Ultraschallhomogenisator – Hielscher Ultrasonics | Vom Labor- bis zum Industriemaßstab
Unsere digitalen Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode decken Anwendungen am Labortisch, im Pilotmaßstab und in der großtechnischen Produktion ab, sodass Sie Amplitude, Energie pro Volumen und Prozesszeit zuverlässig übertragen können. Echtzeitüberwachung und automatische Datenprotokollierung dokumentieren jeden Durchlauf für GLP, GMP und die Due-Diligence-Prüfung durch Investoren. Modulares Zubehör ermöglicht bei steigendem Durchsatz den Wechsel von offenen Bechergläsern zu geschlossenen Durchflusszellen, temperierten Reaktoren und auf Grundrahmen montierten Inline-Produktionsanlagen. Mit schnell reagierenden Anwendungsingenieuren und weltweitem Service erleichtert Hielscher die Validierung, Optimierung und Maßstabsvergrößerung der Ultraschallbehandlung. Sind Sie bereit, den passenden Ultraschallhomogenisator für Ihren Prozess auszuwählen? Wir helfen Ihnen gerne.
Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher: Leistung für alle Volumina und Prozesse
Unsere Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode decken das gesamte Spektrum von praktischer Laborarbeit bis zur industriellen Verarbeitung großer Volumina ab. Die Leistungsklassen reichen von kompakten Tischgeräten bis zu Inline-Reaktoren mit mehreren Kilowatt, sodass Sie mit kleinen Entwicklungschargen beginnen und auf Grundlage validierter Parameter zur kontinuierlichen Produktion übergehen können.
Ultraschallhomogenisator UP400St (400 Watt)
Ultraschallhomogenisator UP400St von Hielscher
Ultraschallbehandlung im Labor und Prozessentwicklung
Der kompakte und robuste Ultraschallhomogenisator UP400St überzeugt, wenn Sie zuverlässige Ultraschallleistung in Bechergläsern, für kleine Chargen und für Durchflussversuche im Pilotmaßstab benötigen. Die Chargenvolumina reichen bis zu etwa 8 Litern (2 Gallonen), und mit Durchflusszellen können Sie größere Volumina pro Stunde verarbeiten. Damit bildet er eine praktische Brücke zwischen Prozessentwicklung und kleinen Produktionsläufen. Typische Anwendungen sind die Extraktion pflanzlicher Inhaltsstoffe, die Produktformulierung und die Partikelgrößenreduzierung. Digitale Touchscreen-Steuerung, integrierte Datenprotokollierung auf SD-Karte, Fernsteuerung über den Browser, Temperaturüberwachung und austauschbare Sonotroden unterstützen die Methodenentwicklung, die Dokumentation und den reibungslosen Übergang von Forschung und Entwicklung zu kleinen Produktionsläufen.
Ultraschallhomogenisator UIP1000hdT (1000 Watt)
Ultraschallhomogenisator UIP1000hdT von Hielscher
Prozessoptimierung und Produktion
Der UIP1000hdT ist der ideale Ultraschallhomogenisator für die Prozessentwicklung und -optimierung sowie für die Verarbeitung mittelgroßer Chargen oder die kontinuierliche Durchflussverarbeitung. Er bringt hohe Ultraschallleistung in druckbeaufschlagbare Durchflusszellen oder offene Gefäße ein, um Emulgierung, Dispergierung, Extraktion und sonochemische Reaktionen zu ermöglichen, und schließt damit die Lücke zwischen kleinen Laborsystemen und Produktionslinien mit mehreren Kilowatt. Die parallele Kombination mehrerer Geräte erhöht bei Bedarf den Durchsatz. Die vollständig digitale Ausstattung mit Touchscreen-Steuerung, Datenprotokollierung auf SD-Karte, Fernsteuerung über Ethernet, Temperatur- und Drucküberwachung sowie ein breites Sonotrodenangebot ermöglichen systematische Parameterstudien und einen reibungslosen Übergang von den ersten Beschallungsdurchläufen zur validierten Fertigung.
Ultraschallhomogenisator UIP16000hdT (16.000 Watt)
Ultraschallhomogenisator UIP16000hdT von Hielscher
Hochleistungsbeschallung
Der leistungsstarke UIP16000hdT ist der industrielle Ultraschallhomogenisator für großtechnische Inline-Homogenisierung, Deagglomeration, Extraktion und Mischen unter hoher Scherung in anspruchsvollen Produktionsumgebungen. Er koppelt sehr hohe Ultraschallleistung in druckbeaufschlagbare Durchflusszellen und auf Grundrahmen montierte Prozesslinien ein und ist damit der ideale Ultraschallhomogenisator für großtechnische Durchsätze. Die 16 Kilowatt kontinuierlicher Ultraschallleistung ermöglichen hohe Volumenströme. Mehrere Geräte des Typs UIP16000hdT können parallel oder in Reihe kombiniert werden, um sehr hohe Kapazitätsanforderungen zu erfüllen. Die robuste, für hohe Belastungen ausgelegte Konstruktion eignet sich für den 24/7-Betrieb mit abrasiven Suspensionen, viskosen Zulaufmedien oder reaktiven chemischen Systemen. Einfache Steuerung, fortschrittliche Datenprotokollierung, verschiedene Fernsteuerungsschnittstellen sowie Temperatur- und Drucküberwachung in Echtzeit bieten dem Betriebspersonal die Rückverfolgbarkeit und Kontrolle, die für eine regulierte Fertigung erforderlich sind.
