Υπερήχων και ανιχνευτές για υγρή επεξεργασία

Hielscher υπερήχων χρησιμοποιούνται για εργαστηριακά δείγματα, επεξεργασία πιλοτικής κλίμακας ή παραγωγή πλήρους κλίμακας. Αυτό περιλαμβάνει επεξεργαστές υπερήχων και ανιχνευτές για την υπερήχους οποιουδήποτε όγκου υγρού, από αρκετά μικρολίτρα μέσω εκατοντάδων κυβικών μέτρων ανά ώρα. Hielscher Υπέρηχοι παρέχει υψηλής απόδοσης υπερήχων και σχετικό εξοπλισμό υπερήχων υψηλής έντασης για την έρευνα και τη βιομηχανία.

Η απαίτηση για τη θεραπεία υγρών με υπερήχων σπηλαίωση έρχεται σε πολλά μεγέθη: Δείγματα ιστών σε μικρά φιαλίδια, κονσερβοποιημένα δείγματα χρωμάτων, παρτίδες αντιδραστήρων ή συνεχή ροή υλικού. Hielscher προσφέρει συσκευές υπερήχων για οποιοδήποτε όγκο υγρού. Για παράδειγμα, το UP100H είναι ένας συμπαγής φορητός υπερηχητής τύπου καθετήρα για έως και 500mL. Το 400 watts ισχυρό υπερήχων UP400St είναι ένα ισχυρό εργαστήριο ομογενοποιητή για έως και 2000mL. Και με τον βιομηχανικό βαθμό UIP1000hdT, προσφέρουμε έναν ισχυρό υπερηχητικό μίκτη τύπου καθετήρα για την ανάπτυξη εφαρμογών και την παραγωγή μικρής κλίμακας. Για μεγαλύτερους στόχους παραγωγής, Hielscher προσφέρει 4000 watts, 6000 watts, 10kW, και 16kW υπερήχους. Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει όλες τις τυποποιημένες εργαστηριακές και βιομηχανικές συσκευές υπερήχων.

Εργαστήριο υπερήχων ομογενοποιητές

Βιομηχανικοί υπερήχων

Υπερήχων διαδικασίες και εφαρμογές

Υπερήχων ανάμειξη

Ενώ οι αναδευτήρες δεξαμενών μπορούν να αναμειχθούν εύκολα αναμίξιμα υγρά παρόμοιου ιξώδους, υγρά διαφορετικού ιξώδους ή πιο ιξώδη υγρά μπορεί να απαιτούν υψηλή μηχανική διάτμηση για γρήγορη και πλήρη ανάμειξη. Οι συσκευές υπερήχων μας μπορούν εύκολα να συνδυάσουν δύο ή περισσότερα υγρά σε σειρά. Γι 'αυτό, τα υγρά θα συνδυαστούν λίγο πριν από τους αντιδραστήρες κυττάρων ροής υπερήχων. Διαβάστε περισσότερα για το blending!

Ομογενοποίηση υπερήχων

Hielscher υπερήχων ομογενοποιητές είναι πολύ αποτελεσματική στην επίτευξη ενός μικρού και ομοιόμορφου μεγέθους σφαιριδίων ή σωματιδίων κατά την επεξεργασία σκόνης / υγρού ή υγρού / υγρών σκευασμάτων. Οι υψηλές υδραυλικές δυνάμεις διάτμησης που παράγονται από υπερήχους σπάνε συσσωματώματα, σταγονίδια και κυτταρικό ιστό σε μικρότερα θραύσματα και παράγουν ένα ομοιόμορφο προϊόν λεπτού μεγέθους. Η γκάμα των ομογενοποιητών μας καλύπτει κάθε όγκο επεξεργασίας από φιαλίδια εργαστηρίου έως μέγεθος χύδην παραγωγής. Διαβάστε περισσότερα για την ομογενοποίηση!

Υπερήχων αποσυσσωμάτωση

Hielscher υπερήχων ομογενοποιητές σπάσει συσσωματώματα σκόνης σε υγρά που συμβατικοί αναδευτήρες και μίξερ υψηλής διάτμησης δεν μπορούν να σπάσουν. Η υψηλή διάτμηση σπηλαίωσης διασκορπίζει και ομογενοποιεί συσσωματωμένα σωματίδια με αποτέλεσμα υψηλότερη ειδική επιφάνεια. Hielscher υπερήχων ομογενοποιητές μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί in-line ή σε μια παρτίδα. Διαβάστε περισσότερα για την αποσυσσωμάτωση!

υπερήχων διασπορά

Για σχεδόν κάθε προϊόν, είναι σημαντικό τα σωματίδια να διαχωρίζονται από άλλα σωματίδια προκειμένου να διευρυνθεί η επιφάνεια των σωματιδίων και να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή. Ακόμη και διασπορές μπορούν εύκολα να επιτευχθούν με υπερήχους. Hielscher υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως για την παραγωγή διασπορών λεπτού μεγέθους στο micron- και νανο-εύρος. Διαβάστε περισσότερα για τη διασπορά!

υπερήχων γαλακτωματοποίηση

Κατά την ανάμιξη μη αναμίξιμων υγρών σε γαλάκτωμα, το μέγεθος και η κατανομή των σταγονιδίων αποτελούν βασικό παράγοντα για τη σταθερότητα του γαλακτώματος. Οι υπέρηχοι μπορούν να δημιουργήσουν σταγονίδια πολύ λεπτού μεγέθους και στενές κατανομές μεγέθους. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι υπερηχητικοί μίκτες μας μπορούν να επιτύχουν σταγονίδια submicron κατά την προετοιμασία γαλακτωμάτων σε παρτίδα ή σε σειρά. Διαφορετικά από τους ομογενοποιητές υψηλής πίεσης, η υψηλή διάτμηση που παράγεται από τις συσκευές υπερήχων μας θα γαλακτωματοποιήσει ακόμη και υγρά υψηλού ιξώδους, όπως το βαρύ μαζούτ (HFOs). Ορισμένα σκευάσματα μπορεί να απαιτούν την προσθήκη γαλακτωματοποιητών ή σταθεροποιητών. Σε αυτή την περίπτωση, οι υπερήχων βοηθούν στην ομοιόμορφη ανάμιξη του γαλακτωματοποιητή. Διαβάστε περισσότερα για τη γαλακτωματοποίηση!

Υπερήχων διάλυση

Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι ένα αποτελεσματικό και αξιόπιστο μέσο για τη διαλυτοποίηση διαφόρων υλικών, όπως αλάτι, σάκχαρα, σιρόπια, ρητίνες και πολυμερή. Οι πίδακες υγρού υψηλής ταχύτητας που δημιουργούνται από την υπερηχητική σπηλαίωση αυξάνουν τη μεταφορά μάζας στα οριακά στρώματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη και πληρέστερη διάλυση και έκπλυση σωματιδίων ή υγρών υψηλού ιξώδους. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τη διάλυση υπερήχων!

Υπερήχων μείωση μεγέθους σωματιδίων

Hielscher υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να σπάσει συσσωματώματα, συσσωματώματα και πρωτογενή σωματίδια διαφόρων υλικών, όπως χρωστικές ουσίες, οξείδια μετάλλων, ή κρύσταλλα. Υπερήχων μπορεί να επιτύχει πολύ ομοιόμορφη και στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων με ελάχιστη έως καθόλου διακύμανση μεταξύ των παρτίδων. Υπερήχων άλεση είναι πιο αποτελεσματική στην περιοχή κάτω από 500 micron σε sub-micron και νανο-μέγεθος εύρος. Οι υπερηχητικοί αντιδραστήρες μας μπορούν να χειριστούν υψηλά στερεά φορτία και υψηλά ιξώδη πολτού. Το τελικό μέγεθος σωματιδίων θα εξαρτηθεί από τη σκληρότητα του προϊόντος. Διαβάστε περισσότερα για τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων!

