Sprühen, Vernebeln und Zerstäuben mit Ultraschall
Ultraschallschwingungen können sehr dünne Tröpfchen erzeugen. Beim Ultraschallspritzen lassen sich die Tröpfchengröße und -verteilung genau steuern, so dass sehr kleine Tröpfchen und Partikel verdampft werden können. Dadurch werden Partikel mit großer Oberfläche erzeugt. Das Ultraschall-Spritzen und -Zerstäuben ist eine erfolgreiche Technologie, um z.B. dünne Beschichtungen von hoher Leistung und Qualität auf ein Substrat aufzubringen. Durch die genaue Kontrolle über alle Prozessparameter der Ultraschallzerstäubung kann ein Übersprühen vermieden und eine präzise Tröpfchenverteilung erreicht werden. Eine weitere sehr mögliche Anwendung ist die Sprühtrocknung oder das Gefrieren mit Ultraschall.
Ultraschallspritzen von ultrafeinen Tröpfchen
Die Ultraschall-Spraytechnik kommt in verschiedenen Industriezweigen für vielfältige Anwendungen zum Einsatz. Die häufigsten Anwendungsfelder für das Ultraschallsprühen und -vernebeln sind Dünnfilm-Beschichtung und die Sprühtrocknung bzw. das Spray Freezing von Partikeln.
Als industriell bewährte Technik werden Ultraschall-Sprühsysteme in Produktionslinien für Hochleistungs-Dünnschicht-Beschichtung bei der Herstellung von Präzisionselektronik (z.B. in der Halbleiter- & Präzisionsgeräte-Produktion, in der Nanotechnologie, sowie für die Herstellung von Brennstoffzellen und Solarzellen) erfolgreich implementiert.
In der Lebensmittelindustrie wird die Ultraschalltechnik für die Sprühtrocknung von Pulvern, z.B. Kaffee-, Milch-, Molke- und anderen Pulvern eingesetzt.
Ultraschallsonotrode für das Vernebeln
Branchen und Anwendungsfelder:
- Desintegration von Flüssigkeiten
- Dünnfilm-Beschichtung für Elektronik
- Hochleistungs-Beschichtungen (z.B. mit funktionalisierten Nanopartikeln)
- Anti-Fog-Beschichtungen
- Feuchtigkeit in eine Gasphase zerstäuben
- Einkapselung von Wirkstoffen in Pharma
- Sprühtrocknung von Pulvern und Granulaten, z.B. Nano-Partikel
- Lebensmittelindustrie: Milch & Molkepulver, Instant Kaffee
- Partikeltechnik: Particle engineering
- Sprühtrocknung von Lebensmittelpulvern, z.B. hitzeempfindlichen Produkten
- bei der Herstellung von Halbleitern, Brennstoffzellen, medizinischen Geräten
- Chemie: z.B. Gas-Flüssig-Reaktionen, Verbindungen
Vorteile der ultraschall-gestützten Sprühtrocknung:
- keine Hitze-Schäden
- keine Zusatzstoffe erforderlich
- Langzeitstabilität
- reduziertes Produktgewicht
- keine verstopften Düsen
- keine oder nur minimale Veränderungen des Geschmacks
- kein Nährstoffverlust
Ultraschall-Sonotrode S26d18S zum Zerstäuben, Vernebeln oder Sprühen
- Industrieanlagen
- 24/7 Betrieb
- einstellbare Durchfluss-/ Sprührate
- keine Kontamination
- keine verstopfte Düsen
- keine Erosion
Hielscher Ultrasonics ist Ihr Top-Lieferant für Ultraschallzerstäuber und Ultraschall-Sprühdüsen. Wir bieten sowohl standardisierte als auch kundenspezifische Lösungen für optimale Prozessergebnisse.
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Wissenswertes
Ultraschall-Sprühsysteme, häufig auch als Ultraschallzerstäuber oder Ultraschall-Sprühdüsen bezeichnet, erzeugen eine starke Oszillation und erzeugen dadurch extrem feine Tropfengrößen, welche deshalb auch „trockener Nebel“bezeichnet werden. Die Vorteile des Ultraschall-Sprayens liegen in der vollständigen Kontrolle über Tropfengröße, Sprühintensität und Sprühgeschwindigkeit. Industrielle Ultraschall-Zerstäuber, die in bestehende Fertigungslinien problemlos nachgerüstet werden können, ermöglichen hohe Durchsatzleistung bei hoher Outputqualität.
Die ultraschall-gestützte Sprühtrocknung ist ein sehr effizientes und mildes Verfahren, welches die Verarbeitung großer Durchsatzmengen erlaubt. Aufgrund der milden Prozesskonditionen ist das Ultraschall-Sprühen äußerst effektiv bei der Verarbeitung hitzeempfindlicher Materialien. Darüber hinaus erhöht die Ultraschalltechnologie die Verarbeitungskapazität, da sie zu einer schnelleren Evaporation/ Verdampfung von Flüssigkeiten sowie Lösungsmittel führt.
Ultraschallspritzen in Forschung und Wissenschaft
Hielscher-Ultraschall-Sprühsysteme wurden in verschiedenen wissenschaftlichen Experimenten sowie Forschungs- und Entwicklungsprojekten untersucht und eingesetzt. Im Folgenden stellen wir Ihnen ausgewählte wissenschaftliche Studien vor, in denen Ultraschall-Sprühdüsen zur Zerstäubung, Beschichtung und Vernebelung eingesetzt werden.
- Nadia Passerini; Beatrice Albertini; Beatrice Perissutti; Lorenzo Rodriguez (2006): Bewertung der Schmelzgranulation und des Ultraschall-Sprühkondensierens als Techniken zur Verbesserung der Auflösung von Praziquantel. Internationale Zeitschrift für Pharmazie 318, 2006. 92-102.
- Emine Kayahan, Ulderico Di Caprio, Annelot Van den Bogaert, Mohammed N. Khan, Metin Bulut, Leen Braeken, Tom Van Gerven, M. Enis Leblebici (2023): Ein neuer Blick auf das alte Lösungsmittel: Stoffübertragungsleistung und Mechanismus der CO2-Absorption in reinem Monoethanolamin in einer Sprühkolonne. Chemische Technik und Verarbeitung – Prozessintensivierung, Band 184, 2023.
- Olivier Poch, Antoine Pommerol, Bernhard Jost, Nathalie Carrasco, Cyril Szopa, Nicolas Thomas (2016):
Sublimation von Eis-Dolinen-Gemischen: Eine morphologische und spektralphotometrische Studie. Icarus, Band 266, 2016. 288-305.
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