UIP2000hdT – Industrieller Ultraschallhomogenisator mit 2000 Watt

Der UIP2000hdT ist ein leistungsstarkes industrielles Ultraschallgerät mit Sonotrode, 2000 Watt Leistung und 20kHz Frequenz zur Flüssigkeitsverarbeitung im Pilotmaßstab und in der Produktion. Er wird eingesetzt für Homogenisierung, Emulgierung, Dispergierung, Deagglomeration, Nassmahlung, Extraktion, Lyse, Lösen und sonochemische Reaktionen.
Dieser industrielle Ultraschallprozessor wurde für Unternehmen entwickelt, die eine zuverlässige Hochleistungsbeschallung mit präziser Prozesssteuerung benötigen. Der UIP2000hdT verbindet eine hohe Ultraschallleistung mit einem Farb-Touchdisplay, browserbasierter Fernsteuerung, automatischer Datenaufzeichnung, einer integrierten SD-Karte sowie anschließbaren Temperatur- und Drucksensoren. Dadurch eignet er sich für die Prozessentwicklung, Maßstabsvergrößerung, qualitätskontrollierte Produktion und den kontinuierlichen 24/7-Betrieb.

Für wen wurde der UIP2000hdT entwickelt?

Der UIP2000hdT wurde für Anwender entwickelt, die über die Ultraschallbehandlung kleiner Mengen im Labor hinausgehen und größere Mengen reproduzierbar und produktionsorientiert verarbeiten möchten. Er ist besonders nützlich, wenn ein Prozess bereits im kleineren Maßstab getestet wurde und nun mehr Leistung, einen höheren Durchsatz oder einen kontinuierlichen Betrieb erfordert.

Industrielle Ultraschallbehandlung mit vollständiger Prozesssteuerung

Hochleistungsultraschall wird eingesetzt, wenn herkömmliche Mischer, Rotor-Stator-Systeme, Perlmühlen oder Hochdruckhomogenisatoren nicht das gewünschte Ergebnis liefern oder wenn ein Prozess eine schnellere, feinere oder besser reproduzierbare Behandlung erfordert. Der UIP2000hdT erzeugt intensive Ultraschallkavitation direkt in Flüssigkeiten und Flüssig-Feststoff-Gemischen. Diese Kavitation erzeugt hohe Scherkräfte, die Partikelgrößen reduzieren, Pulver dispergieren, feine Emulsionen herstellen, Verbindungen aus Zellen und Pflanzenmaterialien extrahieren oder chemische Reaktionen beschleunigen können.

Für industrielle Anwender erfordert eine zuverlässige Ultraschallbehandlung mehr als Ultraschallleistung. Der Prozess muss messbar, wiederholbar und skalierbar sein. Der UIP2000hdT ermöglicht Bedienern, die wichtigsten Beschallungsparameter zu steuern und zu dokumentieren, darunter Amplitude, Ultraschallleistung, Beschallungsdauer, Temperatur und Druck. Diese Werte werden automatisch als CSV-Dateien auf der SD-Karte aufgezeichnet, was Prozessoptimierung, Dokumentation und Qualitätssicherung erleichtert.

Durchflussverarbeitung mit dem UIP2000hdT

Typische Anwendungen des industriellen Ultraschallgeräts UIP2000hdT mit Sonotrode

Der UIP2000hdT wird in der chemischen Verarbeitung, Lebensmittel- und Getränkeproduktion, Kosmetik, Pharmazie, Biotechnologie, bei Nanomaterialien, Kraftstoffen und Beschichtungen sowie in der Umwelttechnik eingesetzt. Dieselbe Ultraschallplattform kann mit verschiedenen Sonotroden, Boostern und Durchflusszellen konfiguriert werden, um die erforderliche Prozessintensität und den gewünschten Durchsatz zu erreichen.

Ultraschallhomogenisierung und Mischen

Der UIP2000hdT kann Flüssigkeiten, Suspensionen und Flüssig-Feststoff-Gemische durch intensive ultraschallinduzierte Scherung homogenisieren. Dies trägt zu einer gleichmäßigen Produktqualität bei, verbessert das Mischen schwieriger Komponenten und kann die Verarbeitungszeit gegenüber herkömmlichem Rühren verkürzen. Mehr erfahren!

Ultraschallemulgierung und Nanoemulsionen

Bei Emulsionen erzeugt Ultraschallkavitation sehr feine Tröpfchen und enge Tröpfchengrößenverteilungen. Der UIP2000hdT eignet sich zur Herstellung stabiler Emulsionen und Nanoemulsionen für Lebensmittel, Kosmetik, Pharmazeutika, Kraftstoffe, Aromen und Formulierungen mit funktionellen Inhaltsstoffen. Mehr erfahren!

