Ultraschall-Sonotroden, Reaktoren & Zubehör

Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen eine breite Produktpalette an ergänzendem Ultraschall-Zubehör für die direkten und indirekte Beschallung von kleinen Laborproben bis zur kommerziellen Produktion im großen Maßstab an. Nachstehend finden Sie eine Übersicht über unsere Sonotroden, Durchflussreaktoren und Zubehör für direkte und indirekte Beschallung.

Sonotroden

Ultraschallsonotroden werden auch als Ultraschallkopf, -sonde, -horn, -stab oder -finger bezeichnet. Hielscher bietet Ultraschallsonden aus Titan, Glas und Keramik und in vielen Größen (Durchmessern) an, um Ihre Prozessbedingungen (z.B. Prozessintensität, hohe Temperaturen, pharmazeutische Qualität usw.) optimal zu erfüllen.

Wählen Sie die richtige Sonotrodengröße: Der Sonotrodendurchmesser richtet sich nach dem Flüssigkeitsvolumen und der Prozessintensität. Durch die Verwendung einer Sonotrode mit kleiner Stirinfläche (kleiner Durchmesser), wird die Ultraschallenergie wird fokussierter und damit intensiver wiederum eine hohe Amplitude bei Sonotroden mit einer größeren Oberfläche die Ultraschallenergie wird übertragen über eine größere Fläche bei einer niedrigeren Amplitude. Größere Sonotrodendurchmesser werden verwendet, um beispielsweise größere Mengen zu verarbeiten, bieten aber eine geringere Intensität.

Verschiedene Booster-Hörnern erlauben es, die Ultraschallamplitude an Technikums- und Industrie-Ultraschallgeräten zusätzlich zu regulieren, so dass die Amplitude entweder erhöht oder verringert werden kann. Hielscher bietet verschiedene Booster-Größen, so dass sich die Einstellmöglichkeiten des Ultraschalls erweitern.

Zubehör für Ultraschall-Laborgeräte

Für Hielscher-Laborsonatoren ist ein breites Spektrum an Ultraschallhörnern, Durchflusszellen, Reaktoren und Zubehör erhältlich. Neben den vielen Sonotroden-Schallköpfen mit unterschiedlichen Ultraschallleistungen ist der Ultraschallprozessor UP200St ein besonders vielseitiges Basisgerät, das sich durch den Anschluss von Zubehör wie dem VialTweeter oder TD_CupHorn von einem herkömmlichen Sonotroden-Schallkopf (für die leistungsstarke Direktbeschallung) in ein zuverlässiges Werkzeug für die intensive Indirektbeschallung verwandeln lässt.

Ultraschallhörner, Durchflusszellen und Zubehör machen Hielscher-Schallgeräte zu vielseitigen Homogenisatoren

Technikum- & Industrie-Ultraschallhomogenisatoren

Für die Ultraschallbearbeitung größerer Volumina im Tisch- und Industriemaßstab werden die industriellen Ultraschallgeräte mit 500W bis 16kW mit sogenannten Blocksonotroden und Cascatrodes™ ausgestattet. Die Blocksonotroden zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine einzige horizontale Fläche haben, die die Schwingung in die Flüssigkeit überträgt. Die Cascatrodes™ sind Ringsonotroden, die mehrere Ringe aufweisen, um eine vergrößerte horizontale Fläche zu erhalten, die die Ultraschallschwingung in die Flüssigkeit überträgt.
Für Technikums- und Industrie-Ultraschallgeräte kann die Ultraschallenergie-Output an der Sonotrode mithilfe von Booster-Hörnern intensiviert oder reduziert werden. Die Booster können die Amplitude verstärken oder verringern und sind damit ein wichtiges Instrument, um die Ultraschall-Amplitude und Intensität an die spezifischen Prozessanforderungen anzupassen.

Ultraschall-Blocksonotroden

Ultraschall-Durchflusszellen

Ultraschall Durchfluss-Reaktorkammern sind sowohl für Laborultraschallgeräte wie auch für industrielle Ultraschallsysteme verfügbar.
Ein Ultraschallreaktor ermöglicht es, das Medium in einem geschlossenen System zu beschallen – entweder im Durchfluss (Single Pass oder Rezirkulation) oder für die geschlossene Beschallung im Reaktorgefäß.
Die Verwendung eines Ultraschall-Durchflusssystems ist erforderlich, wenn höhere Volumenströme und/oder höherviskoses Material beschallt werden. Ein kontinuierliches Durchflusssystem hat mehrere Vorteile gegenüber der Chargen-/Batch-weisen Verarbeitung:
 

1. Bei der Inline-Bearbeitung mit Ultraschall wird die Bearbeitung

   • Qualität und
   • Kapazität
   • deutlich erhöht, da die Flüssigkeit gleichmäßig durch die Kavitationszone in der Reaktorkammer geführt wird. Daraus resultiert eine homogene Flüssigkeitsverarbeitung von hoher Qualität.

2. Die kontinuierliche Beschallung führt zu einer sehr hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit

   • Homogenität
   • da das gesamte Material die Kavitationszone in der Reaktorkammer passiert

3. Durch Anpassung der Durchflussmenge und damit der Verweilzeit des Materials im "Hot Spot" der Kavitation“, die

   • Temperatur
   • des Materials beeinflussen lässt. Durchflusszellen mit Kühlmantel und die optionale Installation eines Wärmetauschers helfen, um eine bestimmte Prozesstemperatur einzuhalten.