Περισσότερες διαδικασίες υπερήχων

Καθαρισμός επιφανειών σωματιδίων υπερήχων

Η επιφάνεια των σωματιδίων σκόνης αποτελεί βασικό παράγοντα για την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον υγρό. Βρίσκεται σε τέτοια όρια στερεάς/υγρής φάσης, όπου λαμβάνει χώρα διάλυση, χημικές αντιδράσεις ή καταλυτική δραστηριότητα. Η ομογενοποίηση με υπερήχους αυξάνει την έκθεση της επιφάνειας σωματιδίων στην υγρή φάση με ομοιόμορφη αποσυσσωμάτωση και μείωση του μεγέθους των σωματιδίων. Κατά τη διάρκεια καταλυτικών και χημικών αντιδράσεων, η επιφάνεια των σωματιδίων μπορεί να μπλοκαριστεί από την εναπόθεση υπολειμμάτων, το σχηματισμό οριακού στρώματος, τα στρώματα οξειδίων και τη ρύπανση. Υπερήχων σπηλαίωση προκαλεί υψηλής ταχύτητας υγρούς πίδακες, υψηλή υδραυλική διάτμηση και συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων με αποτέλεσμα τον καθαρισμό της επιφάνειας σωματιδίων. Hielscher συσκευές υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια παρτίδα ή in-line για την απομάκρυνση μολύνσεων από σωματίδια σε υγρά.

υπερήχων διέγερση

Η υπερηχητική ανάδευση και ανάδευση δεξαμενών απαιτεί αξιόπιστο εξοπλισμό, ειδικά για την αύξηση του ιξώδους και των όγκων. Οι συμβατικοί αναδευτήρες δεξαμενών, όπως οι αναμικτήρες κουπιών ή οι αναμικτήρες ρότορα-στάτορα, περιορίζονται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του ιξώδους και της επεκτασιμότητας. Ως εκ τούτου, η υψηλής ισχύος υπερηχητική ανάδευση των δεξαμενών είναι η σωστή επιλογή για τη διαδικασία ανάμιξης σας λόγω υψηλότερης απόδοσης, εξοικονόμησης χρόνου, χαμηλότερου λειτουργικού κόστους, ασφαλούς λειτουργίας (χωρίς κινούμενα μέρη) και απλής συντήρησης. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τους αναδευτήρες δεξαμενών υπερήχων!

Υπερήχων ενυδάτωση

Κατά την ανάμιξη ξηρών σκονών, όπως χρωστικές ουσίες, πυκνωτικά ή κόμμεα με υγρά, τα σωματίδια σκόνης τείνουν να σχηματίζουν συσσωματώματα, σβώλους ή λεγόμενα “Ψάρια-Μάτια” (μερικώς ενυδατωμένη σκόνη με πυρήνα ξηρής σκόνης). Οι αναδευτήρες και οι αναδευτήρες θα πλένουν μόνο την επιφάνεια τέτοιων συσσωματωμάτων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγάλους χρόνους ανάμιξης και κακή ποιότητα προϊόντος. Υπερήχων ανάμειξη σπάει συσσωματώματα και σβώλους που οδηγούν σε ένα συσσωμάτωμα χωρίς λύση. Επιπλέον, οι sono-χημικές επιδράσεις είναι γνωστό ότι ενεργοποιούν την επιφάνεια των σωματιδίων, γεγονός που οδηγεί σε πλεονεκτήματα όπως ταχύτερες αντιδράσεις και βελτιωμένη ποιότητα προϊόντος.

Προετοιμασία δείγματος υπερήχων

Για μετρήσεις με αναλυτικά όργανα (π.χ. HPLC, ατομικό φασματόμετρο κ.λπ.), γενικά τα περισσότερα δείγματα πρέπει να υγροποιούνται. Εάν το δείγμα είναι διαλυτό, η διαλελυμένη ουσία (όπως σουκραλόζη, άλατα, π.χ. σε μορφή σκόνης ή δισκίου) μπορεί να διαλυθεί σε διαλύτη (π.χ. νερό, υδατικούς διαλύτες, οργανικούς διαλύτες κ.λπ.) με αποτέλεσμα ένα ομοιογενές μείγμα, αποτελούμενο από μία μόνο φάση. Η διαδικασία διάλυσης μπορεί να πραγματοποιηθεί με χειροκίνητη ή μηχανική ανάδευση, η οποία είναι χρονοβόρα και αναποτελεσματική. Συναφή προβλήματα είναι οι απώλειες δειγμάτων λόγω χειραγώγησης ή έλλειψης αναπαραγωγιμότητας από τυχαία σφάλματα και άνιση ανάμειξη.

Υπερήχων για χημική ενεργοποίηση

Για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση, απαιτείται ενέργεια. Η λεγόμενη ενέργεια ενεργοποίησης είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να ξεκινήσει μια αντίδραση και να συνεχιστεί αυθόρμητα. Με την είσοδο υπερηχητικής ενέργειας, μπορεί να ξεκινήσει η χημική αντίδραση καθώς ξεπερνιούνται οι ελκυστικές δυνάμεις και δημιουργούνται ελεύθερες ρίζες. Τυπικές χημικές αντιδράσεις που ωφελούνται από το υπερηχογράφημα είναι sono-κατάλυση (π.χ. Κατάλυση μεταφοράς φάσης), συνθετικές οργανικές αντιδράσεις, sonolysis καθώς και sol-γέλη-Διαδρομές. Επιπλέον, οι υπερηχητικές δυνάμεις δημιουργούν εξαιρετικά αντιδραστικές επιφάνειες, η οποία είναι μια σημαντική τεχνική για την αύξηση της δραστηριότητας του καταλύτη.

Υπερήχων διάτμηση-αραίωση

Το φαινόμενο της μείωσης του ιξώδους υπό αυξανόμενες δυνάμεις διάτμησης ονομάζεται λέπτυνση διάτμησης ή θιξοτροπική. Η μείωση του ιξώδους έχει μεγάλη σημασία όταν πρέπει να τροποποιηθεί το φορτίο σωματιδίων ενός μέσου. Για να επιτευχθεί υψηλότερο στερεό φορτίο, στο πρώτο βήμα το ιξώδες πρέπει να μειωθεί. Μετά τη μείωση του ιξώδους, τα στερεά μπορούν να προστεθούν και να διασκορπιστούν στο μέσο. Οι δυνάμεις υψηλής διάτμησης που δημιουργούνται από την υπερηχητική σπηλαίωση προκαλούν αραίωση διάτμησης και εξαιρετικά αποτελέσματα διασποράς. Αυτή η εφαρμογή ενσωματώνεται κυρίως πριν από την ξήρανση με ψεκασμό ή την κατάψυξη με ψεκασμό για να αυξήσει την ικανότητα της διαδικασίας ψεκασμού ή να επηρεάσει τη ρεολογία του θιξοτροπικού υλικού, π.χ. πολυμερών.

Υπερήχων υγρή άλεση

Η άλεση και η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων είναι βασικές διαδικασίες σε πολλούς βιομηχανικούς κλάδους, όπως για τη βαφή & επιχρίσματα, μελάνι inkjet & εκτύπωση, χημικά ή καλλυντικά. Η τεχνολογία άλεσης υπερήχων αποδεικνύεται για την αξιόπιστη μείωση μεγέθους και τη διασπορά της στην περιοχή micron και nano-size. Η ασυναγώνιστη δύναμή του έναντι των σφαιρόμυλων, των σφαιρών και των βοτσαλωτών έγκειται στην αποφυγή οποιωνδήποτε μέσων άλεσης (π.χ. χάντρες / μαργαριτάρια) που μολύνουν το τελικό προϊόν λόγω τριβής. Αντίθετα, υπερήχων άλεση βασίζεται σε inter-συγκεκριμένη σύγκρουση – αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια που πρόκειται να αλεσθούν χρησιμοποιούνται ως grist. Επομένως, ο χρονοβόρος καθαρισμός των μέσων άλεσης δεν αποτελεί πλέον πρόβλημα. Τα υψηλά ιξώδη και τα μεγάλα ρεύματα όγκου μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με αποτέλεσμα ένα προϊόν υψηλής ποιότητας. Για την ενσωμάτωση σε μια γραμμή βιομηχανικής επεξεργασίας, η Hielscher παρέχει την κατάλληλη λύση: συστήματα ομαδοποίησης, εύκολη ενσωμάτωση / μετασκευή, χαμηλή συντήρηση, απλή λειτουργία και υψηλή αξιοπιστία. Διαβάστε περισσότερα για την υγρή άλεση και τη λεπτή λείανση!

