Sprühen, Vernebeln und Zerstäuben mit Ultraschall
Ultraschallschwingungen können sehr feine Tröpfchen erzeugen. Beim Ultraschallsprühen lassen sich die Tröpfchengröße und die Tröpfchenverteilung präzise steuern, sodass sehr kleine Tröpfchen und Partikel verdampft werden können. Dabei entstehen Partikel mit großer Oberfläche. Das Sprühen und Zerstäuben mit Ultraschall ist eine bewährte Technologie, beispielsweise zum Aufbringen dünner Beschichtungen mit hoher Leistungsfähigkeit und Qualität auf ein Substrat. Dank der präzisen Kontrolle aller Prozessparameter der Ultraschallzerstäubung lässt sich Overspray vermeiden und eine präzise Tröpfchenverteilung erzielen. Eine weitere vielversprechende Anwendung ist die ultraschallgestützte Sprühtrocknung oder das ultraschallgestützte Sprühgefrieren.
Ultraschallsprühen ultrafeiner Tröpfchen
Die Ultraschallsprühtechnik wird in verschiedenen Industriezweigen für vielfältige Anwendungen eingesetzt. Zu den häufigsten Einsatzgebieten der Ultraschallvernebelung und Ultraschallzerstäubung zählen die Dünnschichtbeschichtung sowie die Sprühtrocknung oder das Sprühgefrieren von Partikeln.
Als industriell bewährtes Verfahren wird das Ultraschallsprühen erfolgreich in Produktionslinien zur Herstellung leistungsfähiger Dünnschichtbeschichtungen eingesetzt, etwa bei der Fertigung von Präzisionselektronik wie Halbleitern, Präzisionsgeräten, nanotechnologischen Anwendungen, Brennstoffzellen und Solarzellen.
In der Lebensmittelindustrie wird das Ultraschallsprühen zur Unterstützung des Sprühgefrierens bei der Herstellung von Pulvern eingesetzt, beispielsweise Kaffee-, Milch-, Molken- und anderen Pulvern.
Ultraschallsprühdüse
Branchen und Anwendungen:
- Zerteilung von Flüssigkeiten
- Dünnschichtbeschichtung für die Elektronik
- leistungsfähige Beschichtungen (z. B. mit funktionalisierten Nanopartikeln)
- Antibeschlagbeschichtung
- Befeuchtung eines Gasstroms
- Verkapselung von Wirkstoffen in Arzneimitteln
- Sprühtrocknung von Pulvern und Granulaten, z. B. Nanopartikeln
- Lebensmittelindustrie: Milch- und Molkenpulver, Instantkaffee
- Partikeltechnologie
- Sprühtrocknung von Lebensmittelpulvern, z. B. wärmeempfindlichen Produkten
- bei der Herstellung von Halbleitern, Brennstoffzellen und medizinischen Geräten
- Chemie: z. B. Gas-Flüssig-Reaktionen, Bindungen
Vorteile der Ultraschalltrocknung:
- keine Wärmeschäden
- keine Zusatzstoffe erforderlich
- lange Haltbarkeit
- geringeres Produktgewicht
- keine verstopften Düsen
- keine oder nur minimale Geschmacksveränderung
- kein Nährstoffverlust
Ultraschallsonotrode S26d18S zum Zerstäuben, Vernebeln oder Sprühen
- Industrieanlagen
- 24/7-Betrieb
- einstellbare Durchflussrate/Sprührate
- keine Kontamination
- kein Verstopfen
- keine Erosion
Hielscher Ultrasonics ist Ihr führender Anbieter von Ultraschallzerstäubern und Sprühdüsen. Wir bieten standardisierte und maßgeschneiderte Lösungen für optimale Prozessergebnisse.
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Wissenswertes
Ultraschallsprühsysteme, auch als Ultraschallzerstäuber oder Ultraschallsprühdüsen bezeichnet, erzeugen starke Schwingungen und können dadurch extrem feine Tröpfchen erzeugen, die auch als „Trockennebel“ bezeichnet werden. Die Vorteile der Ultraschallzerstäubung liegen in der vollständigen Kontrolle über Tröpfchengröße, Sprühintensität und Tröpfchengeschwindigkeit. Industrielle Ultraschallzerstäuber lassen sich problemlos in bestehende Fertigungslinien nachrüsten und ermöglichen einen hohen Durchsatz bei gleichbleibender Produktqualität.
Die ultraschallgestützte Sprühtrocknung ist ein sehr effizientes und schonendes Verfahren, das hohe Durchsätze ermöglicht. Aufgrund ihrer schonenden Wirkung eignet sie sich besonders gut für wärmeempfindliche Materialien. Darüber hinaus erhöht sie die Verarbeitungskapazität, da sie zu einer schnelleren Verdampfung sowohl wässriger Flüssigkeiten als auch von Lösungsmitteln führt.
Ultraschallsprühen in Forschung und Wissenschaft
Ultraschallsprühsysteme von Hielscher wurden in verschiedenen wissenschaftlichen Experimenten sowie Forschungs- und Entwicklungsprojekten untersucht und eingesetzt. Im Folgenden stellen wir Ihnen ausgewählte wissenschaftliche Studien vor, in denen Ultraschallsprühdüsen zum Zerstäuben, Sprühbeschichten und Vernebeln verwendet werden.
- Kleinschmidt S., Heide I.; Kleinschmidt T. (2023): Ultrafine food powders as clean-label flow additives. Frontiers of Chemical Engineering 2023.
- Nadia Passerini; Beatrice Albertini; Beatrice Perissutti; Lorenzo Rodriguez (2006): Evaluation of melt granulation and ultrasonic spray congealing as techniques to enhance the dissolution of praziquantel. International Journal of Pharmaceutics 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): A new look to the old solvent: Mass transfer performance and mechanism of CO2 absorption into pure monoethanolamine in a spray column. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, Volume 184, 2023.
- Olivier Poch, Antoine Pommerol, Bernhard Jost, Nathalie Carrasco, Cyril Szopa, Nicolas Thomas (2016):
Sublimation of ice–tholins mixtures: A morphological and spectro-photometric study. Icarus, Volume 266, 2016. 288-305.
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