| Merkmal | Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode | Ultraschallbäder | Konventionelle Homogenisierungsverfahren |
|---|---|---|---|
| Energieübertragung | Direkt und hocheffizient, da die Sonotrode die Probe direkt berührt. | Indirekt und weniger effizient, da sich die Energie ungleichmäßig im gesamten Bad verteilt. | Mechanisch angetrieben, was häufig zu einer geringeren Effizienz der Energieübertragung führt. |
| Präzision | Hochpräzise und individuell steuerbar, wodurch ein gezielter Energieeintrag möglich ist. | Weniger präzise, da sich die Energie über das gesamte Bad verteilt. | Mäßige Präzision, abhängig vom mechanischen Aufbau. |
| Flexibilität hinsichtlich der Probengröße | Effektiv für kleine bis mittlere Volumina; an unterschiedliche Probengrößen anpassbar. | Am besten für größere Volumina oder mehrere kleine Proben gleichzeitig geeignet. | Unterschiedlich; häufig durch Größe und Bauart des Homogenisators begrenzt. |
| Verarbeitungszeit | Kürzere Verarbeitungszeiten durch effiziente Energieübertragung. | Längere Verarbeitungszeiten durch räumlich verteilten Energieeintrag. | Unterschiedlich; kann aufgrund eines weniger effizienten Energieeintrags länger sein. |
| Temperaturkontrolle | Lokale Erwärmung ist möglich; häufig ist eine externe Kühlung erforderlich. | Besser für temperaturempfindliche Anwendungen geeignet, da das Bad Wärme aufnehmen kann. | Mäßige Kontrolle; häufig ist ein externes Temperaturmanagement erforderlich. |
| Skalierbarkeit | Vollständig linear skalierbar, was den Übergang vom Machbarkeitsnachweis zur industriellen Produktion erheblich erleichtert. | Aufgrund ungleichmäßiger Beschallung und begrenzter Badgrößen nur schwer auf größere Maßstäbe übertragbar. | Nicht leicht skalierbar, da es schwierig ist, dieselben Prozessparameter (z. B. Druck, Scherkraft) über unterschiedliche Maßstäbe hinweg beizubehalten, was zu Schwankungen im Endprodukt führt. |
| Kosten | Höhere Anschaffungskosten, aber effizienter bei spezialisierten Aufgaben. | Im Allgemeinen geringere Anschaffungskosten, aber weniger effizient. | Unterschiedlich, abhängig von Gerät und Anwendung. |
Durchflusszellenreaktoren für Ultraschallhomogenisatoren
Für Industrieunternehmen und Labore, die eine kontinuierliche Ultraschallbehandlung benötigen, bietet Hielscher Ultrasonics fortschrittliche Durchflusszellenreaktoren an, die mit den leistungsstarken Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode kompatibel sind, darunter der UP400St (400 Watt), der UIP1000hdT (1000 Watt) und der UIP16000hdT (16kW).
Für die Inline-Beschallung ausgelegt
Durchflusszellenreaktoren sind für eine effiziente Inline-Beschallung ausgelegt, bei der Flüssigkeiten während des Durchströmens der Reaktorkammer behandelt werden. Dieser Aufbau ist ideal für Prozesse, die über längere Zeiträume von gleichbleibenden, reproduzierbaren Ergebnissen profitieren, etwa Emulgierung, Partikelgrößenreduzierung oder Zellaufschluss. Die Durchflusszellen bieten eine hervorragende Lösung für Anwender, die von der Chargenverarbeitung zu einer kontinuierlichen Produktion mit hohem Durchsatz übergehen müssen.