Υπερήχων εκχύλιση και κυτταρική λύση

Η κυτταρική αποσύνθεση ή λύση είναι ένα κοινό μέρος της καθημερινής προετοιμασίας δειγμάτων σε εργαστήρια βιοτεχνολογίας. Ο στόχος του λύση είναι να διαταράξει τμήματα του κυτταρικού τοιχώματος ή ολόκληρο το κύτταρο για να απελευθερώσει βιολογικά μόρια. Το λεγόμενο προϊόν λύσης μπορεί να αποτελείται π.χ. από πλασμίδιο, δοκιμασίες υποδοχέων, πρωτεΐνες, DNA, RNA κ.λπ. Τα επόμενα στάδια μετά τη λύση είναι κλασμάτωση, απομόνωση οργανιδίων ή/και εκχύλιση και καθαρισμός πρωτεϊνών. Το εξορυσσόμενο υλικό (= προϊόν λύσης) πρέπει να διαχωριστεί και υπόκειται σε περαιτέρω έρευνες ή εφαρμογές, π.χ. για πρωτεομική έρευνα. Υπερήχων ομογενοποιητές είναι ένα κοινό εργαλείο για την επιτυχή λύση κυττάρων και εκχύλιση. Καθώς η ένταση υπερήχων μπορεί να ισοπεδωθεί ρυθμίζοντας τις παραμέτρους της διαδικασίας, η βέλτιστη ένταση υπερήχων – που κυμαίνονται από πολύ μαλακά έως πολύ εντατικά – μπορεί να ρυθμιστεί για κάθε ουσία και μέσο. Διαβάστε περισσότερα για την εκχύλιση και την κυτταρική λύση!

Υπερήχων μικροβιακή αδρανοποίηση

Η μικροβιακή αδρανοποίηση είναι μια βασική διαδικασία στην επεξεργασία τροφίμων. Λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για φρέσκα, ήπια επεξεργασμένα τρόφιμα, η βιομηχανία ακολουθεί τη ζήτηση των πελατών αντικαθιστώντας τη θερμική συντήρηση με ηπιότερες μεθόδους επεξεργασίας. Υπερήχους είναι μια μη θερμική τεχνική που επιτρέπει την αδρανοποίηση των μικροοργανισμών σε υποθανατηφόρες θερμοκρασίες με αποτέλεσμα την καλύτερη διατήρηση των αισθητηριακών χαρακτηριστικών, διατροφικές και λειτουργικές ιδιότητες του προϊόντος. Δεδομένου ότι οι μικροοργανισμοί είναι η κύρια αιτία αλλοίωσης των τροφίμων, η τεχνική συντήρησης πρέπει να στοχεύει σε αυτούς. Το πλεονέκτημα της υπερήχησης είναι ο πλήρης έλεγχος της έντασης υπερήχων και, συνεπώς, η προσαρμοστικότητα σε συγκεκριμένους τύπους μικροβίων και το προϊόν. Διαβάστε περισσότερα για τη μικροβιακή αδρανοποίηση!

υπερήχων απαέρωση

Σε πολλά υγρά προϊόντα, τα διαλυμένα αέρια όπως ο αέρας, το οξυγόνο ή το διοξείδιο του άνθρακα, προκαλούν προβλήματα στις κατάντη διεργασίες ή στην ποιότητα των προϊόντων. Το διαλυμένο αέριο μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση, αφρισμό, σχηματισμό μικροφυσαλίδων ή μικροβιακή ανάπτυξη.
Υπό υπερηχητική ακτινοβολία, το διαλυμένο αέριο εξάγεται στο κενό των φυσαλίδων σπηλαίωσης (απαέρωση κενού). Οι φυσαλίδες γεμάτες αέριο στη συνέχεια επιπλέουν στην κορυφή και μπορούν έτσι να αφαιρεθούν. Η περιεκτικότητα σε αέριο ενός υγρού μπορεί να μειωθεί γρήγορα κάτω από τη φυσική ισορροπία σε ατμοσφαιρική πίεση χρησιμοποιώντας απαέρωση με υπερήχους. Διαβάστε περισσότερα για την απαέρωση!

Υπερήχων αφαίρεση των μικρο-φυσαλίδων

Οι αιωρούμενες μικροφυσαλίδες σε υγρά και υδαρή κοπριά αποτελούν σημαντικό ζήτημα ποιότητας για πολλά προϊόντα, καθώς τέτοιες φυσαλίδες μπορούν να οδηγήσουν σε ακαθαρσίες του προϊόντος, ανάπτυξη μικροβίων, ομίχλη στις επιστρώσεις, μηχανική αστάθεια ή ανομοιόμορφα αποτελέσματα εκτύπωσης από μελάνι inkjet που περιέχει αέριο. Υπερηχητικά κύματα που διαδίδονται μέσω της υγρής δύναμης αιωρούνται φυσαλίδες για να συγχωνευθούν σε μεγαλύτερες φυσαλίδες που θα επιπλέουν στην κορυφή και μπορούν έτσι να αφαιρεθούν. Υπερήχους βοηθά φυσαλίδες να κινούνται μέσω του υγρού, π.χ. νερό, λάδι ή ρητίνη, οδηγώντας σε ταχύτερη και πληρέστερη απαέρωση. Διαβάστε περισσότερα για την αφαίρεση των μικροφυσαλίδων!

Υπερήχων Defoaming

Σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες, όπως η ζύμωση, η πέψη ή οι χημικές διεργασίες, ο αφρός προκαλεί μεγάλα προβλήματα, καθώς καθιστά τη διαδικασία λιγότερο ελεγχόμενη. Κυρίως, ο αφρός είναι ένα ανεπιθύμητο υποπροϊόν, το οποίο πρέπει να αφαιρεθεί. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες αντιαφριστικές χημικές ουσίες είναι ακριβές και μολύνουν το τελικό προϊόν. Αντίθετα, τα πολύ έντονα κύματα υπερήχων (sono-defoaming) σπάνε τον αφρό χωρίς μόλυνση. Η καταστροφή του αφρού είναι μια μαλακή, χαμηλής ενέργειας εφαρμογή υπερήχων. Ειδικά σχεδιασμένες πλάκες sonotrodes δημιουργούν κύματα μεγάλου πλάτους που γεννιούνται από αέρα, τα οποία αποσταθεροποιούν τις φυσαλίδες στον αφρό έτσι ώστε να καταρρεύσουν. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε λίγα δευτερόλεπτα και δεν έχει υπολειμματικά αποτελέσματα. Διαβάστε περισσότερα για το αποαφριστικό!

Θέρμανση με υπερήχους

Αν και η θέρμανση δεν είναι ως επί το πλείστον ο κύριος σκοπός της υπερήχησης, η παρενέργεια της παραγωγής θερμότητας στο επεξεργασμένο μέσο δεν πρέπει να παραμεληθεί. Η ελεγχόμενη θέρμανση είναι επωφελής καθώς πολλές διαδικασίες βελτιώνονται από τη θερμότητα. Κατά τη διάρκεια πολλών διαδικασιών, π.χ. συντήρηση ή χημικές αντιδράσεις, η υπερηχητική θεραπεία υποστηρίζεται σκόπιμα από αυξημένη θερμοκρασία, γνωστή ως θερμο-υπερήχηση. Για τα ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά, η στοχευμένη ψύξη κατά τη διάρκεια της υπερήχησης εξασφαλίζει σταθερές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας υπερήχων. Εφαρμόζοντας λουτρά πάγου, κυψέλες ροής με μπουφάν ψύξης και ενσωματωμένους εναλλάκτες θερμότητας στη ρύθμιση, η Hielscher προσφέρει τη λύση για τους μεμονωμένους στόχους σας.

