Celdas de flujo y reactores en línea para ultrasonicadores de laboratorio

Los homogeneizadores ultrasónicos de laboratorio pueden utilizarse para el procesamiento por lotes y en línea de líquidos y lodos. Las aplicaciones típicas incluyen homogeneización, dispersión, emulsificación, disolución y reacciones sonoquímicas. Para la sonicación continua en línea se dispone de celdas de flujo y reactores en línea de diversos tamaños y geometrías.

Procesado ultrasónico en línea a escala de laboratorio

Los reactores de celdas de flujo para homogeneizadores ultrasónicos son bien conocidos y ampliamente utilizados para el procesamiento de grandes volúmenes en la producción industrial. Sin embargo, para el procesamiento de volúmenes más pequeños a escala de laboratorio y de sobremesa, el uso de celdas de flujo ultrasónicas también ofrece varias ventajas. Las celdas de flujo ultrasónicas permiten obtener resultados de procesamiento uniformes, ya que el material atraviesa el espacio confinado de la cámara de la celda de flujo de una manera definida. Los factores de sonicación, como el tiempo de retención, la temperatura de proceso y el número de pasadas, pueden controlarse con precisión para alcanzar los objetivos de forma fiable.
Las celdas de flujo y los reactores en línea de Hielscher se suministran con camisas de refrigeración para mantener la temperatura óptima del proceso. Los reactores de celda de flujo están disponibles en varios tamaños y geometrías para cumplir los requisitos específicos del proceso.
El uso de un ultrasonido de laboratorio en combinación con un reactor de celda de flujo permite procesar grandes volúmenes de muestras sin necesidad de mucho personal. Con una configuración de celda de flujo ultrasónica, el líquido se bombea al reactor ultrasónico de acero inoxidable o vidrio. En la celda de flujo, el líquido o lodo se expone a una sonicación ajustable con precisión. Todo el material pasa por la zona de punto caliente de cavitación situada bajo el sonotrodo y se somete a un tratamiento ultrasónico uniforme. Tras el paso por la zona de cavitación, el líquido llega a la salida de la célula de flujo. Dependiendo del proceso, el tratamiento ultrasónico de flujo puede realizarse como tratamiento de paso único o múltiple. Para mantener una cierta temperatura de proceso beneficiosa, por ejemplo para evitar la degradación del material sensible al calor durante la sonicación, los reactores de la célula de flujo están encamisados para mejorar la disipación del calor.
De pequeños a grandes volúmenes: Los resultados del proceso pueden escalarse linealmente desde volúmenes más pequeños procesados en laboratorio y sobremesa hasta rendimientos muy grandes a escala de producción industrial. Los ultrasonidos Hielscher están disponibles para cualquier volumen, desde microlitros hasta litros.
Las celdas de flujo de Hielscher son completamente autoclavables y aptas para su uso con la mayoría de los productos químicos.

Más información laboratorio y homogeneizadores ultrasónicos industriales!

Dispositivos ultrasónicos de laboratorio y celdas de flujo

A continuación, puede encontrar nuestros dispositivos ultrasónicos de laboratorio con las celdas de flujo y sonotrodos correspondientes
UP400ST (24 kHz, 400 W):
Los sonotrodos S24d14D, S24d22D y S24d22L2D se suministran con junta tórica. Los sonotrodos S24d14D y S24d22D son compatibles con la celda de flujo FC22K (acero inoxidable, con camisa de refrigeración).

UP200St (26 kHz, 200 W) / UP200HT (26 kHz, 200 W):
Los sonotrodos S24d2D y S24d7D están equipados con una junta tórica de sellado y son compatibles con la célula de flujo FC7K (acero inoxidable, con camisa de refrigeración) y FC7GK (célula de flujo de vidrio, con camisa de refrigeración).

UP50H (30 kHz, 50 W) / UP100H (30 kHz, 100 W):
Tanto para el UP50H como para el UP100H, se pueden utilizar los mismos modelos de sonotrodo y de celda de flujo. Los sonotrodos MS7 y MS7L2 disponen de una junta que los hace adecuados para su uso con las celdas de flujo D7K (acero inoxidable) y GD7K (celda de flujo de vidrio, con camisa de refrigeración).

Cómo optimizar las condiciones de funcionamiento de las celdas de flujo ultrasónicas

Hielscher Ultrasonics le ofrece una gran variedad de celdas de flujo ultrasónicas y reactores sonoquímicos. El diseño de la celda de flujo (es decir, la geometría y el tamaño de la celda de flujo) y el sonotrodo deben elegirse en función del líquido o lodo y de los resultados deseados del proceso.
La siguiente tabla muestra los parámetros más importantes, que influyen en las condiciones de ultrasonidos en la celda de flujo.

• Temperatura: Las celdas de flujo con camisas de refrigeración ayudan a mantener la temperatura de procesamiento deseada. Las altas temperaturas cercanas al punto de ebullición específico del fluido reducen la intensidad de la cavitación, ya que la densidad del líquido disminuye.
• Presión: La presión es un parámetro intensificador de la cavitación. La presurización de la celda de flujo ultrasónica produce un aumento de la densidad del fluido y, por tanto, de la cavitación acústica. Las celdas de flujo de laboratorio de Hielscher pueden presurizarse con hasta 1 barg, mientras que a las celdas de flujo y reactores industriales de Hielscher se les puede aplicar hasta 300atm (aprox. 300 barg).
• Viscosidad del líquido: La viscosidad de un líquido es un factor importante a la hora de configurar una línea de ultrasonidos. Las pequeñas celdas de flujo de laboratorio se utilizan preferentemente con medios de baja viscosidad, mientras que las celdas de flujo industriales de Hielscher son adecuadas para materiales de baja a alta viscosidad, incluidas las pastas.
• Composición del líquido: Los efectos de la viscosidad del líquido se han descrito anteriormente. Si el líquido procesado no contiene sólidos, el bombeo y la alimentación son sencillos y las propiedades de flujo son predecibles. Cuando se trata de lodos que contienen sólidos, como partículas y fibras, la forma de la celda de flujo debe elegirse teniendo en cuenta el tamaño de las partículas o la longitud de las fibras. La geometría correcta de la celda de flujo facilita el flujo de fluidos cargados de sólidos y garantiza una sonicación homogénea.
• Gases disueltos: Los líquidos introducidos en una célula de flujo ultrasónico no deben contener grandes cantidades de gases disueltos, ya que las burbujas de gas interfieren en la generación de cavitación acústica y sus características burbujas de vacío.

Los reactores de flujo ultrasónico a pequeña y gran escala son muy populares en investigación, R&D y la industria, ya que permiten estudiar y controlar los mecanismos y efectos del procesamiento por ultrasonidos de alta potencia. Por ello, las celdas de flujo ultrasónicas y los reactores en línea se han implementado para diversas aplicaciones en procesos biológicos, farmacéuticos y químicos – a escala de laboratorio, piloto e industrial.
Los homogeneizadores, sonotrodos y celdas de flujo de Hielscher Ultrasonics están disponibles en varios diseños para montar la configuración ideal de procesamiento por ultrasonidos. Nuestro experimentado personal le asesorará con respecto a la configuración óptima del equipo para sus objetivos de proceso.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: