignet sich für den 24/7-Betrieb mit abrasiven Schlämmen, zähflüssigen Medien oder reaktiven Chemikalien. Einfache Steuerung, fortschrittliche Datenprotokollierung, verschiedene Fernsteuerungsschnittstellen und Temperatur- und Drucküberwachung in Echtzeit bieten den Betriebsteams die Rückverfolgbarkeit und Kontrolle, die für eine regulierte Fertigung erforderlich sind.
| Merkmal | Sonicator mit Sonotrode | Ultraschallbad | Konventionelle Homogenisierungstechniken |
|---|---|---|---|
| Energieübertragung | Direkt und hocheffizient, da die Sonotrode direkt mit der Probe in Kontakt kommt. | Indirekt und weniger effizient, da die Energie ungleichmäßig über das Bad verteilt wird. | Mechanisch angetrieben, was oft zu einer geringeren Effizienz der Energieübertragung führt. |
| Präzision | Hochpräzise und individuell steuerbar, was einen gezielten Einsatz von Energie ermöglicht. | Weniger präzise, da die Energie über das gesamte Bad verteilt wird. | Mäßige Präzision, abhängig vom mechanischen Aufbau. |
| Flexibilität bei der Probengröße | Wirksam für kleine bis mittlere Volumina; kann für verschiedene Probenvolumina eingestellt werden. | Am besten geeignet für größere Mengen oder mehrere kleine Proben gleichzeitig. | Unterschiedlich; oft durch die Größe und Art des Homogenisators begrenzt. |
| Verarbeitungsdauer | Kürzere Verarbeitungszeiten durch effiziente Energieübertragung. | Längere Bearbeitungszeiten aufgrund der verteilten Energieanwendung. | Unterschiedlich; kann aufgrund einer weniger effizienten Energieanwendung länger sein. |
| Temperaturkontrolle | Es kann zu einer lokalen Erwärmung kommen, die oft eine externe Kühlung erfordert. | Besser für temperaturempfindliche Anwendungen, da das Bad Wärme aufnehmen kann. | Mäßige Kontrolle, erfordert oft ein externes Temperaturmanagement. |
| Skalierbarkeit | Vollständig linear skalierbar, was den Schritt von der Machbarkeit zur industriellen Produktion enorm erleichtert. | Schwer zu vergrößern wegen ungleichmäßiger Beschallung und begrenzter Badgröße. | Nicht leicht skalierbar, da es schwierig ist, dieselben Prozessparameter (z. B. Druck, Scherkraft) in verschiedenen Maßstäben beizubehalten, was zu Schwankungen im Endprodukt führt. |
| Kosten | Höhere Anschaffungskosten, aber effizienter für spezielle Aufgaben. | Im Allgemeinen niedrigere Anschaffungskosten, aber weniger effizient. | Variiert je nach Gerät und Anwendung. |
Durchflusszellenreaktoren für Sonicators
Für Industrien und Labors, die eine kontinuierliche Ultraschallbearbeitung benötigen, bietet Hielscher Ultrasonics fortschrittliche Durchflusszellenreaktoren an, die mit den leistungsstarken Sonotrodenschallköpfen UP400St (400 Watt), UIP1000hdT (1000 Watt) und UIP16000hdT (16 kW) kompatibel sind.
Konzipiert für die Inline-Sonifizierung
Durchflusszellenreaktoren sind so konzipiert, dass sie eine effiziente Inline-Beschallung ermöglichen, bei der Flüssigkeiten behandelt werden, während sie die Reaktorkammer durchlaufen. Dieser Aufbau ist ideal für Prozesse, die von konsistenten, reproduzierbaren Ergebnissen über lange Zeiträume profitieren, wie z. B. Emulgierung, Partikelgrößenreduktion oder Zellaufschluss. Die Durchflusszellen sind eine hervorragende Lösung für Anwender, die von der Batch-Verarbeitung zur kontinuierlichen Produktion mit hohem Durchsatz übergehen müssen.
Die wichtigsten Vorteile
Einer der Hauptvorteile der Durchflusszellenreaktoren von Hielscher ist, dass sie unter Druck gesetzt werden können, was die bei der Beschallung entstehenden Kavitationseffekte deutlich verstärkt. Wird eine Flüssigkeit mit Ultraschallwellen beschallt, kommt es zur Kavitation, d.h. zur Bildung, zum Wachstum und zum Kollaps von Blasen, wobei intensive Energie freigesetzt wird, die Partikel oder Zellen aufbricht. Die Druckbeaufschlagung der Durchflusszelle verstärkt diese Kavitationskräfte, was zu einer noch effektiveren Beschallung führt. Für die UP400St, UIP1000hdT und UIP16000hdT ist diese Fähigkeit zur Druckbeaufschlagung entscheidend für die Maximierung des Energietransfers und die Erzielung einer überlegenen Prozesseffizienz, insbesondere bei anspruchsvollen Anwendungen wie der Herstellung von Nanoemulsionen, Dispersionen und der Extraktion wertvoller Verbindungen.
Prozessoptimierung
Die Inline-Beschallung mit Durchflussreaktoren ist eine prozessoptimierende Technik, die zahlreiche Vorteile für Hochleistungsanwendungen und die industrielle Fertigung bietet. Im Vergleich zur herkömmlichen Batch-Verarbeitung gewährleistet die Inline-Beschallung einen kontinuierlichen Materialfluss, der eine präzise Steuerung der Beschallungsparameter und eine bessere Skalierbarkeit ermöglicht. Durch die Vermeidung von Schwankungen von Charge zu Charge verbessert die Inline-Beschallung die Produktkonsistenz und ist damit die ideale Lösung für Branchen, die Wert auf qualitativ hochwertige, reproduzierbare Ergebnisse legen. Darüber hinaus bieten Hielscher-Sonicatoren in Verbindung mit Fließzellenreaktoren erhebliche Zeit-, Arbeits- und Energieeinsparungen, was die Effizienz des Gesamtprozesses erhöht und die Betriebskosten senkt. Für Unternehmen, die in großem Maßstab produzieren oder forschen, bietet die Inline-Sonikation einen Weg zu höherer Produktivität, geringeren Ausfallzeiten und besseren Produktergebnissen.
Ob in einem Forschungslabor oder in einer großen Industrieanlage, Sonicators bieten eine vielseitige und effektive Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen.
- hoher Wirkungsgrad
- Modernste Technik
- Zuverlässigkeit und Robustheit
- einstellbare, präzise Prozesskontrolle
- Batch und Inline
- für jedes Volumen
- intelligente Software
- intelligente Funktionen (z. B. programmierbar, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
- einfach und sicher zu bedienen
- Geringer Wartungsaufwand
- CIP (Clean-in-Place)
Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany
Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
|---|---|---|
| 0,5 bis 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 bis 500ml | 10 bis 200ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000ml | 20 bis 400ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 bis 20l | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100l | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150 Liter | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
| n.a. | größere | Cluster aus UIP16000 |
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Sonicator?
Ein Sonicator ist ein Gerät, das Leistungsultraschall verwendet, um Partikel in einer Probe, in der Regel in einer Flüssigkeit, zu bewegen. Diese hochintensive Ultraschallenergie erzeugt schnelle Druckänderungen, die zur Bildung und zum Zerfall kleiner Blasen führen, ein Prozess, der als Kavitation bezeichnet wird. Die daraus resultierenden mechanischen Kräfte können Zellen aufbrechen, Materialien dispergieren oder Mischungen homogenisieren, so dass Sonikatoren in Bereichen wie Biologie, Chemie und Materialwissenschaft für Aufgaben wie Zellaufschluss, Mischen, Extraktion und Emulgierung nützlich sind. Daher sind Ultraschallstabschwinger eine etablierte Technik zur Homogenisierung, Extraktion und Nassmahlung im Labor- und Industriemaßstab.
Warum sollte ich einen Sonicator verwenden?
Verwenden Sie einen Sonicator, wenn Sie eine schnelle, gleichmäßige Energiezufuhr für den Aufschluss von Zellen, die Homogenisierung von Proben und das Mischen von Flüssigkeiten und Feststoffen benötigen. Kontrollierte Ultraschallwellen beschleunigen Prozesse von der Zelllyse bis zur Dispersion und Emulgierung von Nanopartikeln. Mit der richtigen Kühlung bleibt die Beschallung eine Methode mit geringer Wärmeentwicklung, die dazu beiträgt, temperaturempfindliche Materialien zu schonen, was sie in Labor und Produktion wertvoll macht.
Hielscher Sonicators in Forschung und Wissenschaft
Nachfolgend finden Sie eine Auswahl wissenschaftlicher Artikel, in denen Hielscher Ultraschallhomogenisatoren im Batch- und Inline-Betrieb vorgestellt werden. Die Artikel reichen von der Ultraschallextraktion über die Dispersion bis hin zur Elektrochemie. Wenn Sie nach einer bestimmten Anwendung und den dazugehörigen wissenschaftlichen Referenzen suchen, kontaktieren Sie uns bitte.
- FactSheet UP400St - 400 Watt starker Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT - 1000 Watt Leistungsstarker Sonicator für Bench-top und Industrie
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Herstellung von Emulsionen mittels Rotor-Stator-Homogenisator und Ultraschallkavitation für die kosmetische Industrie. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch- und kontinuierliche ultraschallunterstützte Extraktion von Boldoblättern (Peumus boldus Mol.). Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultraschallunterstützte Herstellung von stabilen nanokristallinen TiO2-Suspensionen auf Wasserbasis für photokatalytische Anwendungen von im Tintenstrahldruckverfahren hergestellten Filmen. Angewandte Katalyse A: Allgemein, Bände 411-412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthese von NaP-Zeolith bei Raumtemperatur und kurzer Kristallisationszeit durch ein sonochemisches Verfahren. Ultrasonics Sonochemistry, Band 20, Ausgabe 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispergierung von mikrofeinem Zementmörtel mit Ultraschall und herkömmlichen Labordissolvern. Bau und Baumaterialien, Band 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Auswirkungen der Ultraschalltechnologie auf die qualitativen Eigenschaften von italienischem nativem Olivenöl extra. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.