Σταθεροποίηση με υπερήχους

Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος συμβάλλει στη μηχανική καθώς και στη μικροβιακή σταθεροποίηση. Οι υπερηχητικά παραγόμενες υψηλές δυνάμεις διάτμησης παρέχουν μια εξαιρετικά λεπτή ανάμειξη έτσι ώστε να ξεπεραστούν οι δεσμοί μεταξύ των σωματιδίων και να επιτευχθεί μηχανική σταθεροποίηση. Η ανθεκτικότητα της σταθερότητας εξαρτάται από τη σύνθεση: ορισμένα γαλακτώματα και διασπορές είναι αυτοσταθερά λόγω της πολύ λεπτής και ομοιόμορφης ομογενοποίησης, ενώ άλλα μείγματα πρέπει να υποστηρίζονται από την προσθήκη σταθεροποιητικών παραγόντων. Εάν χρειάζονται σταθεροποιητές, ο υπέρηχος είναι ένα πολύ αξιόπιστο εργαλείο για την ανάμιξη του σταθεροποιητή στο μείγμα.
Για βιολογικά προϊόντα και προϊόντα που σχετίζονται με τρόφιμα, ο υπέρηχος είναι αξιόπιστη τεχνική μικροβιακής αδρανοποίησης για την επίτευξη σταθερότητας και συντήρησης του προϊόντος. Υπερήχων μικροβιακή σταθεροποίηση είναι μια εναλλακτική λύση μη θερμικής διατήρησης που πείθει από αποτελεσματική μικροβιακή απενεργοποίηση και μόνο ήπια παραγωγή θερμότητας. Ο υπέρηχος έχει αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικός στην καταστροφή τροφιμογενών παθογόνων, όπως E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giargia, κύστεις Cryptosporidium και ιός πολιομυελίτιδας.

Λειτουργικότητα επιφάνειας σωματιδίων υπερήχων

Η δομή της επιφάνειας των σωματιδίων είναι σημαντική για τα χαρακτηριστικά των σωματιδίων. Η συγκεκριμένη επιφάνεια ενός σωματιδίου γίνεται μεγαλύτερη σε συσχέτιση με τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων. Έτσι, με τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων, οι ιδιότητες της επιφάνειας γίνονται όλο και πιο εμφανείς - ειδικά κατά τη διάρκεια της nanonization. Για τη χρήση τέτοιων υλικών, τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας είναι εξίσου σημαντικά με τις ιδιότητες του πυρήνα σωματιδίων. Αυτό σημαίνει ότι η λειτουργικότητα των νανοϋλικών επιτρέπει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως πολυμερή, νανοφλουίδια, βιοσύνθετα υλικά, νανοφάρμακα και ηλεκτρονικά. Αυτό καθιστά τη μείωση του μεγέθους, την αποσυσσωμάτωση και τη λειτουργικότητα ένα ουσιαστικό βήμα στην επεξεργασία σωματιδίων. Hielscher υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως για τη θεραπεία των μικρον- και νανο-σωματιδίων, προκειμένου να αλέσει, αποσυσσωμάτωση, διασπορά και τροποποίηση της δομής τους. Με την τροποποίηση της επιφάνειας των σωματιδίων, μπορεί να αποφευχθεί μια ανεπιθύμητη συσσώρευση σωματιδίων. Σε κατάντη στάδια, τα υπερηχητικά τροποποιημένα σωματίδια μπορούν να αναμιχθούν σε σύνθετα υλικά, όπου υπερήχηση επιτυγχάνει μια ομοιογενή κατανομή μέσα σε μια μήτρα. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για πολλαπλές βιομηχανικές εφαρμογές σχετικά με τη μακροχρόνια σταθερότητα ή τις μηχανικές ιδιότητες των υβριδικών υλικών.

Δοκιμή διάβρωσης υπερήχων

Η αντοχή στη διάβρωση από σπηλαίωση είναι μια σημαντική πτυχή της ανθεκτικότητας και της διάρκειας ζωής του υλικού. Για να εξασφαλιστεί η λειτουργικότητα του υλικού, η τάση διάβρωσης και η κόπωση του υλικού πρέπει να ελέγχονται για διασφάλιση ποιότητας. Η αντοχή στη διάβρωση έχει μεγάλη σημασία για υλικά που χρησιμοποιούνται σε απαιτητικά περιβάλλοντα όπως έλικες πλοίων, (θαλάσσιες) επιστρώσεις, αντλίες, εξαρτήματα κινητήρων, υδραυλικές τουρμπίνες, υδραυλικά δυναμόμετρα, βαλβίδες, ρουλεμάν, επενδύσεις κυλίνδρων κινητήρων ντίζελ, ιπτάμενα δελφίνια και σε εσωτερικές διόδους ροής με εμπόδια κ.λπ. Για να εκτελέσετε δοκιμές διάβρωσης σπηλαίωσης σύμφωνα με το πρότυπο ASTM G32-92, η ελεγχόμενη και αναπαραγώγιμη υπερήχους είναι αναπόφευκτη. Hielscher συσκευές υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την άμεση και έμμεση δοκιμή διάβρωσης των δειγμάτων. Ο ίδιος εξοπλισμός υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τις άμεσες όσο και για τις έμμεσες δοκιμές. Κατά τη διάρκεια της άμεσης δοκιμής, ένα δείγμα τοποθετείται στο sonotrode, ενώ για τη δοκιμή έμμεσης διάβρωσης το δείγμα στερεώνεται στο ποτήρι ζέσεως. Οι δοκιμές διάβρωσης μπορούν να πραγματοποιηθούν κάτω από πλήρως ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες και σχεδόν σε κάθε ρευστό. Ρυθμίζοντας την ένταση των υπερήχων, η διαβρωτική ισχύς μπορεί να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις δοκιμής. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τις δοκιμές διάβρωσης!

Καθαρισμός καλωδίων υπερήχων και καλωδίων

Ατελείωτα υλικά όπως σύρματα, καλώδια, ταινίες, ράβδοι και σωλήνες πρέπει να καθαρίζονται από υπολείμματα λιπαντικών πριν μπορέσουν να υποστούν περαιτέρω επεξεργασία κατάντη, όπως γαλβανισμός, εξώθηση ή συγκόλληση. Ο καθαρισμός των ατελείωτων υλικών είναι συχνά το εμπόδιο της γραμμής παραγωγής. Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει μια μοναδική διαδικασία καθαρισμού υπερήχων για αποτελεσματικό ενσωματωμένο καθαρισμό, η οποία μπορεί να χειριστεί ακόμη και υψηλή ταχύτητα απόδοσης. Η επίδραση της σπηλαίωσης που παράγεται από την υπερηχητική δύναμη αφαιρεί υπολείμματα λίπανσης όπως λάδι ή γράσο, σαπούνια, στεατικά ή σκόνη. Επιπλέον, τα σωματίδια ρύπανσης διασκορπίζονται στο υγρό καθαρισμού. Με αυτό, αποφεύγεται μια νέα πρόσφυση στο υλικό που πρόκειται να καθαριστεί και τα σωματίδια ξεπλένονται. Πλεονεκτήματα του καθαρισμού με υπερήχους με μια ματιά: αποδεδειγμένη & Αξιόπιστα, αποδοτικά, φιλικά προς το περιβάλλον, λιγότερα ή καθόλου χημικά καθαριστικά, plug-and-play, αρθρωτά συστήματα, απλή λειτουργία, χαμηλή συντήρηση, 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία, μικρό αποτύπωμα, μετασκευή, προσαρμόσιμη. Διαβάστε περισσότερα για τον συνεχή καθαρισμό κλώνων!

