Ομογενοποιητές – Αρχή λειτουργίας, χρήση και κλιμάκωση
Οι ομογενοποιητές είναι ένας τύπος αναμικτήρων που εφαρμόζουν μηχανικές δυνάμεις για την ανάμειξη, τη γαλακτωματοποίηση, τη διασπορά και τη διάλυση συστημάτων υγρού–υγρού και στερεού–υγρού. Ανάλογα με το μοντέλο του ομογενοποιητή, χρησιμοποιούνται διάτμηση μέσω περιστροφής, ακροφύσια ή υπέρηχοι υψηλής ισχύος για τη δημιουργία των απαιτούμενων δυνάμεων για την αποσύνθεση και τον κατακερματισμό στερεών σωματιδίων καθώς και υγρών σταγονιδίων. Μάθετε περισσότερα για τις συσκευές ομογενοποίησης και τις εφαρμογές τους στην έρευνα και την παραγωγή!
Τι είναι ο ομογενοποιητής;
Οι ομογενοποιητές αποτελούν μια κατηγορία συσκευών ανάμειξης που έχουν σχεδιαστεί για να κατακερματίζουν σωματίδια, τόσο στερεά όσο και υγρά, σχηματίζοντας ένα ομοιόμορφο μείγμα. Οι ομογενοποιητές διατίθενται ως εργαστηριακός, επιτραπέζιος και βιομηχανικός εξοπλισμός και χρησιμοποιούνται για διάφορες εφαρμογές στην έρευνα και τη βιομηχανία. Οι τυπικές εφαρμογές των ομογενοποιητών περιλαμβάνουν την ανάμειξη και την αποσύνθεση διαφόρων υλικών, όπως σωματίδια, χρωστικές, χημικές ουσίες, φυτά, τρόφιμα, κύτταρα και ιστοί, μεταξύ άλλων.
Επικοινωνήστε μαζί μας για να μάθετε περισσότερα για τους ομογενοποιητές, την κατεργασία με υπερήχους και τον τρόπο με τον οποίο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις συσκευές υπερήχων μας στη διεργασία σας!
Επισκόπηση διαφόρων τύπων ομογενοποιητών
Διάφοροι τύποι ομογενοποιητών διατίθενται στο εμπόριο για χρήση σε επιτραπέζιες εγκαταστάσεις και σε βιομηχανική παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Ωστόσο, οι αναμικτήρες ρότορα/στάτορα (κολλοειδών), οι ομογενοποιητές υψηλής πίεσης και οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται ευρύτερα.
Οι αναμικτήρες με πτερωτή ή λεπίδες διαθέτουν μια περιστρεφόμενη λεπίδα, η οποία περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα στον πυθμένα του δοχείου ανάμειξης, συνδυάζοντας έτσι διάφορα υλικά σε ένα ομοιογενές μείγμα.
Όπως υποδηλώνει ήδη η ονομασία του, ένας αναμικτήρας ρότορα/στάτορα διαθέτει έναν ρότορα και έναν στάτορα. Ο ρότορας είναι ένας μεταλλικός άξονας που περιστρέφεται με υψηλές ταχύτητες μέσα στον στάτορα. Ο στάτορας είναι το μεταλλικό τμήμα που παραμένει ακίνητο. Η περιστροφή του ρότορα δημιουργεί αναρρόφηση που μετακινεί το υλικό στερεού–υγρού μεταξύ του στάτορα και του ρότορα, όπου το μέγεθος των στερεών σωματιδίων μειώνεται.
Η αρχή λειτουργίας του ομογενοποιητή υψηλής πίεσης (HPH) βασίζεται στη χρήση μιας αντλίας υψηλής πίεσης και μιας βαλβίδας (ακροφύσιο, στόμιο), γεγονός που καθιστά τον εξοπλισμό ογκώδη, βαρύ και ακριβό. Ο υπό επεξεργασία πολφός εξαναγκάζεται να διέλθει με υψηλή ταχύτητα ροής από ένα μικρό στόμιο, γεγονός που μειώνει το μέγεθος των σωματιδίων, καθώς τα σωματίδια πρέπει να έχουν ένα συγκεκριμένο μικρό μέγεθος για να περάσουν από τη βαλβίδα. Ιδίως κατά την επεξεργασία στερεών, οι ομογενοποιητές HPH είναι επιρρεπείς σε απόφραξη.
