Hielscher Cascatrode – Sonda de sonicación de gran superficie

Los Cascatrodes™ de Hielscher son sonotrodos (sondas ultrasónicas) de diseño especial para una sonicación eficaz con niveles elevados de potencia ultrasónica e intensidades de sonicación bajas o medias – normalmente inferiores a 60 W/cm² y con una amplitud inferior a 60 micras.

Hielscher desarrolló el Cascatrode™ para aplicaciones de procesamiento industrial. Los Cascatrodes™ están disponibles para todos los procesadores ultrasónicos industriales – desde UIP500hdT (0,5 kW), UIP1000hdT (1 kW), UIP1500hdT (1,5 kW) y UIP2000hdT (2 kW) hasta el equipo ultrasónico más potente del mundo, el UIP16000 (16 kW).

Al desarrollar o probar nuevos procesos de sonicación, como: emulsificación, dispersión, homogeneización, ruptura celular y extracción, desaglomeración, o desgasificación comprobará que determinados parámetros de sonicación funcionan mejor que otros para el proceso.

Sin cambiar la potencia de salida, puede variar la intensidad de sonicación: puede concentrar la potencia de salida en una superficie pequeña con alta intensidad (W/cm² elevados) o acoplar la potencia al medio mediante una superficie grande con intensidades más bajas (W/cm² bajos). La intensidad aumenta al incrementar la amplitud de sonicación, la presión del líquido o la viscosidad y disminuye al aumentar la temperatura. Una vez establecida una configuración óptima de los parámetros para su proceso, deberá mantener esta configuración constante durante el escalado. Al escalar el proceso, no debe cambiar la amplitud ni la presión de sonicación. De este modo, mantendrá la intensidad de sonicación – es decir, la potencia ultrasónica de salida por unidad de superficie (vatios/cm²) constante. Como consecuencia lógica, necesitará una mayor superficie de sonotrodo para acoplar más potencia a una intensidad superficial determinada – se trata de una relación lineal.

Hielscher ofrece una amplia gama de sonotrodos (=sondas de sonicación) para sus equipos ultrasónicos. Por lo general, los sonotrodos varían en el diámetro de la punta para proporcionar distintas superficies de punta. Las superficies verticales de un sonotrodo suelen ser despreciables para la transmisión de potencia, ya que su amplitud de oscilación hacia el medio líquido es muy baja. El diseño del Cascatrode™ es diferente, ya que añade superficies horizontales en forma de anillo a la superficie de la punta. Cada anillo se sitúa en uno de los máximos de oscilación del sonotrodo. Estos anillos permiten aumentar considerablemente la superficie vibrante que acopla los ultrasonidos al medio que se va a sonicar – lo que permite acoplar una mayor potencia ultrasónica al líquido a una intensidad superficial determinada. El Cascatrode™ permite transmitir una alta potencia ultrasónica con amplitudes elevadas al medio procesado.

Los Cascatrodes™ de Hielscher están disponibles en distintas longitudes y diámetros y con diferentes cantidades de anillos – diseñados para ajustarse a la intensidad del proceso y a la aplicación ultrasónica específica. Como se utilizan en procesos de alta potencia y gran volumen, los Cascatrodes™ se instalan principalmente en sistemas de flujo continuo. Pueden adaptarse a reactores de celda de flujo que permiten un procesamiento eficiente en línea a escala industrial.