Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Molienda húmeda y pulverización por ultrasonidos

La ultrasonicación constituye una técnica eficaz para la molienda en húmedo y la pulverización de partículas. Además de los procesos de dispersión y desaglomeración, la molienda húmeda es una aplicación importante de los dispositivos ultrasónicos Hielscher.

Especialmente para la fabricación de suspensiones de tamaño superfino, los ultrasonidos presentan numerosas ventajas en comparación con otros equipos de molienda, como molinos coloidales (por ejemplo, de bolas o de perlas), molinos de discos, molinos de chorro, mezcladores de rotor y estator (ultra turrax) o homogeneizadores de alta presión. La ultrasonicación permite procesar mezclas a unas altas concentración y viscosidad, reduciendo así el volumen de procesamiento. La molienda ultrasónica es particularmente adecuada para procesar a tamaño micro y nanométrico materiales como cerámica, trihidróxido de alúmina, sulfato de bario, carbonato de calcio y óxidos metálicos. Las tablas siguientes muestran imágenes microscópicas de la molienda de hidróxido de aluminio (de 150 micras a 10 micras), cerámica (de 30 micras a 2 micras) y carbonato sódico (de 70 micras a 3 micras).

Imágenes de microscopio del progreso de molienda por ultrasonidos de hidróxido de aluminio
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El trihidróxido de aluminio procesado fue suministrado por Alcoa World Alumina LLC, Pittsburgh, PA, Estados Unidos. El trihidróxido de aluminio Al(OH)3 es también conocido como trihidróxido de aluminio Serie ATH, alúmina hidratada Bayer, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, hidragilita o gibbsita. Tiene una Mohs’ dureza de 2,5 a 3,5.
Imágenes de microscopio del progreso de molienda por ultrasonidos de cerámica dental
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Imágenes de microscopio del progreso de molienda por ultrasonidos de carbonato de sodio (Na2CO3) en isopropanol
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Haga clic en las imágenes superiores para verlas a resolución completa (1280x1024px). Al carbonato de sodio Na2CO3 también se lo conoce como barrilla o ceniza de soda.
Imágenes de microscopio del progreso de molienda por ultrasonidos de pigmentos magenta con base de aceite
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Reactor flujo ultrasónico de acero inoxidable para la sonicación de líquidos.Nuestros dispositivos ultrasónicos son muy fáciles de instalar y operar. Únicamente hay dos partes en contacto con el material a pulverizar: el sonotrodo de titanio y la celda de flujo de acero inoxidable. Gracias al sencillo diseño del reactor de flujo ultrasónico, éstos se pueden limpiar rápidamente. Además, puesto que los dispositivos ultrasónicos Hielscher presentan una muy elevada eficiencia en la conversión de energía eléctrica a energía mecánica, generalmente se requiere una potencia menor para moler por ultrasonidos en comparación con equipos de molienda convencionales.

El efecto de la molienda de partículas se basa en una intensa cavitación ultrasónica. Cuando se sonican líquidos a altas intensidades, las ondas acústicas que se propagan por el medio líquido producen ciclos alternantes de alta presión (compresión) y de baja presión (rarefacción), a una tasa que depende de la frecuencia. Durante el ciclo de baja presión, las ondas ultrasónicas de alta intensidad crean pequeñas burbujas de vacío en el seno del líquido. Cuando las burbujas alcanzan un volumen en el que ya no pueden absorber más energía, colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión. Este fenómeno se denomina cavitación.
La implosión de las burbujas de cavitación genera microturbulencias y microchorros de hasta 1000 km/h. Las partículas más grandes sufren una erosión en su superficie (por el colapso cavitacional en el líquido circundante) o una reducción en su tamaño (debido a la ruptura por la colisión entre partículas o, nuevamente, al colapso de las burbujas de cavitación formadas en su superficie). Esto da como resultado una rápida aceleración de los procesos de difusión, de transferencia de masa y de las reacciones en fase sólida debido a los cambios en el tamaño del grano y en su estructura.

Los procesadores ultrasónicos y los reactores de flujo para la dispersión y molienda en húmedo de polvos están disponibles para laboratorios y producción industrial. Los sistemas industriales pueden instalarse fácilmente para operar en línea. Para investigar y poner a prueba este proceso, así como para muchos procesos sonoquímicos , recomendamos nuestros dispositivos de laboratorio o nuestro UIP1000hdT.

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  • Molienda húmeda y pulverización por ultrasonidos
    Dispersión ultrasónica