Dispergierung, Deagglomeration und Verarbeitung von Nanopartikeln

Pulver, Pigmente, Füllstoffe und Nanomaterialien bilden häufig Agglomerate, die sich mit Standardmischern nur schwer aufbrechen lassen. Der UIP2000hdT dispergiert Partikel in Flüssigkeiten und bricht Agglomerate durch starke ultraschallinduzierte Scherung auf. Dies ist für Farben, Tinten, Beschichtungen, Keramiken, Katalysatoren, Batteriematerialien, Graphen, Oxide und andere Hochleistungsmaterialien nützlich. Mehr erfahren!

Nassmahlung und Partikelgrößenreduktion

Der UIP2000hdT kann zur Partikelgrößenreduktion und Nassmahlung eingesetzt werden, wenn kleinere Partikelgrößen, eine verbesserte Suspensionsstabilität oder größere aktive Oberflächen erforderlich sind. Der Prozess lässt sich durch Anpassung von Amplitude, Druck, Volumenstrom, Temperatur und Beschallungsdauer optimieren. Mehr erfahren!

Ultraschallextraktion und Zellaufschluss

Die Ultraschallbehandlung verbessert den Stofftransport und kann Zellen, Gewebe und pflanzliche Strukturen aufschließen. Der UIP2000hdT wird zur Extraktion von pflanzlichen Rohstoffen, bioaktiven Verbindungen, Aromen, Proteinen, Enzymen und intrazellulären Materialien eingesetzt. Er eignet sich auch für die Lyse und den Zellaufschluss in der Biotechnologie und Mikrobiologie. Mehr erfahren!

Sonochemie, Sonokatalyse und Reaktionsintensivierung

Ultraschallkavitation kann chemische Reaktionen beschleunigen, indem sie das Mischen, den Stofftransport und die Oberflächenaktivierung verbessert. Der UIP2000hdT wird für Sonosynthese, Sonokatalyse, Fällung, Sol-Gel-Reaktionen, Phasentransferkatalyse und andere sonochemische Prozesse eingesetzt. Mehr erfahren!
 

Welchen Ultraschallprozessor sollten Sie wählen?

Von Laborforschung und Machbarkeitsprüfungen über Prozessoptimierung und Versuche im Pilotmaßstab bis hin zur industriellen Fertigung bietet Hielscher den idealen Ultraschallhomogenisator zur Verarbeitung von Flüssigkeiten und Suspensionen in jedem Maßstab. Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über unsere beliebtesten Ultraschallgeräte mit Sonotrode.

Wenn Sie nicht sicher sind, welcher Ultraschallprozessor zu Ihrem Prozess passt, sind die wichtigsten Auswahlkriterien das angestrebte Ergebnis, das Chargenvolumen, der erforderliche Volumenstrom, die Viskosität, der Feststoffgehalt, die geplanten Betriebszeiten und der erforderliche Energieeintrag. Hielscher kann anhand Ihrer Prozessdaten ein geeignetes Gerät sowie eine passende Konfiguration aus Sonotrode, Booster und Durchflusszelle empfehlen.

Ein robuster 2000W-Ultraschallprozessor für den Pilot- und Produktionsmaßstab

Der UIP2000hdT wurde für industrielle Umgebungen entwickelt. Die Konstruktion seines Ultraschallwandlers aus Edelstahl und Titan macht ihn für anspruchsvolle Betriebsbedingungen geeignet, darunter Staub, Feuchtigkeit und erhöhte Umgebungstemperaturen. Das Gerät ist für den Dauerbetrieb ausgelegt und benötigt wenig Wartung.
Mit 2000 Watt Ultraschallleistung schließt der UIP2000hdT die Lücke zwischen der Ultraschallbehandlung im Labor und großen industriellen Ultraschallsystemen. Er ist leistungsstark genug für die Pilotproduktion, die Maßstabsvergrößerung von Prozessen und viele kontinuierliche Fertigungsanwendungen. Für höhere Produktionsvolumina können mehrere Geräte parallel betrieben oder größere Ultraschallprozessoren von Hielscher gewählt werden.
Geeignetes Zubehör wie Sonotroden, cascatrodes™, Booster und Durchflusszellen ermöglicht die Anpassung des Systems an unterschiedliche Prozessziele. Beispielsweise kann eine cascatrode™ eine große aktive Beschallungsfläche für die Flüssigkeitsverarbeitung mit hohem Durchsatz bieten, während Durchflusszellen eine kontrollierte Inline-Behandlung unter definierten Druck- und Strömungsbedingungen ermöglichen.

