Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Dispersión y desaglomeración por ultrasonidos


La dispersión y desaglomeración de sólidos en líquidos constituye una aplicación importante de los dispositivos ultrasónicos. La cavitación acústica genera poderosas fuerzas de cizallamiento que rompen los aglomerados en partículas dispersas individualmente.

La mezcla de polvos en líquidos es un paso común para la formulación de diferentes productos, tales como pintura, tinta, champú, bebidas o agentes de pulido. Las partículas individuales se mantienen unidas debido a fuerzas de atracción de diversa naturaleza física y química, que incluyen las fuerzas de van der Waals y de tensión superficia. Este efecto resulta más marcado con líquidos de alta viscosidad, como polímeros o resinas. Se han de vencer estas fuerzas de atracción con el fin de desaglomerar y dispersar las partículas en medios líquidos.

La aplicación de estrés mecánico rompe los aglomerados de partículas y, además, el líquido presiona contra las mismas. Se utilizan comúnmente diferentes tecnologías para dispersar polvos en líquidos, lo que incluye homogeneizadores de alta presión, molinos de bolas, molinos de chorros y mezcladores de rotor estator.

La ultrasonicación de alta intensidad es una interesante alternativa frente a estas tecnologías. Cuando se sonican líquidos, las ondas acústicas que se propagan por el medio líquido generan ciclos alternos de alta presión (compresión) y de baja presión (rarefacción). Esto ejerce un esfuerzo mecánico sobre las fuerzas electrostáticas de atracción (por ejemplo, fuerzas de van der Waals). La cavitación ultrasónica en líquidos produce chorros de líquido as altas velocidades de hasta 1000 km/h (aproximadamente 600 mph). Estos chorros inyectan líquido a alta presión entre las partículas, separándolas entre sı. Las más pequeñas son aceleradas por los chorros de líquido y chocan a altas velocidades con otras partículas. Esto hace del ultrasonido un medio eficaz para la dispersión y desaglomeración, pero también para la molienda y pulverización fina a escala micrométrica y submicrométrica de partículas.

La dispersión y desaglomeración de partículas de polvo mediante ultrasonidos produce una dispersión de partículas individuales.

Dispersión y desaglomeración a cualquier escala

Hielscher ofrece dispositivos ultrasónicos para dispersar y desaglomerar cualquier volumen por lotes o un continuo procesamiento. Los dispositivos ultrasónicos para laboratorio se utilizan para volúmenes desde 1,5 ml a aproximadamente 2 l. Los dispositivos ultrasónicos industriales se utilizan para optimizar el proceso y para producir lotes de 0,5 hasta aproximadamente 2000 l o tratar caudales de 0,1 l hasta 20 m³ por hora.

En la siguiente tabla encontrará indicaciones generales para cada dispositivo según el volumen del lote o el flujo a procesar. Haga clic sobre cada dispositivo para obtener más información sobre el mismo.

Volumen del loteTasa de flujoDispositivos recomendados
0,5 a 1,5 mLn.a.VialTweeter
1 a 500 mL10 a 200 mL/min.UP100H
10 a 2000 mL20 a 400 mL/min.UP200Ht, UP400S
0,1 a 20 L0,2 a 4 L/minUIP1000hd, UIP2000hd
10 a 100 L2 a 10 L/minUIP4000
n.a.10 a 100 L/minUIP16000
n.a.mayorGrupo de UIP16000

Fácil de escalar

A diferencia de otras tecnologías de dispersión, la ultrasonicación puede ser fácilmente escalable desde el laboratorio hasta la línea de producción. Las pruebas de laboratorio permitirán determinar con precisión la potencia del equipo requerido. Cuando se utilizan a escala de producción, los resultados del proceso son idénticos a los resultados del laboratorio.

Robusto y fácil de limpiar

Reactor flujo ultrasónico de acero inoxidable para la sonicación de líquidos.La energía ultrasónica se transfiere al líquido a través del sonotrodo. Éste consiste en una pieza con simetría generalmente radial, que se modela a partir de un cilindro sólido de titanio. Ésta es también la única pieza que oscila o vibra y que está en contacto con el líquido. Además, es la única parte, que está sujeta a desgaste, pero se puede reemplazar fácilmente en cuestión de minutos. Las bridas para el desacoplamiento de la oscilación permiten montar el sonotrodo en contenedores abiertos o presurizables así como en reactores de flujo con cualquier disposición. No se necesitan cojinetes o rodamientos. Todos los otros componentes en contacto con el líquido están fabricados generalmente en acero inoxidable. Los reactores de flujo presentan geometrías sencillas y pueden ser fácilmente desmontados y limpiados. No tienen pequeños orificios o ángulos ocultos.