Υπερήχων κοσκίνισμα και διήθηση

Ο διαχωρισμός των σωματιδίων με διαφορά μεγέθους απαιτεί ανάδευση της οθόνης ή του πλέγματος. Υπερήχων ανάδευση για κοσκίνισμα και διαλογή είναι ένα αποδεδειγμένο εργαλείο, το οποίο αυξάνει την ικανότητα κοσκινίσματος και εξοικονομεί χρόνο καθώς οι σκόνες έχουν τη δυνατότητα να περάσουν το κόσκινο γρηγορότερα και πιο πλήρη. Το αποτέλεσμα είναι μια καλύτερη ποιότητα τελικού προϊόντος με λιγότερες απώλειες υλικού λόγω ατελούς διαχωρισμού - και όλα αυτά μέσα σε μικρότερο χρόνο επεξεργασίας. Διαβάστε περισσότερα για το κοσκίνισμα και τον έλεγχο!

Υπερήχων επεξεργασία νερού

Ο έλεγχος της ανάπτυξης βακτηρίων και φυκών στο νερό είναι για πολλές βιομηχανίες μια ιδιαίτερα σημαντική ανάντη ή κατάντη διαδικασία παραγωγής. Τα ισχυρά κύματα υπερήχων είναι γνωστά για τις επιδράσεις τους στις κυτταρικές δομές που προκαλούν κυτταρική λύση και κυτταρικό θάνατο, καθώς και για την ικανότητα καθαρισμού τους λόγω μηχανικής πρόσκρουσης.
Επιπλέον, οι δεξαμενές, τα βαρέλια, τα δοχεία και ακόμη και τα φίλτρα μπορούν να καθαριστούν επιτυχώς από βιοφίλμ, υπολείμματα και συντρίμμια σε ένα πολύ απλό αλλά αποτελεσματικό βήμα υπερήχων. Οι μηχανικές δονήσεις που δημιουργούνται με υπερήχους και οι δυνάμεις διάτμησης σπηλαίωσης απομακρύνουν τη μόλυνση. Γενικά, τα καθαριστικά δεν είναι απαραίτητα και τα υπολείμματα που αφαιρούνται μπορούν εύκολα να ξεπλυθούν.

Ειδικές λύσεις για τον κλάδο

Υπερήχων για νανο-υλικά

Τα νανοϋλικά προσέλκυσαν την προσοχή επιστημόνων, ερευνητών και μηχανικών σχεδόν όλων των κλάδων, καθώς τα σωματίδια νανομεγέθους παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά. Οι φυσικές τους ιδιότητες όπως οι οπτικές και μαγνητικές ιδιότητες, οι ειδικές θερμότητες, τα σημεία τήξης και η επιφανειακή αντιδραστικότητα προσφέρουν υψηλές δυνατότητες για υλικό με εξαιρετικές αντοχές. Αλλά όσο μικρότερα είναι τα σωματίδια, τόσο πιο δύσκολη γίνεται η θεραπεία τους. Υπερήχων υψηλής ισχύος είναι συχνά η μόνη μέθοδος για την αποτελεσματική επίδραση νανοσωματιδίων. Η επίδραση του υπερήχου ισχύος επιτρέπει πολλαπλές εφαρμογές στη χημεία υλικών & ανάπτυξη, κατάλυση, ηλεκτρονική, ενέργεια, καθώς και βιολογία & ιατρική.
Κυρίως, υπερήχων υψηλής ισχύος είναι το μόνο αποτελεσματικό εργαλείο για την επίτευξη των επιθυμητών αποτελεσμάτων άλεσης και διασποράς νανοσωματιδίων (π.χ. νανοσωλήνες, γραφένιο, νανοδιαμάντια, κεραμικά, οξείδια μετάλλων κ.λπ.). Εναλλακτικά, η υπερηχητικά υποβοηθούμενη κατακρήμνιση ή η λεγόμενη σύνθεση από κάτω προς τα πάνω είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για τη δημιουργία καθαρών νανοκρυστάλλων με μοναδικές ιδιότητες. Ειδικά, τα μεταλλικά νανοσωματίδια, τα κράματα και τα οργανομεταλλικά σύνθετα υλικά προσελκύουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς τα μέταλλα έχουν μεγάλη σημασία στον βιομηχανικό τομέα. Και εδώ, υπερήχηση προσφέρει μοναδικά αποτελέσματα, όπως η επίστρωση κασσίτερου των σωματιδίων αλουμινίου και τιτανίου.

Υπερήχων από κάτω προς τα πάνω σύνθεση

Η καθίζηση ή η σύνθεση από κάτω προς τα πάνω περιγράφει τον ελεγχόμενο σχηματισμό ατόμων, μορίων και ιόντων σε μεγαλύτερες χημικές ενώσεις. Η βροχόπτωση είναι επίσης χρήσιμη για τον καθαρισμό των προϊόντων. Το πλεονέκτημα της βροχόπτωσης είναι ότι με αυτή τη μέθοδο λαμβάνονται μικρότερα σωματίδια σχεδόν ομοιόμορφης μορφής, μεγέθους σωματιδίων / κρυστάλλων και μορφολογίας. Για την παραγωγή νανοσωματιδίων υψηλής καθαρότητας, η καθίζηση και η αυτο-οργάνωση των μοριακών συστατικών είναι συχνά ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί η επιθυμητή ποιότητα. Καθώς η βροχόπτωση είναι μια πολύ γρήγορη αντίδραση, η αποτελεσματική ανάμιξη των αντιδρώντων είναι απαραίτητη. Υπερήχων ανάμειξη είναι το κλειδί για μια ομοιόμορφη και λεπτή μικτή λύση. Hielscher Υπέρηχοι παρέχει εξαιρετικά αξιόπιστο υπερηχητικό εξοπλισμό που εγγυάται τον πλήρη έλεγχο των παραμέτρων της διαδικασίας και μια πλήρη αναπαραγωγιμότητα. Διαβάστε περισσότερα για τις βροχοπτώσεις!

Υπερήχων στη χημεία και Sono-χημεία

Υπερήχων εφαρμογές στη χημεία κλάδο έξω σε κάθε τμήμα, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης υλικών, analytics & Προσδιορισμός, Βιοχημεία, Οργανικά & ανόργανη χημεία, νευροχημεία, πυρηνική χημεία καθώς και ηλεκτροχημεία. Εάν ο υπέρηχος υψηλής ισχύος προάγει τις αντιδράσεις με τις εξαιρετικές δυνατότητες ανάμιξής του (π.χ. χημεία γαλακτώματος, κατάλυση μεταφοράς φάσης PTC), ενεργοποιεί επιφάνειες (π.χ. κατάλυση, sol-γέλη), ξεκινά με τη συμβολή της απαιτούμενης κινητικής ενέργειας ή την υπέρβαση χημικών δυνάμεων (π.χ. δυναμικό Zeta, δυνάμεις Van-der-Waals, αντιδράσεις ανοίγματος δακτυλίου), μπορούν να επιτευχθούν μοναδικά αποτελέσματα.