Οι ομογενοποιητές υπερήχων χρησιμοποιούν τις ισχυρές δυνάμεις διάτμησης που παράγονται από την ακουστική σπηλαίωση, γεγονός που τους προσδίδει διάφορα πλεονεκτήματα έναντι άλλων τεχνικών ομογενοποίησης. Η αρχή λειτουργίας και τα οφέλη της ομογενοποίησης με υπερήχους παρουσιάζονται παρακάτω.
Υπέρηχοι υψηλής ισχύος ως δύναμη ομογενοποίησης
Ένας ομογενοποιητής υπερήχων χρησιμοποιεί υπερηχητικές δονήσεις υψηλής έντασης και σπηλαίωση για να δημιουργήσει πολύ έντονες δυνάμεις διάτμησης και, επομένως, μπορεί να χαρακτηριστεί ως αναμικτήρας υψηλής διάτμησης εξαιρετικά υψηλής έντασης. Το μυστικό πίσω από τις εξαιρετικά έντονες δυνάμεις υψηλής διάτμησης είναι η ακουστική σπηλαίωση, η οποία δημιουργείται από υπερηχητικά κύματα υψηλής ισχύος. Ένας ομογενοποιητής υπερήχων διαθέτει μια γεννήτρια, η οποία αποτελεί τη μονάδα τροφοδοσίας και ελέγχου, και έναν μετατροπέα. Ο μετατροπέας περιέχει πιεζοηλεκτρικά κεραμικά. Αυτά τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε ταλάντωση, καθώς οι πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι αλλάζουν μέγεθος και σχήμα όταν εφαρμόζεται τάση. Όταν η συχνότητα του ηλεκτρονικού ταλαντωτή ισούται με την ιδιοσυχνότητα του πιεζοηλεκτρικού χαλαζία, εμφανίζεται συντονισμός. Υπό συνθήκες συντονισμού, ο χαλαζίας παράγει διαμήκη υπερηχητικά κύματα μεγάλου πλάτους.
Τα παραγόμενα υπερηχητικά κύματα μεταδίδονται στη συνέχεια μέσω του καθετήρα υπερήχων (ηχοτρόδιο / κέρας) στο μέσο της διεργασίας. Το πλάτος στον καθετήρα υπερήχων καθορίζει την ένταση των υπερηχητικών κυμάτων που μεταδίδονται στο υγρό ή στον πολφό. Τα υπερηχητικά κύματα δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής και χαμηλής πίεσης στα υγρά μέσα. Κατά τον κύκλο χαμηλής πίεσης, τα υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης παράγουν μικρές φυσαλίδες κενού στο υγρό. Κατά τον κύκλο υψηλής πίεσης, οι μικρές φυσαλίδες κενού καταρρέουν καταστροφικά. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση. Η ενδόρρηξη των φυσαλίδων σπηλαίωσης μπορεί επίσης να δημιουργήσει πίδακες υγρού με υψηλή ταχύτητα έως και 280 m/s, με αποτέλεσμα ισχυρές δυνάμεις διάτμησης. Οι δυνάμεις διάτμησης θραύουν τα σωματίδια, προκαλούν συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων και διαρρηγνύουν μηχανικά σταγονίδια και κύτταρα, προάγοντας ταυτόχρονα μια εξαιρετικά αποδοτική μεταφορά μάζας. Αυτές οι δυνάμεις σπηλαίωσης παράγουν ομοιόμορφες και ομοιογενείς διασπορές, γαλακτώματα και αιωρήματα και είναι επίσης γνωστό ότι προάγουν χημικές αντιδράσεις (τη λεγόμενη ηχοχημεία).
Η ακουστική σπηλαίωση (που δημιουργείται από υπερήχους υψηλής ισχύος) δημιουργεί τοπικά ακραίες συνθήκες, τα λεγόμενα ηχομηχανικά και ηχοχημικά φαινόμενα. Λόγω αυτών των φαινομένων, η κατεργασία με υπερήχους μειώνει το μέγεθος των στερεών και υγρών σωματιδίων και τα αναμειγνύει σε μια ομοιογενή σύνθεση.
