Ultraschall-Homogenisatoren für Flüssigkeits-Prozesse
Hielscher Ultrasonics ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Labor, Bench-Top und Produktion. Ultraschall ist eine wirksame und energieeffiziente Technologie, um Flüssigkeiten, Pulver/Flüssigkeits-Gemische und Slurries zu mischen, indem diese einer hohen Scherung und intensiven Belastung ausgesetzt werden. Dies macht Ultraschallhomogenisatoren zu einer effektiven Alternative zu Hochscher-Mischern, Hochdruckhomogenisatoren und Rührwerkskugelmühlen.
Hielscher Ultraschallhomogenisatoren werden weltweit als Labormischer, Hochschermischer, Inline-Homogenisator oder Mühle zur Partikelgrößenreduktion eingesetzt. Zu den typische Anwendungen unserer Ultraschallhomogenisatoren zählen das Mischen, Dispergieren, die Partikelzerkleinerung, Emulgierung, Extraktion sowie chemische Reaktionen. Wir beliefern verschiedene Industriesegmente, z.B. zur Herstellung von Nanomaterialien, Farben, Beschichtungen und Pigmente, Lebensmittel & Getränken, Kosmetika, Chemikalien sowie Kraftstoffen. Lesen Sie mehr über unsere Ultraschallgeräte und Anwendungen oder Kontaktieren Sie uns um detaillierte Empfehlungen sowie ein Angebot für das ideale Ultraschallsystem für Ihren Prozess zu erhalten.
Hielscher bietet eine breite Palette an Ultraschall-Laborhomogenisatoren (Ultraschall-Sonotroden mit 50 bis 400 W) zum Homogenisieren von Proben in Bechergläsern, Reagenzgläsern oder Fläschchen. Durchflusszellen und Küvettenadapter ermöglichen komplexere Aufbauten im Labor. Für die Beschallung von geschlossenen Gefäßen bieten wir den VialTweeter.Lesen Sie mehr über unsere Ultraschall-Laborsysteme!
Bench-top Geräte (0,5 bis 2,0 kW) werden vor allem in der der Forschung & Entwicklung, bei Scale-up-Optimierung, Pilotstudien, Prozessoptimierung oder für kleinere Batch-Produktionen verwendet. Diese programmierbaren Ultraschall-Geräte können mit Durchflussreaktoren und Pumpen für die Inline-Beschallung kombiniert werden.
Für die Inline-Beschallung hoher Volumenströme wie auch für die Batch-Verarbeitung bieten wir Hochleistungs-Ultraschallgeräte und Sonotroden (4 bis 16kW). In industriellen Anlagen können diese als Cluster mehrere hundert Tonnen pro Stunde verarbeiten. Sanitär-designs und Multi-Feed-Durchflusszellen ermöglichen es, das Ultraschallsystem individuell an Prozesse anzupassen.Lesen Sie mehr über unsere industriellen Ultraschallsysteme!
Einfaches und zuverlässiges Scale-up vom Labor zur Produktion
Während das Scale-up eines Prozesses vom Labor- oder Benchtop-Niveau zur hoch-volumigen Produktion bei anderen Mischtechnologien der kritischste und schwierigste Schritt ist, ist das Scale-up bei Hielscher Ultraschallgeräten am einfachsten, da wir komplett linear nach oben skalieren. Das liegt daran, dass wir während des Scale-ups keinen der Antriebsparameter wie Amplitude oder Druck ändern.
Das Ultraschall-basierte Mischen von Chargen und Batches eignet sich gut für Volumina von bis zu 100 Litern, allerdings ist das Ultraschall-Inline-Mischen mit Durchflusszelle und einer Förderpumpe die effektivere Lösung. In einer Durchflusszelle wird die Ultraschallenergie auf ein kleines Volumen konzentriert, was zu einer gleichmäßigeren Verarbeitung und besseren Produktqualität führt. Mit einem Gegendruckventil kann der Druck in der Durchflusszelle erhöht werden. Dadurch wird die Beschallung erheblich intensiviert, was zu einer höheren hydraulischen Scherung führt.