Υπερήχων Sono-κατάλυση

Οι καταλύτες αυξάνουν το ρυθμό μετατροπής των χημικών αντιδράσεων και είναι απαραίτητοι για την έναρξη μιας αντίδρασης ή για τη διατήρηση της αντίδρασης σε λειτουργία μέχρι να επιτευχθεί πλήρης μετατροπή. Το γεγονός ότι οι καταλυτικές αντιδράσεις είναι συχνά αργές και ελλιπείς μπορεί να αλλάξει με υπερηχογράφημα υψηλής ισχύος. Υπερήχους συμβάλλει και στις δύο, η ομοιογενής και ετερογενής κατάλυση και επιτυγχάνει ταχύτερα ποσοστά μετατροπής και υψηλότερες αποδόσεις. Οι υπερηχητικές δυνάμεις δημιουργούν εξαιρετικά αντιδραστικές επιφάνειες και έτσι αυξάνουν την καταλυτική δραστηριότητα. Παρόλο που οι καταλύτες δεν καταναλώνονται οι ίδιοι, οι επιφανειακές εναποθέσεις μπορούν να μειώσουν τη δραστηριότητα του καταλύτη με την πάροδο του χρόνου. Καθώς οι στερεοί καταλύτες συχνά απαιτούν σπάνια και ακριβά μέταλλα, η μεγάλη διάρκεια ζωής είναι μια οικονομικά απαραίτητη πτυχή. Ο υπέρηχος είναι μια αποδεδειγμένη τεχνική για την απομάκρυνση της ρύπανσης από την επιφάνεια του καταλύτη για επανενεργοποίηση σε πλήρη καταλυτική ικανότητα. Διαβάστε περισσότερα για sono-κατάλυση!

Sono-Χημεία

Οι χημικές αντιδράσεις είναι συχνά αργές και ατελείς, επομένως η επίτευξη πληρέστερης χρήσης των πρόδρομων ουσιών είναι επιθυμητή. Υπερήχων υψηλής ισχύος προκαλούν φυσικές επιπτώσεις σε υγρά, για παράδειγμα ενισχυμένη μεταφορά μάζας, γαλακτωματοποίηση, χύδην θερμική θέρμανση, και μια ποικιλία επιπτώσεων στα στερεά (άλεση, αποσυσσωμάτωση, ενεργοποίηση επιφάνειας, τροποποίηση). Αυτές οι φυσικές επιδράσεις επηρεάζουν σημαντικά τις χημικές αντιδράσεις. Κατά συνέπεια, ο υπέρηχος συμβάλλει στην πολλαπλή χημική αντίδραση όπως η κατάλυση, η σύνθεση & κατακρήμνιση, οδοί sol-gel, χημεία γαλακτώματος και χημεία πολυμερών. Hielscher συσκευές υπερήχων είναι ιδανικό για sonochemical εφαρμογή, όπως Hielscher συστήματα είναι σε θέση να χειριστεί διαλύτες, οξέα, βάσεις και εκρηκτικά υλικά (ΑΤΕΞ ονομαστική υπερήχων UIP1000hd-Exd). Όλα τα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κατεργασία με υπερήχους παρτίδας, καθώς και για ενσωματωμένη υπερήχηση. Μια ευρεία ποικιλία συσκευών και αξεσουάρ επιτρέπει την αντιστοίχιση των απαιτήσεων της διαδικασίας. Διαβάστε περισσότερα για τη sono-χημεία!

Υπερήχων Sol-Gel Διαδρομές

Εξαιρετικά λεπτά σωματίδια νανομεγέθους και σωματίδια σφαιρικού σχήματος, επικαλύψεις λεπτών υμενίων, ίνες, πορώδη και πυκνά υλικά, καθώς και εξαιρετικά πορώδη αεροπηκτώματα και ξηρογέλες είναι εξαιρετικά πιθανά πρόσθετα για την ανάπτυξη και παραγωγή υλικών υψηλής απόδοσης. Προηγμένα υλικά, συμπεριλαμβανομένων π.χ. κεραμικών, εξαιρετικά πορώδεις, εξαιρετικά ελαφρών αεροπηκτωμάτων και οργανικών-ανόργανων υβριδίων μπορούν να συντεθούν από κολλοειδή εναιωρήματα ή πολυμερή σε υγρό μέσω της μεθόδου sol-gel. Το υλικό παρουσιάζει μοναδικά χαρακτηριστικά, καθώς τα παραγόμενα σωματίδια sol κυμαίνονται στο μέγεθος του νανομέτρου. Μέσω της διαδρομής υπερήχων sol-gel, μπορούν να δημιουργηθούν πηκτές (οι λεγόμενες sono-gels) με μικρότερο μέγεθος σωματιδίων, υψηλότερη επιφάνεια και υψηλότερους όγκους πόρων. Το ευρύ φάσμα του εξοπλισμού υπερήχων Hielscher προσφέρει την ιδανική διαμόρφωση συσκευής για συγκεκριμένα υλικά και όγκους. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τις διαδικασίες sol-gel!

Υπερήχων χημική αποικοδόμηση

Τα χημικά απόβλητα που προσδίδουν την ανάκτηση και την αποδόμησή τους αποτελούν σοβαρό πρόβλημα βιομηχανικών διεργασιών όπως η εξόρυξη, η παραγωγή χημικών ουσιών και οι χώροι υγειονομικής ταφής. Τα απόβλητα και οι ρύποι (π.χ. στο έδαφος, στα λύματα...) πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με όρους ανακύκλωσης, μείωσης ή απόθεσης. Η ηχοχημική αποδόμηση είναι μια διαδικασία υψηλού δυναμικού, η οποία χαρακτηρίζεται εκτός από τα εξαιρετικά και μοναδικά αποτελέσματά της από φιλικότητα προς το περιβάλλον και εύκολη λειτουργία. Κατεργασία με υπερήχους μπορεί να οδηγήσει στη διάσπαση των συγκολλήσεων, μείωση του μήκους της αλυσίδας, μοριακή τροποποίηση ή ενεργοποίηση. Με αυτόν τον τρόπο, συμβάλλει στην οξείδωση, την ρόφηση, τη sonolysis και την έκπλυση. Χαρακτηριστικά γνωρίσματα της υπερηχητικά υποβοηθούμενης αποικοδόμησης είναι η αύξηση του ποσοστού χημικής μετατροπής, καθώς και η υπερηχητική σπηλαίωση και τα sonochemical αποτελέσματα παρέχουν καλύτερη ανάμειξη, έναρξη αντιδράσεων με εισροή ενέργειας, δημιουργία λειτουργικής ομάδας (π.χ. διάσπαση -ομάδες υδροξυλίου ΟΗ) και ρίζες (π.χ. H₂O -> H+ και HO-).

υπερήχων πολυμερισμός

Κατεργασία με υπερήχους έχει διάφορες επιδράσεις στα πολυμερή: τα αποτελέσματα της φυσικής φύσης περιλαμβάνουν ανάμειξη (όπως γαλακτωματοποίηση, διασπορά, αποσυσσωμάτωση, ενθυλάκωση) και χύδην θέρμανση, ενώ οι χημικές επιδράσεις δημιουργούν ελεύθερες ρίζες και αλλάζουν μοριακές δομές. Ο υπέρηχος συμβάλλει με διάφορους τρόπους στον πολυμερισμό: Τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος παράγουν και διασκορπίζουν σωματίδια νανομεγέθους, γαλακτωματοποιούν μη αναμίξιμες υγρές φάσεις και δημιουργούν ελεύθερες ρίζες που συμβάλλουν στον πολυμερισμό του γαλακτώματος. Τα νανοσύνθετα πολυμερή και οι υδρογέλες μπορούν να παραχθούν με επιτυχία με υπερήχους. Επιπλέον, η επιφανειακή λειτουργικότητα των πολυμερών διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση της απόδοσης των βασικών πολυμερών και προσφέρει νέες προσεγγίσεις προς την ανάπτυξη προσαρμοσμένων υλικών. Η βελτίωση των επιφανειακών ιδιοτήτων των πολυμερών εμπορευμάτων έχει υψηλό οικονομικό ενδιαφέρον. Με αυτόν τον τρόπο, η sonochemistry είναι ο σωστός τρόπος για την επιτυχή επεξεργασία πολυμερών.