Limpieza ultrasónica in situ

El ultrasonido es bien conocido por sus aplicaciones de limpieza para superficies y objetos. La intensidad ultrasónica utilizada para dispersión es mucho mayor que la empleada en limpieza convencional por ultrasonidos. Cuando se ha de limpiar la parte húmeda del dispositivo ultrasónico, la misma energía ultrasónica se puede utilizar para ayudar a su limpieza durante el enjuague y el aclarado, ya que la cavitación acústica elimina las partículas y los restos de líquido del sonotrodo y de las paredes internas del reactor de flujo.


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Por favor, utilice el siguiente formulario si desea solicitar información adicional sobre la dispersión por ultrasonidos. Estaremos encantados de ofrecerle un sistema ultrasónico que satisfaga sus necesidades.


Dispergieren und Deagglomerieren in jedem Größenmaßstab

Hielscher bietet Ultraschallgeräte zum Dispergieren und Deagglomerieren Jeden volumens estoy Lote Oder im En línea. Ultraschall-Laborgeräte Werden für Volumina zwischen 0.1ml und ungefähr 2l verwendet. Ultraschallgeräte im Industriemaßstab Kommen bei Prozesswicklungen und Produktionen für Lote de descuento 0,5l bis etwa 2000l oder für Durchflussraten von 0,1l bis 20m³ pro Stunde zum Einsatz

In der unten stehenden Tabelle finden allgemeine Geräteempfehlungen, bei denen jeweils das Batch-Volume oder die Durchflussrate berücksichtigt worden sind. Klicken Sie auf den Gerätetyp, um zum jeweiligen Más información sobre este tema

Volumen del loteDurchflussrateEmpfohlenes Gerät
0, 5 mu 1,5 mln.a.VialTweeter
0, 1 bis 500 ml10 bis 200 ml / minUP100H
10 bis 2000 ml20 bis 400 ml / minUP200S, UP400S
0, 1 bis 20l0, 2 bis 4l / minUIP1000hd, UIP2000hd
10 bis 100 l2 bis 10 l / minUIP4000
n.a.10 bis 100 l / minUIP16000
n.a.HolaCluster aus UIP16000

Problemloses Scale-Up

Im Gegensatz zu anderen Metodologías de Dispergierens kann Ultraschall einfach und problemlos von Labor- auf Industriegröße Hochskaliert werden. Equipamiento genau auszuwählen und zusammenzustellen. En la parte superior izquierda, Entspricht das Prozessergebnis genau Den Ergebnissen, die schon bei Versuchen en Labormaßstab erzielt wurden.

Robust und einfach zu reinigen

Ultraschalldurchflussreaktoren aus Edelstahl für das Beschallen von Flüssigkeiten.Ultraschall wird normalerweise über eine Ultraschallsonotrode Auf Flüssigkeiten übertragen. Dieses normalerweise symmetrisch runde Teil – Die Sonotrode – Besteht aus massivem Titan. Sie ist das einzige Teil, welches sich in der Flüssigkeit bewegt / vibriert und ist einzige Verschleißteil. Ein schwingungsentkoppelnder Flansch ermöglicht es, die Sonotrode auf offen und auf geschlossene, unter Druck stehende Behälter ebenso wie auf Durchflusszellen jeglicher Art zu montieren. Dazu werden keine Halterungen benötigt. Alle übrigen Teile, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, auste de Edelstahl. Durchflussreaktoren bestehen generell aus Edelstahl, haben eine einfache Form und Geometrie und können Problemlos und einfach auseinandergenommen Und gereinigt werden Es gibt keine kleinen Offnungen oder schwer erreichbare Ecken.

Ultraschallreinigen an Ort und Stelle

Ultraschall ist auch bekannt für seine Anwendungen zum Reinigen, así que el zum Reinigen von Oberflächen oder einzelner Teile. Die Ultraschallintensität, die für das Dispergieren zum Einsatz kommt, ist um ein Vielfaches höher als die Intensität, die für das gewöhnliche Ultraschallreinigen verwendet wird. Daher kann die Ultraschallleistung für den Reinigungsvorgang Während des Auswaschens y Spülens genutzt werden, indem die Kavitation die Partikel Und die flüssigen Rückstände von der Sonotrode und den Wänden der Durchflusszelle Entusiasmo.


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