Batch-Verarbeitung, Rezirkulation und Inline-Durchflussverarbeitung

Der UIP2000hdT kann in verschiedenen Verarbeitungskonfigurationen eingesetzt werden. Für Formulierungsarbeiten, kleinere Prozessversuche und Parameterstudien kann das Gerät mit einer Sonotrode und einem Stativ im Batch-Modus betrieben werden. Dadurch können Anwender testen, wie ihr Material auf die Ultraschallbehandlung reagiert, bevor sie zu größeren Volumina übergehen.

Für Chargen mit mehr als 5 Litern wird im Allgemeinen die Verarbeitung in Durchflusszellen empfohlen. Im Durchflussmodus durchströmt die Flüssigkeit einen Ultraschallreaktor, in dem sie unter kontrollierten Bedingungen behandelt wird. Das Produkt kann in einem einzigen Durchlauf verarbeitet oder durch den Reaktor rezirkuliert werden, bis das angestrebte Ergebnis erreicht ist.

Die Verarbeitung in Durchflusszellen verbessert die Reproduzierbarkeit, da wichtige Parameter wie Amplitude, Druck, Volumenstrom, Temperatur und Verweilzeit präziser gesteuert werden können. Dies ist besonders wichtig für Produktionsprozesse, Studien zur Maßstabsvergrößerung und qualitätskritische Anwendungen.

Farb-Touchdisplay für eine schnelle Prozesseinrichtung

Das Farb-Touchdisplay bietet Bedienern direkten Zugriff auf die wichtigsten Einstellungen. Amplitude, Leistung und Pulsmodus lassen sich schnell und präzise einstellen. Das Menü konzentriert sich auf die Einstellungen, die im täglichen Betrieb relevant sind, sodass Anwender den Beschallungsprozess ohne unnötige Komplexität einrichten und überwachen können.
Das Display kann Amplitude und Leistung als bar-Diagramme oder Zahlenwerte anzeigen. Der Anzeigemodus BIG NUMBER verbessert die Ablesbarkeit aus der Entfernung. Dies ist in Pilotanlagen, Produktionsbereichen und Versuchsaufbauten hilfreich, in denen der Bediener möglicherweise nicht direkt vor dem Gerät steht.

Browser-Fernsteuerung über LAN

Der UIP2000hdT kann mit gängigen Webbrowsern gesteuert werden. Die LAN-Schnittstelle erfordert keine zusätzliche Softwareinstallation. Der Ultraschallprozessor kann direkt von einem PC oder Mac, über einen Router oder Switch oder von einem Tablet oder Smartphone aus bedient werden, wenn die Verbindung über eine geeignete Netzwerkkonfiguration erfolgt.
Dies ist besonders nützlich für die Prozessentwicklung, Produktionsüberwachung und Installationen, bei denen der Ultraschallprozessor in eine Durchflussanlage, ein Schallschutzgehäuse oder eine Produktionslinie integriert ist.

Automatische Prozessdatenaufzeichnung

Jeder Produktionsprozess profitiert von einer zuverlässigen Dokumentation. Der UIP2000hdT zeichnet relevante Prozesswerte automatisch auf der integrierten SD-Karte auf. Die CSV-Daten können verwendet werden, um Versuche zu vergleichen, Produktionsläufe zu dokumentieren, Prozessabweichungen zu erkennen und die Qualitätssicherung zu unterstützen.
Zu den aufgezeichneten Parametern gehören Ultraschallleistung, Amplitude, Beschallungsdauer, Temperatur und, wenn der optionale Drucksensor angeschlossen ist, Druck. Dies bietet Ingenieuren und Bedienern eine praktische Grundlage für die Prozessoptimierung und eine wiederholbare Fertigung.

Automatische Frequenzabstimmung

Der UIP2000hdT verfügt über eine intelligente automatische Frequenzabstimmung. Beim Einschalten des Geräts erkennt der Generator die optimale Betriebsfrequenz und betreibt den Ultraschallwandler mit dieser Frequenz. Dies trägt zu einer stabilen Beschallungsleistung bei und reduziert den Bedarf an manuellen Anpassungen.

Hohe Energieeffizienz und industrielle Zuverlässigkeit

Der UIP2000hdT ist für die gewerbliche Produktion ausgelegt. Er lässt sich leicht einrichten, einfach reinigen und wurde für den kontinuierlichen industriellen Einsatz gebaut. Trotz seiner Ultraschallleistung von 2000 Watt benötigt das Gerät keine zusätzliche Kühlung durch Wasser oder Druckluft. Es kann kontinuierlich an der Luft betrieben werden.
Wie alle industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher ist der UIP2000hdT auf die effiziente Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Ultraschallschwingungen ausgelegt. Eine hohe Energieeffizienz bedeutet, dass mehr Leistung in die Flüssigkeit übertragen wird, was die Prozessleistung verbessert und Energieverluste reduziert. Der Gesamtwirkungsgrad des UIP2000hdT beträgt von der Steckdose bis in die Flüssigkeit etwa 80 bis 90%.