Υπερήχων αποκατάσταση καταλύτη και αναγέννηση

Όταν τα αντιδραστήρια αντιδρούν σε μια επιφάνεια σωματιδίων καταλύτη, τα προϊόντα της χημικής αντίδρασης συσσωρεύονται στην επιφάνεια επαφής. Αυτό, μαζί με τα στρώματα ρύπανσης και παθητικοποίησης, εμποδίζει άλλα μόρια αντιδραστηρίων να αλληλεπιδρούν σε αυτή την επιφάνεια καταλύτη. Με υπερήχων σπηλαίωση και με αυτόν τον τρόπο προκαλείται σύγκρουση μεταξύ σωματιδίων, τα υπολείμματα στην επιφάνεια σωματιδίων σπάνε-off και ξεπλένονται μακριά από υπερήχων ρεύμα στο υγρό. Η σπηλαίωση της διάβρωσης στις επιφάνειες σωματιδίων δημιουργεί μη παθητικές, εξαιρετικά αντιδραστικές επιφάνειες. Οι βραχύβιες υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις συμβάλλουν στη μοριακή αποσύνθεση και αυξάνουν την αντιδραστικότητα πολλών χημικών ειδών. Hielscher υπερήχων αντιδραστήρες μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην προετοιμασία, ανάκτηση και αναγέννηση των καταλυτών.

Sonoluminiscence

Η Sonoluminiscence περιγράφει το φαινόμενο των σύντομων εκρήξεων εκπομπής φωτός που παράγονται από την έκρηξη φυσαλίδων σπηλαίωσης υπερήχων σε ένα υγρό μέσο. Αν και υπάρχουν διαφορετικές θεωρίες που προσπαθούν να αποκαλύψουν το φαινόμενο της ηχοφωταύγειας, μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να αποδείξουν τις θεωρίες τους, οι οποίες περιλαμβάνουν hotspot, ακτινοβολία bremsstrahlung, ακτινοβολία που προκαλείται από σύγκρουση και εκκενώσεις κορώνας, μη κλασικό φως, σήραγγα πρωτονίων, ηλεκτροδυναμικούς πίδακες και πίδακες φρακτοφωταύγειας, κβαντική εξήγηση (η οποία σχετίζεται με το φαινόμενο Unruh ή Casimir) ή αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης.

Υπέρηχοι στη Βιολογία και τη Μικροβιολογία

Οι υπερηχητικές επιδράσεις στα βιολογικά και μικροβιολογικά συστήματα είναι πολλαπλές: Διασπορά & Ομογενοποίηση, διάλυση αδρανών, λύση κυττάρων και ιστών (π.χ. βακτήρια, ζυμομύκητες, ιοί, φύκια...) & εκχύλιση ενδοκυτταρικών υλικών (π.χ. πρωτεΐνες, οργανίδια, ριβοσώματα, DNA, RNA, λιπίδια, πεπτίδια...), μετασχηματισμός φυτικών κυττάρων, απομόνωση και διάτμηση χρωματίνης, ανοσοκατακρήμνιση χρωματίνης και σχετικές εφαρμογές εκτελούνται επιτυχώς με υπερήχους.
Hielscher Υπέρηχοι έχει το απόλυτα κατάλληλο υπερήχων για κάθε μεμονωμένη εφαρμογή. Για μικρότερα φιαλίδια και δοκιμαστικούς σωλήνες, το VialTweeter είναι η συσκευή της επιλογής σας, ενώ μια συσκευή εργαστηριακού ανιχνευτή όπως το UP200Ht ή το UP400St αντιμετωπίζει καλύτερα μεγαλύτερα δείγματα. Για πάγκους και εμπορικές εφαρμογές, τα συστήματα υπερήχων από 500 watt έως 16.000 watt χειρίζονται εύκολα ροές μεγάλου όγκου. Διάφορα sonotrodes, κυψέλες ροής και αξεσουάρ συμπληρώνουν το πρόγραμμα και καλύπτουν όλες τις απαιτήσεις.

Υπερήχων DNA, RNA και χρωματίνη διάτμηση

Το δεοϊξριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA), το ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA) και η χρωματίνη είναι – μαζί με τις πρωτεΐνες – τα κύρια μακρομόρια για όλες τις μορφές ζωής. Το DNA και το RNA είναι τα μόρια που κωδικοποιούν τις γενετικές οδηγίες των οργανισμών. Η χρωματίνη είναι ο συνδυασμός DNA και πρωτεϊνών όπου από το περιεχόμενο του πυρήνα του κυττάρου χτίζεται. Για ερευνητικούς σκοπούς, είναι απαραίτητο να κατακερματιστούν αυτά τα μοριακά δομικά στοιχεία σε μικρότερα συστατικά για να διερευνηθούν και να αναλυθούν ή να αναδιαταχθούν κατά τη διάρκεια της ανοσοκατακρήμνισης και της διασταύρωσης. Για διάτμηση DNA, RNA και χρωματίνης, το μέγεθος του θραύσματος είναι πολύ σημαντικό. Με τον πλήρη έλεγχο όλων των σημαντικών παραμέτρων, ο υπέρηχος επιτρέπει τον στοχευμένο κατακερματισμό μορίων. Για παράδειγμα, το ιδανικό μήκος θραύσματος χρωματίνης κυμαίνεται μεταξύ 200 και 1000 bp. Υπερηχητική διάτμηση επιτυγχάνεται με εκρήξεις σε λειτουργία παλμού. Λόγω έξυπνων συσκευών και αξεσουάρ, οι ανάγκες επεξεργασίας όπως η άμεση ή έμμεση ηχοποίηση, η ψύξη δειγμάτων, η ψηφιακή καταγραφή διεργασιών παρέχονται από τον υπερηχητικό εξοπλισμό Hielscher. Αυτό εξασφαλίζει επιτυχή μικροβιολογική επεξεργασία και άνεση λειτουργίας.

Υπερήχων για βαφή, μελάνι και χρωστικές ουσίες

Στις βιομηχανίες χρωμάτων, επιστρώσεων και μελανιών, τα σωματίδια είναι η βασική πρώτη ύλη για τις συνθέσεις προϊόντων. Για προϊόντα υψηλής ποιότητας που προσφέρουν τα αναμενόμενα χαρακτηριστικά, η ομοιόμορφη και αξιόπιστη επεξεργασία σωματιδίων είναι ζωτικής σημασίας. Το μέγεθος των σωματιδίων είναι ο βασικός παράγοντας που επηρεάζει τις ιδιότητες του τελικού προϊόντος. Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος είναι το αποτελεσματικό μέσο για φρεζάρισμα και αποσυσσωμάτωση μικρού και νανο-μεγέθους - χωρίς τις ταλαιπωρίες που συμβαίνουν με τη χρήση μέσων άλεσης ή ακροφυσίων.
Για μελάνια και μελάνια ψεκασμού μελάνης, το μέγεθος των σωματιδίων είναι το βασικό σήμα ποιότητας: είναι οι χρωστικές πολύ μικρές, το μελάνι χάνει την αντοχή χρωματισμού του – Είναι οι χρωστικές πολύ μεγάλες, τα ακροφύσια του εκτυπωτή φράζουν με αποτέλεσμα κακές εκτυπώσεις. Υπερήχους επιτρέπει την προσαρμογή των παραμέτρων επεξεργασίας ακριβώς στα αποτελέσματα αναρρόφησης άλεσης και αποσυσσωμάτωσης. Όταν βρεθούν οι ιδανικές παράμετροι επεξεργασίας υπερήχων, δεν υπάρχει λόγος να τις αλλάξετε. Η συνεχής ενσωματωμένη παραγωγή επιτρέπει την ομοιόμορφη απόδοση της υψηλότερης ποιότητας προϊόντος. Η κατανομή σωματιδίων εντός της σύνθεσης είναι ζωτικής σημασίας για την έκφραση των ιδιοτήτων του προϊόντος. Μόνο εάν τα σωματίδια είναι ομοιόμορφα και ομοιόμορφα, το τελικό προϊόν παρουσιάζει ικανοποιητική ποιότητα, όπως διαφάνεια, αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία ή αντοχή στις γρατσουνιές των επικαλύψεων. Η διασπορά είναι μία από τις αποδεδειγμένες εφαρμογές ισχύος των υπερήχων.