Wesentliche Vorteile
Einer der wesentlichen Vorteile der Durchflusszellenreaktoren von Hielscher ist ihre Druckbeaufschlagbarkeit, die die während der Beschallung erzeugten Kavitationseffekte deutlich verstärkt. Wird eine Flüssigkeit Ultraschallwellen ausgesetzt, tritt Kavitation auf – dabei bilden sich Blasen, wachsen und kollabieren. Hierbei wird intensive Energie freigesetzt, die Partikel aufbricht oder Zellen aufschließt. Die Druckbeaufschlagung der Durchflusszelle verstärkt diese Kavitationskräfte und führt so zu einer noch wirksameren Beschallung. Beim UP400St, UIP1000hdT und UIP16000hdT ist diese Möglichkeit der Druckbeaufschlagung entscheidend, um die Energieübertragung zu maximieren und eine überlegene Prozesseffizienz zu erzielen, insbesondere bei anspruchsvollen Anwendungen wie der Herstellung von Nanoemulsionen und Dispersionen sowie der Extraktion wertvoller Verbindungen.
Prozessoptimierung
Die Inline-Beschallung mit Durchflusszellenreaktoren ist ein Verfahren zur Prozessoptimierung, das vielfältige Vorteile für Hochleistungsanwendungen und die industrielle Fertigung bietet. Im Vergleich zur herkömmlichen Chargenverarbeitung gewährleistet die Inline-Beschallung einen kontinuierlichen Materialstrom und ermöglicht so eine präzise Kontrolle der Beschallungsparameter sowie eine bessere Skalierbarkeit. Durch die Vermeidung von Schwankungen zwischen den Chargen verbessert die Inline-Beschallung die Produktkonstanz und ist damit die ideale Lösung für Branchen, die hochwertige, reproduzierbare Ergebnisse priorisieren. Darüber hinaus ermöglichen Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher in Verbindung mit Durchflusszellenreaktoren erhebliche Einsparungen bei Zeit, Arbeitsaufwand und Energie, steigern die gesamte Prozesseffizienz und senken die Betriebskosten. Für Unternehmen in der großtechnischen Produktion oder Forschung bietet die Inline-Beschallung einen Weg zu höherer Produktivität, kürzeren Stillstandszeiten und besseren Produktergebnissen.
Ob im Forschungslabor oder in einer großtechnischen Industrieanlage – Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode bieten eine vielseitige und effektive Lösung für ein breites Anwendungsspektrum.
- hohe Effizienz
- modernste Technologie
- Zuverlässigkeit und Robustheit
- einstellbare, präzise Prozesskontrolle
- Chargen- und Inline-Betrieb
- für jedes Volumen
- intelligente Software
- intelligente Funktionen (z. B. Programmierbarkeit, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
- einfach und sicher zu bedienen
- wartungsarm
- CIP (Clean-in-Place)
Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität made in Germany
Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher sind für ihre höchsten Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallhomogenisatoren in Industrieanlagen. Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen problemlos.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf leistungsstarke Ultraschallhomogenisatoren mit modernster Technologie und hoher Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 0,5 bis 1,5mL | 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 150L | 3 bis 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000 |
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Ultraschallhomogenisator?
Ein Ultraschallhomogenisator ist ein Gerät, das Leistungsultraschall nutzt, um Partikel in einer Probe, typischerweise in einer Flüssigkeit, in Bewegung zu versetzen. Diese Ultraschallenergie hoher Intensität erzeugt rasche Druckänderungen, die zur Bildung und zum Kollaps kleiner Blasen führen – ein Vorgang, der als Kavitation bezeichnet wird. Die daraus resultierenden mechanischen Kräfte können Zellen aufschließen, Materialien dispergieren oder Gemische homogenisieren. Dadurch sind Ultraschallhomogenisatoren in Bereichen wie Biologie, Chemie und Materialwissenschaften für Aufgaben wie Zellaufschluss, Mischen, Extraktion und Emulgierung nützlich. Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode sind daher eine etablierte Technik zur Homogenisierung, Extraktion und Nassvermahlung im Labor- und Industriemaßstab.
Warum sollte ich einen Ultraschallhomogenisator verwenden?
Verwenden Sie einen Ultraschallhomogenisator, wenn Sie einen schnellen, gleichmäßigen Energieeintrag für den Zellaufschluss, die Probenhomogenisierung und das Mischen von Flüssigkeiten und Feststoffen benötigen. Kontrollierte Ultraschallwellen beschleunigen Prozesse von der Zelllyse bis zur Dispergierung von Nanopartikeln und zur Emulgierung. Bei geeigneter Kühlung bleibt die Beschallung ein Verfahren mit geringer Wärmeentwicklung, das dazu beiträgt, temperaturempfindliche Materialien zu schonen, und damit für Labore und die Fertigung wertvoll ist.
Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher in Forschung und Wissenschaft
Nachfolgend finden Sie eine Auswahl wissenschaftlicher Artikel, in denen Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode von Hielscher im Chargen- und Inline-Betrieb eingesetzt werden. Die Artikel reichen von der ultraschallgestützten Extraktion über die Dispergierung bis zur Elektrochemie. Wenn Sie nach einer bestimmten Anwendung und zugehörigen wissenschaftlichen Referenzen suchen, kontaktieren Sie uns bitte.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 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): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.