Υπερηχητική σπηλαίωση στον καθετήρα cascatrode της συσκευής υπερήχων UIP1000hdT (1000 watts, 20kHz) σε γυάλινο αντιδραστήρα. Χρησιμοποιείται κόκκινο φως από τον πυθμένα για τη βελτίωση της ορατότητας της σπηλαίωσης.
Πλεονεκτήματα της χρήσης συσκευών υπερήχων ως ομογενοποιητών
Οι ομογενοποιητές υπερήχων υπερέχουν στην παραγωγή αιωρημάτων και διαλυμάτων στερεού–υγρού (των λεγόμενων πολφών) και υγρού–υγρού. Καθώς οι συσκευές υπερήχων χρησιμοποιούν την αρχή λειτουργίας της υπερηχητικής σπηλαίωσης, το υλικό πρέπει να είναι υγρό ή να βρίσκεται σε υγρή φάση, αφού η σπηλαίωση εμφανίζεται μόνο σε υγρό. Αυτό σημαίνει ότι μια συσκευή υπερήχων δεν θα ήταν ιδιαίτερα αποδοτική στην ανάμειξη μιας ξηρής σκόνης, αλλά μόλις η σκόνη διαβραχεί, η κατεργασία με υπερήχους είναι η πιο αποδοτική μέθοδος ανάμειξης. Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι ευρέως γνωστοί για την αξιόπιστη ανάδευση, ανάμειξη και διασπορά ακόμη και παστών και υλικών υψηλού ιξώδους. Οι εξαιρετικά έντονες δυνάμεις που προκαλούνται από την ενδόρρηξη των φυσαλίδων σπηλαίωσης δημιουργούν όχι μόνο πολύ ισχυρές δυνάμεις υψηλής διάτμησης, αλλά και τοπικά περιορισμένες υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, καθώς και αντίστοιχες διαφορές θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτός ο συνδυασμός φυσικών δυνάμεων θραύει τα σωματίδια σε πολύ μικρότερα μεγέθη από ό,τι ένας συμβατικός ομογενοποιητής. Επομένως, οι ομογενοποιητές υπερήχων αποτελούν τον προτιμώμενο εξοπλισμό για την αξιόπιστη παραγωγή γαλακτωμάτων και διασπορών νανομετρικού μεγέθους.
- εξαιρετική αποδοτικότητα
- δυνατότητα παροχής ενέργειας με υψηλό βαθμό εστίασης
- ανώτερα αποτελέσματα σε μικρομετρική και νανομετρική κλίμακα
- για γαλακτώματα και διασπορές μικρομετρικού και νανομετρικού μεγέθους
- οποιοσδήποτε όγκος από mL έως tons/hr
- κατά παρτίδες και εν σειρά
- για μία μόνο διέλευση και ανακυκλοφορία
- ακριβής έλεγχος της διεργασίας
- απλός χειρισμός
- εύκολος καθαρισμός
- χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης
Εφαρμογές των ομογενοποιητών υπερήχων
Οι ομογενοποιητές υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαστηριακές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις για την ομογενοποίηση αιωρημάτων στερεού–υγρού και υγρού–υγρού, τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων, τη διάρρηξη και εκχύλιση βιολογικού υλικού, την εντατικοποίηση χημικών αντιδράσεων και τη διάλυση διαλυτών ενώσεων.