Υπερήχων για καλλυντικά και προϊόντα προσωπικής φροντίδας

Για το παραγωγή καλλυντικών, η ανάμειξη των συστατικών είναι ένα ουσιαστικό βήμα. Υπερήχων υψηλής ισχύος επιτυγχάνει αξιόπιστα αποτελέσματα σε λεπτού μεγέθους ομογενοποίηση, διασπορά και γαλακτωματοποίηση – π.χ. για κρέμες και λοσιόν, βερνίκι νυχιών, και προϊόντα μακιγιάζ. Εκτός από τις εφαρμογές ανάμειξης, ο υπέρηχος είναι γνωστός για την εξαγωγή και τις τροποποιήσεις των κυττάρων (π.χ. λιποσώματα), επίσης. Καθώς πολλά συστατικά, τα οποία μπαίνουν σε ένα σκεύασμα, αποκτώνται με εκχύλιση, για παράδειγμα λιπίδια, πρωτεΐνες, αρωματικές ενώσεις ή χρωστικές ουσίες από κύτταρα, ο υπέρηχος είναι ένα εργαλείο υψηλού δυναμικού για νέες συνθέσεις.

Υπερήχων για φαρμακευτικά προϊόντα

Οι εφαρμογές των υπερήχων στη φαρμακευτική βιομηχανία είναι πολλαπλές: σύνθεση χημικών ενώσεων, εκχύλιση δραστικών ενώσεων (π.χ. φαινόλες, φλαβονοειδή από φυτά), γαλακτωματοποίηση (λοσιόν, κρέμες και αλοιφές), παρασκεύασμα λιποσωμάτων (νανογαλακτωματοποίηση και επακόλουθη ενθυλάκωση βιοδραστικών ενώσεων) ή αδρανοποίηση ιών και παθογόνων για εμβόλια. Στην παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων, η χρήση των υπερήχων Hielscher επιτρέπει την αύξηση της παραγωγικής ικανότητας με βελτιωμένες αποδόσεις. Λόγω αξιόπιστων βιομηχανικών συσκευών υπερήχων, οι αντιδράσεις μπορούν να εκτελεστούν σε μεγαλύτερη κλίμακα – ως διαδικασία παρτίδας ή ως συνεχής διαδικασία σε αντιδραστήρα κυψελών ροής.

Υπερήχων παραγωγή βιοκαυσίμων

Ο ενεργειακός τομέας προσφέρει πολλαπλές εφαρμογές για την επιτυχή και αποτελεσματική χρήση των υπερήχων. Η πιο δημοφιλής και γνωστή εφαρμογή είναι ίσως η υπερηχητικά υποβοηθούμενη Βιοντίζελ παραγωγή (μετεστεροποίηση από παρθένα ή χρησιμοποιημένα/ απόβλητα φυτικών ελαίων (UVO· WVO) / ζωικό λίπος σε βιοντίζελ), γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση και ποιότητα, λιγότερη χρήση μεθανόλης και σημαντικά επιταχυνόμενη μετατροπή. Όταν η πρώτη ύλη βιοντίζελ περιέχει περισσότερο από 2-3% ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFAs), η εστεροποίηση οξέων είναι ένα χρήσιμο βήμα ανάντη για να αποφευχθεί ο σχηματισμός υψηλού σαπουνιού. Εκτός από το μετεστεροποίηση και διαδικασίες εστεροποίησης, υπερηχογράφημα υψηλής ισχύος υποστηρίζει την εκχύλιση ελαίων από καλλιέργειες (π.χ. κραμβέλαιο, σόγια, canola, καλαμπόκι, φοίνικα, φιστίκι, καρύδα, jatropha κ.λπ.) ή φύκια.
βιοαιθανόλη είναι ένα πράσινο καύσιμο που λαμβάνεται όταν το άμυλο και η ζάχαρη του καλαμποκιού, των καλλιεργειών, των πατατών, του ζαχαροκάλαμου, του ρυζιού κ.λπ., ζυμώνεται από κύτταρα ζύμης σε αιθανόλη. Με την εφαρμογή υπερήχων ισχύος, τα φυτικά κύτταρα διαταράσσονται και το ενδοκυτταρικό υλικό εξάγεται έτσι ώστε η πρώτη ύλη να είναι καλύτερα διαθέσιμη για την ενζυματική πέψη. Με αυτόν τον τρόπο, το άμυλο και τα σάκχαρα είναι καλύτερα διαθέσιμα για ζύμωση με αποτέλεσμα ταχύτερη και πληρέστερη μετατροπή και υψηλότερη απόδοση.

Υπερήχων στα καύσιμα, Ενέργεια, Πετρέλαιο και φυσικό αέριο

Η τεχνική ομογενοποίησης υπερήχων είναι πολύ αποτελεσματική για την παραγωγή σταθερών και ασταθών γαλακτωμάτων, γεγονός που επιτρέπει την επιτυχή δημιουργία των aquafuels. Ως εκ τούτου, τα καύσιμα ως επί το πλείστον βαρύτερα καύσιμα όπως το ντίζελ πλοίων γαλακτωματοποιούνται με νερό. Η χρήση καυσίμου με έγχυση νερού έχει ως αποτέλεσμα την αποδοτικότερη καύση και τη σημαντική μείωση των εκπομπών NOx. Ένα άλλο σημαντικό πεδίο είναι η υπερηχητική επεξεργασία του άνθρακα.

Υπερήχων διεργασίες στην κατασκευή τροφίμων, γαλακτοκομικών προϊόντων και ποτών

Η ήπια επεξεργασία τροφίμων είναι όλο και πιο σημαντική λόγω της αυξανόμενης ζήτησης των πελατών για φρέσκα, σε μεγάλο βαθμό φυσικά τρόφιμα. Έτσι, για κοινά βήματα επεξεργασίας, όπως η ανάμειξη & ομογενοποίηση, εκχύλιση, σταθεροποίηση & συντήρηση, οι παραδοσιακές μέθοδοι αντικαθίστανται σταδιακά από καινοτόμες τεχνικές επεξεργασίας όπως υπερήχους, η οποία είναι μια μη θερμική μέθοδος για τα τρόφιμα. Τα οφέλη της υπερήχησης βασίζονται στην ήπια, γρήγορη και καθαρή επεξεργασία της, με αποτέλεσμα λιγότερη απώλεια προϊόντων και βελτιωμένη ποιότητα τροφίμων διατηρώντας τη φρεσκάδα και τις βιταμίνες. Hielscher υπερήχων επεξεργαστές χρησιμοποιούνται για πολλαπλές εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων, όπως η συντήρηση & μικροβιακή αδρανοποίηση, ομογενοποίηση, σταθεροποίηση & συντήρηση χυμών, πουρέδων και smoothies, εκχύλιση γεύσεων και φρουκτόζης (ζάχαρη), αραίωση διάτμησης για μείωση του ιξώδους, ωρίμανση κρασί και Βαλσάμικο ξύδι, εξευγενισμός αλκοόλης & αρωματικές ουσίες, γαλακτώματα σύννεφων, παγωτό (προώθηση της πυρήνωσης πάγου και της μεταφοράς μάζας), εκχύλιση φυκών για nutraceuticals, conching σοκολάτας για να σπάσει κρυστάλλους ζάχαρης, υγροποίηση Μέλι, διύλιση βρώσιμων ελαίων κ.λπ. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με υπερήχους για τρόφιμα και ποτά!

Επιστημονική βιβλιογραφία και εκθέσεις που χαρακτηρίζει Hielscher υπερήχων

Η ακόλουθη λίστα διαθέτει μια μικρή επιλογή επιστημονικών άρθρων, στα οποία Hielscher υπερήχων ανιχνευτές χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία για διάφορες εφαρμογές. Ρωτήστε μας για βιβλιογραφία σχετικά με συγκεκριμένες εφαρμογές του ιδιαίτερου ενδιαφέροντός σας!

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
• Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
• Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
• Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.