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.

Die Intensität eines Beschallungsprozesses ist die Funktion aus Energieeintrag und der Sonotrodenfläche. Für einen gegebenen Energieeintrag gilt: Je größer die Stirnfläche der Sonotrode, desto geringer die Ultraschallintensität.

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.

Die brandneuen 200 Watt Ultraschall-Gewebe-Homogenisator UP200St und UP200Ht sind leistungsstarke Homogenisator zur Homogenisierung, Emulgieren, Dispergieren, Desagglomerieren, Fräsen & Mahlen, Extraktion, Lyse & bioruption, Zerfall, Entgasen, Sprühen und sonochemischer Anwendungen.

Sonicator UP200St mit Sonotrode S26d2

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Zubehör für Ultraschall-Laborgeräte

Für Hielscher-Laborsonatoren ist ein breites Spektrum an Ultraschallhörnern, Durchflusszellen, Reaktoren und Zubehör erhältlich. Neben den vielen Sonotrodenschallköpfen 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 gewöhnlichen Sonotrodenschallkopf (für die leistungsstarke direkte Beschallung) in ein zuverlässiges Werkzeug für die intensive indirekte Beschallung verwandeln lässt.

Für Hielscher-Ultraschallgeräte ist eine breite Palette von Ultraschallhörnern, Durchflusszellen und Zubehör erhältlich.

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

Technikum- & Industrie-Ultraschallhomogenisatoren

Für die ultraschall-gestützte Verarbeitung größerer Volumina im Technikums- und Industrie-Maßstab stehen für die Industrie-Ultraschallhomogenisatoren mit 500W bis 16kW sogenannten Blocksonotroden und Cascatroden™zur Auswahl. Die Blocksonotroden zeichnen sich durch eine einzelne horizontale Stirnfläche aus, über die Ultraschallschwingung in die Flüssigkeit übertragen wird. Die Cascatroden™ sind sogenannte Ringsonotroden, welche mehrere Ringe aufweisen, um die horizontale Fläche der Sonotrode zu vergrößern, über welche die Ultraschallschwingung in die Flüssigkeit eingekoppelt wird.
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.

Sonotroden mit verschiedenen Durchmessern (zum Vergrößern anklicken!)

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 Verweildauer des Materials im "Hot Spot" der Kavitation kann 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.

Ultraschallwandler UIP500hd (500W), UIP1000hd (1000W) und UIP15000 (1500W) mit Durchflusszellen für kontinuierliche Inline-Beschallung

Ultraschall-Schallwandler ( 500, 1000, 1500W) mit Durchflusszellen

Direkte vs. Indirekte Beschallung

Direkte Beschallung bedeutet, dass der Ultraschall direkt in die zu verarbeitende Flüssigkeit eingetragen wird. Für die direkte Ultraschallanwendung wird ein Ultraschallgerät verwendet, dessen Ultraschallhorn bzw. Sonotrode in das Medium eingetaucht wird. Die Ultraschallenergie wird über die Sonotrode (auch Ultraschallhorn oder -finger genannt) mit hoher Intensität direkt in die Probe eingetragen, so dass die Probe intensiv und schnell verarbeitet wird .
Der Begriff der indirekten Beschallung beschreibt die Einkopplung von Ultraschallwellen per Ultraschallbad durch die Gefäßwand des darin platzierten Reagenzglases in die Probeflüssigkeit. Da die Ultraschallwellen sich sowohl durch das Wasserbad als auch durch die Gefäßwand fortsetzen müssen, geht bei der indirekten Beschallung viel Ultraschallintensität verloren, bevor es schließlich in die Probeflüssigkeit eingetragen wird. Darüber hinaus verfügt ein herkömmliches Ultraschallbad bzw. ein Ultraschall-Reinigungstank nur über sehr geringe Ultraschallenergie und erzeugt nur sehr ungleichmäßig verteilte Ultraschall-Hot-Spot. Mit dem VialTweeter und dem CupHorn bietet Hielscher Lösungen für eine indirekte Sonorisierung, bei der trotz indirekter Beschallung hochkonzentrierte Ultraschallenergie ins Medium eingetragen wird.

Ultraschall-Durchflussreaktor

Ultraschallreaktoren - aus Glas und Edelstahl

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 Block-Sonotrode für die gleichzeitige indirekte Beschallung von bis zu 10 Probenröhrchen (Vials). Von dem leistungsstarken 200W Ultraschallgerät UP200St betrieben, liefert der VialTweeter bis zu 10 Watt Ultraschallenergie in jedes der 10 Testgefäße. Mit der zusätzlichen Klammervorrichtung VialPress können sogar größere Testgefäße an die Front des VialTweeters andrückt werden. Dadurch können bis zu 5 größere Probenfläschchen gleichzeitig indirekt beschallt werden.

Das Ultraschallgerät VialTweeter ermöglicht die gleichzeitige Probenvorbereitung von bis zu 10 Vials unter denselben Prozessbedingungen VialTweeter. (Zum Vergrößern anklicken!)

VialTweeter für die indirekte Beschallung

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!

Dieses Video zeigt das 200 Watt Ultraschall-Cuphorn zum Dispergieren, Homogenisieren, Extrahieren oder Entgasen von Laborproben.

Ultraschall-Cuphorn (200 Watt)

Video-Miniaturansicht

UP200St-TD_Cuphorn mit Zubehör (Anklicken zum Vergrößern!)

Ultraschall-Becher-Horn TD_CupHorn für intensive Beschallung

kundenspezifisches Zubehör

Bei Bedarf fertigt Hielscher auch kundenspezifisches Zubehör. Dazu gehören spezielle Sonotroden oder Durchflusszellen. Beschreiben Sie uns Ihre speziellen Anforderungen und Bedürfnisse im Feld "Bemerkungen" im unten stehenden Formular!

4 Prüfköpfe oder 4 Sonotroden zur gleichzeitigen Beschallung von 4 Proben mit gleicher Intensität mit dem Hielscher 200-Watt-Ultraschallgerät Modelle UP200ST und UP200HT

Die 4-Finger-Sonotrode verfügt über 4 Ultraschallspitzen zur gleichzeitigen Beschallung von 4 Proben

Kontakt/ Weitere Informationen

Sprechen Sie mit uns über Ihren Prozess! Gerne empfehlen wir Ihnen das geeignete Equipment und die richtigen Prozessparameter für Ihr Projekt.





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Wissenswertes

Ultraschall-Homogenisatoren werden oft als Sonicator, Ultraschall-Lysegerät, Ultraschall-Disruptor, Ultraschall-Labormühle, Sono-Ruptor, Sonifier, Dismembrator, Zell-Disruptor, Ultraschall-Dispergierer oder Ultraschalldispergiergerät bezeichnet. Die unterschiedlichen Bezeichnungen ergeben sich aus den zahlreichen verschiedenen Anwendungen, für die Ultraschallgeräte eingesetzt werden können.

Wir besprechen Ihr Verfahren gerne mit Ihnen.

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