Γαλακτωματοποίηση με υπερήχους
Η γαλακτωματοποίηση είναι η διαδικασία ανάμειξης δύο ή περισσότερων μη αναμίξιμων υγρών για την παρασκευή ενός σταθερού ή ημισταθερού μείγματος. Γενικά, τα δύο αυτά υγρά αποτελούνται από μια ελαιώδη φάση και μια υδατική φάση (νερό). Για τη σταθεροποίηση του μείγματος των διαφορετικών υγρών φάσεων, προστίθεται ένας γαλακτωματοποιητής (επιφανειοδραστική / συνεπιφανειοδραστική ουσία). Το μέγεθος των σταγονιδίων ενός γαλακτώματος παίζει καθοριστικό ρόλο στη λειτουργικότητα και τη σταθερότητά του. Καθώς οι υπέρηχοι ισχύος δημιουργούν ηχομηχανικές δυνάμεις που διασπούν τα σταγονίδια και μειώνουν το μέγεθός τους σε πολύ μικρά σταγονίδια, η κατεργασία με υπερήχους είναι μια πολύ δημοφιλής μέθοδος για την παραγωγή μικρογαλακτωμάτων και νανογαλακτωμάτων. Οι ομογενοποιητές υπερήχων αποτελούν αξιόπιστο εργαλείο για την παραγωγή γαλακτωμάτων O/W και W/O, αντίστροφων γαλακτωμάτων, διπλών γαλακτωμάτων (O/W/O, W/O/W), μινιγαλακτωμάτων, καθώς και γαλακτωμάτων Pickering. Χάρη σε αυτή την ευελιξία και την αξιόπιστη ικανότητα γαλακτωματοποίησης, οι ομογενοποιητές υπερήχων (που μερικές φορές ονομάζονται και γαλακτωματοποιητές υπερήχων όταν χρησιμοποιούνται για γαλακτωματοποίηση) χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, στη χημική βιομηχανία, στη βιομηχανία τροφίμων, στη φαρμακευτική βιομηχανία και στη βιομηχανία καυσίμων για την παραγωγή γαλακτωμάτων με μακροχρόνια σταθερότητα.
Κάντε κλικ στους παρακάτω συνδέσμους για να μάθετε περισσότερα για τα νανογαλακτώματα και τα γαλακτώματα Pickering!
Διασπορά με υπερήχους
Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι πολύ αποτελεσματικοί όταν απαιτείται αξιόπιστη μείωση του μεγέθους συσσωματωμάτων, συσσωρεύσεων, ακόμη και πρωτογενών σωματιδίων. Το πλεονέκτημα των ομογενοποιητών υπερήχων είναι η ικανότητά τους να αλέθουν σωματίδια επιτυγχάνοντας μικρότερα και πιο ομοιόμορφα μεγέθη, είτε ο στόχος της διεργασίας είναι μικροσωματίδια είτε νανοσωματίδια. Οι δυνάμεις διάτμησης λόγω σπηλαίωσης και τα ρεύματα του υγρού επιταχύνουν τα σωματίδια, ώστε να συγκρούονται μεταξύ τους. Αυτό είναι γνωστό ως διασωματιδιακή σύγκρουση. Τα ίδια τα σωματίδια λειτουργούν ως μέσο άλεσης, αποφεύγοντας έτσι την επιμόλυνση από σφαιρίδια άλεσης και την επακόλουθη διαδικασία διαχωρισμού, η οποία είναι απαραίτητη όταν χρησιμοποιούνται συμβατικοί σφαιρόμυλοι. Καθώς τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους με πολύ υψηλές ταχύτητες έως και 280m/sec, ασκούνται πάνω τους εξαιρετικά μεγάλες δυνάμεις, με αποτέλεσμα να θρυμματίζονται σε πολύ μικρά θραύσματα. Η τριβή και η διάβρωση προσδίδουν σε αυτά τα θραύσματα σωματιδίων στιλβωμένη επιφάνεια και ομοιόμορφο σχήμα. Ο συνδυασμός δυνάμεων διάτμησης και διασωματιδιακών συγκρούσεων προσδίδει στην ομογενοποίηση και τη διασπορά με υπερήχους το πλεονέκτημα της παραγωγής εξαιρετικά ομοιογενών κολλοειδών αιωρημάτων και διασπορών!
Η παρακάτω ακολουθία εικόνων απεικονίζει τις δυνάμεις σπηλαίωσης των υπερήχων σε νιφάδες γραφίτη.