4. Der Beschallungsprozess in einem geschlossenen System gewährleistet

   • Sicherheit
   • z. B. bei der Arbeit mit gefährlichen Materialien (wie flüchtigen, biologisch gefährlichen, infektiösen oder pathogenen Proben)

Mittels Beschallung im Durchflussreaktor lässt sich auch die Verarbeitung hochviskose Flüssigkeiten (bis 250.000cP) problemlos realisieren. Hielscher-Durchflussreaktoren werden aus Edelstahl oder Glas gefertigt und sind (optional) mit Kühlmantel ausgestattet, so dass die Prozesstemperatur kontrolliert werden kann. Alle Hielscher Reaktoren können mit Druck beaufschlagt werden. Hielscher's robuste Industrie-Ultraschallprozessoren verarbeiten Flüssigkeiten mit hoher Viskosität (z.B. Erdnussbutter, Honig, Rohöl, Zementpaste) ohne Probleme. Verschiedenen Reaktorgrößen (Volumina) und Geometrien stehen zur Verfügung, so dass prozess-spezifische Anforderungen optimal erfüllt werden können.

Ultraschallreaktor UIP2000hdT für höchste Prozesseffizienz

Direkte vs. Indirekte Beschallung

Direkte Beschallung: Direkte Beschallung bedeutet, dass der Ultraschall direkt in die Prozessflüssigkeit eingekoppelt wird. Für die direkte Beschallung werden Sonden-Ultraschallgeräte verwendet, bei denen ein Ultraschallhorn/eine Sonotrode in das Medium eingetaucht wird. Die Energie wird über die Sonotrode/den Schallkopf direkt in die Probe mit hoher Intensität übertragen, so dass die Probe intensiv und schnell bearbeitet wird.
indirekten Beschallung: Der Begriff der indirekten Beschallung beschreibt die Einkopplung der Ultraschallwellen über das Ultraschallbad durch die Wand des Reagenzglases in die Probenflüssigkeit. Da die Ultraschallwellen durch Wasserbad und Becherwand laufen müssen, ist die Ultraschallintensität, die schließlich in die Probenflüssigkeit eingekoppelt wird, recht gering. Darüber hinaus liefert ein herkömmliches Ultraschallbad oder eine Ultraschallreinigungswanne eine sehr geringe Ultraschallleistung mit einem sehr ungleichmäßigen und unstetigen Ultraschall-Hotspot in der Wanne. Der Hielscher VialTweeter und das CupHorn sind Zubehör für die indirekte Beschallung, das hoch fokussierte Ultraschallenergie für eine intensive indirekte Beschallung liefert.

indirekten Beschallung

Bei indirekten Beschallung wird die Ultraschallenergie über die Wand des Probenröhrchens oder -gefäßes ins Medium übertragen. Mittels indirekter Ultraschallbehandlung können Kreuzkontaminationen, Aerosol- und Schaumbildung in der Probe vermieden werden. Daher ist es eine ideale Technik, um pathogene oder sterile Proben zu beschallen. Hielscher's VialTweeter und der CupHorn sind zuverlässige Werkzeuge für eine intensive indirekte Sonorisierung.

VialTweeter

Der VialTweeter ist eine spezielle Blocksonotrode für die gleichzeitige indirekte Beschallung von bis zu 10 Fläschchen. Angetrieben vom leistungsstarken 200W-Ultraschallgerät UP200St, koppelt der VialTweeter bis zu 10 Watt in jedes Gefäß ein. Die zusätzlich aufsteckbare Klemme VialPress ermöglicht es, größere Probengefäße nach vorne zu drücken. Dadurch können bis zu 5 größere Gefäße gleichzeitig indirekt beschallt werden.
Lesen Sie mehr über den VialTweeter!

CupHorn

Ein Ultraschall-Cup-Horn, wie z.B. das UP200St-TD_CupHorn, ist so für direkte als auch indirekte Ultraschallanwendungen einsetzbar. Das Funktionsprinzip eines Cuphorns kann mit dem eines Ultraschallbads oder Reinigungstanks verglichen werden - allerdings liefert das Cuphorn eine viel intensiveren Ultraschalleintrag. Das CupHorn fungiert wie eine Sonotrode, welche die Ultraschallwellen in die Probenflüssigkeit überträgt. Die Ultraschallwellen werden direkt in das Probenmaterial im CupHorn eingetragen. Alternativ kann das Cup-Horn auch mit Wasser befüllt werden, so dass die Testgefäße für eine indirekte Beschallung in das Wasserbad gestellt werden können. Sowohl für die direkte als auch indirekte Beschallung bietet das UP200St-TD_CupHorn – betrieben mit einem 200 Watt Ultraschallprozessor – eine intensive und zuverlässige Beschallung. Lesen Sie mehr über das CupHorn mit Ultraschall!

Ultraschall-Becher-Horn TD_CupHorn für intensive Beschallung

kundenspezifisches Zubehör

Wir stellen auch kundenspezifisches Zubehör her. Dazu gehören spezielle Sonotroden oder Durchflusszellen. Bitte beschreiben Sie Ihre speziellen Anforderungen im Kommentarfeld des untenstehenden Formulars.