Ultraschall Verfahren und Anwendungen
- Mischen
- Homogenisieren
- Dispergieren und Deagglomerieren
- Emulgieren
- Lösen
- Partikelgrößenreduktion
- Mehr Prozesse
Branchenspezifische Lösungen
- Nano-Materialien
- Sonochemische Reaktionen und Synthese
- Biologie und Mikrobiologie
- Farben, Tinte und Pigmente
- Kosmetik und Körperpflegeprodukte
- Pharma
- Biokraftstoffe
- Kraftstoffe, Energie, Öl und Gas
- Lebensmittel-, Milch- und Getränkeherstellung
Funktionen und Vorteile
- Beschallen im Batch oder Inline-Modus
- Benetzte Ultraschallelemente sind aus Titan
- Reaktoren aus Edelstahl (316L) oder Glas
- Wartungsarm, keine kleinen Öffnungen
- Ultraschall-gestütztes Cleaning in Place (CIP)
- 24 Stunden / 7 Tage Betrieb unter Volllast
- Hohe Energieeffizienz
Verbesserte digitale Steuerung
Unsere neuen Geräte verfügen über eine verbesserte digitale Gerätesteuerung, wie z.B. Touchscreen, Datenspeicherung auf SD-Karte, Temperaturkontrolle und LAN-Schnittstelle für Webbrowser-Steuerung. Eine zusätzliche Softwareinstallation ist nicht erforderlich.
Hochviskose Dispersionen
Unsere Bench-top und Industrie-Homogenisatoren können viskose Dispersionen von bis zu 250.000 Centipoise verarbeiten. Für Viskositäten von mehr als 2.000 cPs empfehlen wir den Einsatz von Durchflusszellen mit Exzenterschneckenpumpen, um eine bessere Ankopplung des Ultraschalls zu gewährleisten.
Easy-to-Clean / CIP
Hielscher Ultraschallreaktoren können mit Tri-Clamp Anschlüssen ausgestattet werden, wodurch einfaches Zerlegen und Reinigen möglich sind. Die Ultraschallkavitation unterstützt das Cleaning-in-Place (CIP) Verfahren. – Unsere Ultraschallgeräte sind gleichzeitig extrem leistungsstarke Ultraschallreinigungsgeräte.
Wissenschaftliche Nachrichten – Forschung des Monats
Hielscher-Ultraschallgeräte werden für zahlreiche Anwendungen in allen Bereichen der Forschung und Industrie eingesetzt. Hier stellen wir einige interessante Forschungsergebnisse mit vielversprechenden Aussichten für die Umsetzung in der industriellen Produktion vor.
Verbesserte komplexe Koazervierung von Molkenproteinisolat mit Ultraschall
Hochintensiver Ultraschall der molekularen Struktur von Molkenproteinisolat (WPI) als Vorstufe zur komplexen Koazervation mit Kappa-Carrageenan verbessert nachweislich einige funktionelle Eigenschaften, darunter die Schaumbildung, die Stabilität von Emulsionen, die Viskosität und die Aufrechterhaltung ihrer Löslichkeit.
In der Studie von Vargas et al. (2021) wurde eine Proteinsuspension aus Molkenproteinisolat (1 % w/w) mit der Ultraschallsonde UP400St (24 kHz, 400 W) beschallt. Die Beschallung führte zu einer fortschreitenden Abnahme der Partikelgröße des Molkenproteinisolats auf Nanometer. Darüber hinaus wurden die Volumenzunahme, die Stabilität und der Expansionsgrad komplexer Koazervationsschäume durch die Verwendung von beschalltem Molkenproteinisolat verbessert. Darüber hinaus wirkte sich die Ultraschallbehandlung positiv auf die emulgierenden Eigenschaften der komplexen Koazervation aus und erhöhte den Prozentsatz der zeitlichen Emulsionsstabilität. Somit ist die Beschallung ein effizientes Mittel zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften von komplexen Koazervaten aus Molkenproteinisolat und Kappa-Carrageenan.
(Studie und Bild: Vargas et al., 2021)