Ακολουθία καρέ υψηλής ταχύτητας (από a έως f) που απεικονίζει την ηχομηχανική απολέπιση μιας νιφάδας γραφίτη σε νερό με τη χρήση του UP200S, μιας συσκευής υπερήχων 200W, με ηχοτρόδιο 3-mm. Τα βέλη δείχνουν το σημείο σχισίματος (απολέπισης), με φυσαλίδες σπηλαίωσης να εισχωρούν στη σχισμή.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)
Διασπορά και ομογενοποίηση νανοϋλικών
Τόσο για τα γαλακτώματα όσο και για τις διασπορές, η παρασκευή μειγμάτων νανομετρικού μεγέθους αποτελεί απαιτητικό έργο. Οι περισσότερες συμβατικές τεχνικές ομογενοποίησης και ανάμειξης, όπως οι αναμείκτες με πτερύγια, οι σφαιρόμυλοι, οι ομογενοποιητές υψηλής πίεσης και άλλοι αναμείκτες, μπορούν να παράγουν σωματίδια μικρομετρικού μεγέθους, αλλά δεν μπορούν να μειώσουν αξιόπιστα το μέγεθος των σταγονιδίων και των στερεών σε νανομετρική κλίμακα. Αυτό οφείλεται κυρίως στην ανεπαρκή ένταση. Για παράδειγμα, οι αναμείκτες με πτερύγια δεν παρέχουν επαρκή διάτμηση για τη θραύση των σωματιδίων σε νανομετρικό μέγεθος. Οι σφαιρόμυλοι, ένας άλλος τύπος ομογενοποιητή, δεν μπορούν να αλέσουν ομοιόμορφα τα στερεά σε μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από το μέγεθος των ίδιων των σφαιριδίων (μέσων άλεσης). Τα συμβατικά σφαιρίδια άλεσης έχουν μέσο μέγεθος μεταξύ 1.500 mm και 35.000 mm. Ένα άλλο πρόβλημα είναι η επιμόλυνση λόγω φθοράς του μέσου άλεσης. Επειδή οι συσκευές υπερήχων παρέχουν εξαιρετικά υψηλές, αλλά με ακρίβεια ελεγχόμενες δυνάμεις διάτμησης, η σπηλαίωση με υπερήχους αποτελεί την προτιμώμενη τεχνική για την αξιόπιστη παραγωγή νανοδιασπορών και νανογαλακτωμάτων σε εργαστηριακές εγκαταστάσεις (R&D), πιλοτικές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
Οι διασπορές που παράγονται με υπερήχους εμφανίζουν ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους σωματιδίων, με ομοιόμορφα μειωμένο μέγεθος σωματιδίων. Οι καμπύλες δείχνουν την κατανομή των σωματιδίων διοξειδίου του πυριτίου πριν από την εφαρμογή υπερήχων (πράσινη καμπύλη) και μετά τη διασπορά με υπερήχους (κόκκινη καμπύλη).
Κλιμάκωση διεργασιών ομογενοποίησης με υπερήχους
Κατά την κλιμάκωση από έναν εργαστηριακό ομογενοποιητή υπερήχων σε μια πιλοτική συσκευή υπερήχων και από ένα πιλοτικό σύστημα σε έναν ομογενοποιητή υπερήχων για παραγωγή πλήρους κλίμακας, η κλιμάκωση μπορεί να πραγματοποιηθεί απολύτως γραμμικά! Όλες οι σημαντικές παράμετροι της διεργασίας, όπως το πλάτος ταλάντωσης, η πίεση, η θερμοκρασία και ο χρόνος επεξεργασίας, διατηρούνται σταθερές· μόνο η επιφάνεια του ηχοτροδίου και η συσκευή υπερήχων, ως μονάδα που παρέχει ενέργεια για τη διέγερση του ηχοτροδίου, κλιμακώνονται σε μεγαλύτερες και ισχυρότερες μονάδες. Η δυνατότητα γραμμικής κλιμάκωσης των διεργασιών ομογενοποίησης με υπερήχους επιτρέπει την επίτευξη των ίδιων αποτελεσμάτων υψηλής ποιότητας στην παραγωγή μεγάλης κλίμακας όπως και στις εργαστηριακές και πιλοτικές εγκαταστάσεις.
Βρείτε τον καταλληλότερο ομογενοποιητή υπερήχων για τη διεργασία σας!
Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας με πολυετή εμπειρία στους ομογενοποιητές υπερήχων. Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και δοκιμάζονται στις κεντρικές μας εγκαταστάσεις στη Γερμανία, προτού τις αποστείλουμε στους πελάτες μας παγκοσμίως. Οι ομογενοποιητές υπερήχων της Hielscher είναι συσκευές υψηλής ποιότητας που χαρακτηρίζονται από σταθερά υψηλές επιδόσεις, αξιοπιστία, ανθεκτικότητα και ευχρηστία. Η τεχνική αρτιότητα της τεχνολογίας ομογενοποίησης με υπερήχους προσφέρει στους χρήστες του εξοπλισμού της Hielscher ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα, τα οποία τους καθιστούν ηγέτες της αγοράς στον κλάδο τους. Με την ευρεία γκάμα προϊόντων της, από εργαστηριακούς και επιτραπέζιους ομογενοποιητές και πιλοτικά συστήματα έως πλήρως βιομηχανικούς ομογενοποιητές υπερήχων για εμπορική παραγωγή, η Hielscher διαθέτει το ιδανικό σύστημα ανάμειξης με υπερήχους για τις απαιτήσεις σας. Η ποικιλία των παρελκομένων επιτρέπει την ιδανική διαμόρφωση του ομογενοποιητή υπερήχων – προσαρμοσμένη στις επιμέρους ανάγκες.
Πείτε μας τις απαιτήσεις και τις προδιαγραφές της διεργασίας σας – θα χαρούμε να σας προτείνουμε τον καταλληλότερο και αποδοτικότερο ομογενοποιητή υπερήχων για την εφαρμογή σας!
Υψηλή αποδοτικότητα με τη χρήση ομογενοποιητών υπερήχων
Χάρη στην εξαιρετική αποδοτικότητα της διεργασίας, το εύλογο κόστος επένδυσης, την πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση και το χαμηλό κόστος εργασίας και συντήρησης, οι ομογενοποιητές υπερήχων της Hielscher υπερτερούν των συμβατικών τεχνικών ομογενοποίησης και επιτυγχάνουν ταχεία απόδοση της επένδυσης (RoI). Συχνά, ένας ομογενοποιητής υπερήχων αποσβένεται μέσα σε λίγους μήνες.
Υπέρηχοι υψηλής ισχύος για βιομηχανική ομογενοποίηση
Το πλάτος ταλάντωσης είναι η σημαντικότερη παράμετρος διεργασίας στις διεργασίες ομογενοποίησης με υπερήχους. Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο του πλάτους ταλάντωσης. Ανάλογα με τον στόχο της διεργασίας, μπορεί να ρυθμιστεί μικρότερο πλάτος για ηπιότερες συνθήκες επεξεργασίας ή να επιλεγεί μεγάλο πλάτος για αποτελέσματα διασποράς με εντονότερη διάσπαση. Οι βιομηχανικές συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να παρέχουν πολύ μεγάλα πλάτη ταλάντωσης. Η συνεχής λειτουργία με πλάτη έως και 200µm είναι εύκολα εφικτή σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη μεγαλύτερα πλάτη, διατίθενται ειδικά προσαρμοσμένα ηχοτρόδια υπερήχων.
Χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης για τους ομογενοποιητές υπερήχων
Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι επίσης εύκολοι στον καθαρισμό, καθώς το ηχοτρόδιο και ο αντιδραστήρας είναι τα μόνα διαβρεχόμενα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το υπό επεξεργασία υλικό. Το ηχοτρόδιο (γνωστό και ως κέρας ή καθετήρας υπερήχων) και ο αντιδραστήρας κατασκευάζονται από τιτάνιο και ανοξείδωτο χάλυβα, αντίστοιχα, και έχουν γεωμετρίες που καθαρίζονται εύκολα, χωρίς οπές ή νεκρές γωνίες.
Το μόνο εξάρτημα που υπόκειται σε φθορά είναι ο καθετήρας υπερήχων, ο οποίος μπορεί να αντικατασταθεί χωρίς σημαντική διακοπή της λειτουργίας. Το ηχοτρόδιο μιας εργαστηριακής συσκευής υπερήχων αντικαθίσταται εντός περίπου 10 min, ενώ η αντικατάσταση ενός ηχοτροδίου βιομηχανικού ομογενοποιητή υπερήχων μπορεί να διαρκέσει περίπου 30–45 min.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα! Η έμπειρη ομάδα μας θα χαρεί να σας παρέχει τεχνικές πληροφορίες και συστάσεις σχετικά με τη διεργασία σας!