Vollständige Amplitudenregelung für reproduzierbare Ergebnisse

Die Amplitude ist einer der wichtigsten Parameter bei der Ultraschallverarbeitung. Sie bestimmt die mechanische Schwingung an der Sonotrode und beeinflusst die Kavitationsintensität maßgeblich. Der UIP2000hdT regelt die Amplitude elektronisch, sodass die gewählte Amplitude auch bei veränderten Prozessbedingungen konstant bleibt.
Die Amplitude kann am Generator von 20 bis 100% eingestellt werden. Zusätzliche Amplitudenbereiche lassen sich mit geeigneten Boosterhörnern erreichen. Dadurch können Bediener die Beschallungsintensität an das Produkt anpassen, unabhängig davon, ob schonendes Mischen, starke Deagglomeration, Zellaufschluss, Extraktion oder Partikelgrößenreduktion das Ziel ist.

Prozessversuche und Bewertung

Vor der Auswahl eines industriellen Ultraschallsystems möchten viele Anwender wissen, ob die Ultraschallbehandlung ihr angestrebtes Ergebnis erzielt und welcher Durchsatz zu erwarten ist. Hielscher bietet Prozessversuche an, um den UIP2000hdT mit Ihrem Material und für Ihre Anwendung zu bewerten.
Während der Versuche können relevante Prozessparameter untersucht werden, darunter Amplitude, Druck, Temperatur, Volumenstrom, Energieeintrag und Beschallungsdauer. Die Ergebnisse helfen, die passende Sonotrode, Durchflusszelle und Verarbeitungskonfiguration für Ihr Produkt zu bestimmen.
Standardzubehör ist in der Regel ab Lager lieferbar. Kundenspezifische Sonotroden, Durchflusszellen und Prozesszubehör können ebenfalls für besondere Anforderungen gefertigt werden.

Durchsatz und Verarbeitungskapazität

Der Durchsatz jedes Ultraschallprozesses hängt von der Flüssigkeit, der Viskosität, dem Feststoffgehalt, der erforderlichen Partikelgröße, der angestrebten Extraktionsausbeute, der Temperatur, dem Druck und dem Energieeintrag ab. Als allgemeiner Richtwert kann der UIP2000hdT typischerweise zwischen 1,0 und 8,0L/min im Durchflussmodus verarbeiten. Im täglichen Betrieb entspricht dies etwa 2 bis 10m³ pro Tag, abhängig von der Anwendung.
Für höhere Produktionskapazitäten bietet Hielscher größere Ultraschallprozessoren und Anlagen mit mehreren Geräten an. Dadurch lassen sich mit dem UIP2000hdT entwickelte Prozesse auf einen höheren Durchsatz skalieren, wobei dieselben Ultraschallprozessprinzipien beibehalten werden.

Der UIP2000hdT in Forschung und Wissenschaft

Der UIP2000hdT wird häufig in Pilotanlagen, in der industriellen Produktion und in wissenschaftlichen Studien eingesetzt. Zu den veröffentlichten Anwendungen gehören die Ultraschallextraktion bioaktiver Verbindungen aus pflanzlichen Rohstoffen, die Exfoliation graphenähnlicher Materialien, die Verarbeitung von Nanomaterialien und die Weinverarbeitung. Wenn Sie Referenzen für eine bestimmte Anwendung suchen, kontaktieren Sie uns bitte.

• FactSheet UIP2000hdT – 2000 watts powerful sonicator for pilot and industry – Hielscher Ultrasonics
• Štengl, V., Henych, J., Slušná, M. et al. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Res Lett 9, 167; 2014.
• Maria Lisa Clodoveo, Tiziana Dipalmo, Carlo Giuseppe Rizzello, Filomena Corbo, Pasquale Crupi (2016): Emerging technology to develop novel red winemaking practices: An overview. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 38, Part A, 2016. 41-56.
• Sena Saklar Ayyildiz, Bulent Karadeniz, Nihan Sagcan, Banu Bahar, Ahmet Abdullah Us, Cesarettin Alasalvar (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea.. Food and Bioproducts Processing, Volume 111, 2018. 37-44.
• Štengl, V.; J. Tolasz; D. Popelková (2015): Ultrasonic preparation of tungsten disulfide single-layers and quantum dots. RSC Advances 5, 2015. 89612-89620.