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| 0,3 έως 60L | 0,6 έως 12L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία συσκευών UIP16000 |
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τους ομογενοποιητές
- Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός ομογενοποιητή; Ένας ομογενοποιητής ασκεί δυνάμεις διάτμησης σε υγρά, αιωρήματα και πολτούς. Η διάτμηση μειώνει το μέγεθος των σωματιδίων σε μείγματα στερεού–υγρού και υγρού–υγρού και παράγει ομοιόμορφες κατανομές μεγέθους σωματιδίων. Οι ομογενοποιητές μπορούν να παράγουν σταθερά γαλακτώματα ή διασπορές.
- Ποια είναι η αρχή της διεργασίας ομογενοποίησης; Η θεμελιώδης αρχή της ομογενοποίησης περιλαμβάνει την εφαρμογή μηχανικής δύναμης, όπως δονήσεων υπερήχων και σπηλαίωσης, σε ένα ετερογενές μείγμα, ώστε τα σωματίδια να διασπαστούν σε ομοιόμορφα μικρό μέγεθος, επιτυγχάνοντας ένα ομοιογενές και σταθερό μείγμα που αποτρέπει τον διαχωρισμό με την πάροδο του χρόνου.
- Ποιος είναι ο κύριος σκοπός της ομογενοποίησης; Ο κύριος σκοπός της ομογενοποίησης είναι η βελτίωση της σταθερότητας και της ομοιομορφίας ενός προϊόντος μέσω της μείωσης του μεγέθους των σωματιδίων. Αυτή η διεργασία βελτιώνει τις φυσικές ιδιότητες του μείγματος, όπως το ιξώδες, την υφή και τη διάρκεια ζωής, γεγονός που την καθιστά καθοριστική στην επεξεργασία τροφίμων, στα φαρμακευτικά προϊόντα και στα καλλυντικά.
Διαβάστε περισσότερα για τους ομογενοποιητές υπερήχων για τρόφιμα! - Τι είναι η ομογενοποίηση με υπερήχους; Η ομογενοποίηση με υπερήχους χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας για να προκαλέσει σπηλαίωση σε ένα υγρό μέσο, δημιουργώντας έντονες δυνάμεις διάτμησης που διασπούν τα σωματίδια σε μικροσκοπικό επίπεδο. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για την κυτταρική διάρρηξη, τη διασπορά νανοσωματιδίων και τη γαλακτωματοποίηση.
- Τι είναι η κατεργασία με υπερήχους για ομογενοποίηση; Η κατεργασία με υπερήχους για ομογενοποίηση περιλαμβάνει την εφαρμογή ενέργειας υπερήχων σε δείγματα για την επίτευξη λεπτής, ομοιόμορφης ανάμειξης. Αυτή η διεργασία είναι αποτελεσματική για τη διασπορά, τη γαλακτωματοποίηση και τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων μέσα σε ένα ρευστό και χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στην έρευνα όσο και στη βιομηχανία.
- Ποιοι είναι οι 2 τύποι μεθόδων κατεργασίας με υπερήχους; Οι δύο κύριοι τύποι μεθόδων κατεργασίας με υπερήχους είναι η άμεση και η έμμεση κατεργασία με υπερήχους. Η άμεση κατεργασία με υπερήχους περιλαμβάνει την εμβάπτιση ενός ηχοτροδίου απευθείας στο δείγμα, ενώ η έμμεση κατεργασία με υπερήχους πραγματοποιείται σε λουτρό, όπου τα δείγματα τοποθετούνται σε δοχείο βυθισμένο σε υγρό κατάλληλο για κατεργασία με υπερήχους. Η άμεση κατεργασία με υπερήχους είναι συνήθως πιο έντονη και πιο αποτελεσματική για την ομογενοποίηση από την έμμεση κατεργασία με υπερήχους.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.

