Procesos de fabricación lentos e insuficientes
La ultrasonicación es una técnica de intensificación de procesos bien establecida, que se utiliza en muchos tipos de aplicaciones líquidas como la homogeneización, la mezcla, la dispersión, la molienda en húmedo, la emulsión, así como la mejora de las reacciones químicas heterogéneas. Si su proceso de producción no rinde lo suficiente y no alcanza los objetivos de fabricación específicos, puede considerar la ultrasonicación como potenciador del proceso.
Mezcla, homogeneización y dispersión por ultrasonidos
La ultrasonicación es una técnica muy eficaz para mezclar, homogeneizar, dispersar y emulsionar sistemas sólido-líquido y líquido-líquido. Los mezcladores de alto cizallamiento por ultrasonidos rompen las partículas y las gotas y reducen su tamaño de forma eficaz, de modo que se obtiene una mezcla estable y homogénea. Una ventaja importante del mezclado por ultrasonidos es la manipulación sin esfuerzo de líquidos y lodos con viscosidades desde muy lentas hasta muy altas y pastosas. Incluso las partículas abrasivas no son un problema para los mezcladores ultrasónicos.
Más información sobre la mezcla de alto cizallamiento por ultrasonidos
El procesador de ultrasonidos UIP16000 es un homogeneizador intensificador de procesos de alto rendimiento para todo tipo de aplicaciones de mezcla
aplicaciones sonoquímicas
Al mezclar sistemas sólido-líquido y líquido-líquido con ultrasonidos de alta potencia, se mejora la transferencia de masa entre dos o más fases o componentes de la mezcla. Se sabe que el aumento de la transferencia de masa influye positivamente en muchas reacciones químicas, como la catálisis heterogénea. Además, la cavitación ultrasónica introduce alta energía en los sistemas químicos, iniciando así las reacciones y/o cambiando las vías de reacción. Esto conduce a una mejora significativa de las tasas de conversión química y de los rendimientos. Los equipos y reactores sonoquímicos se utilizan habitualmente para la transesterificación, la polimerización, la desulfuración, los procesos sol-gel y muchas otras reacciones orgánicas sintéticas y catalíticas heterogéneas. Más información sobre las reacciones sonoquímicas
Aplicaciones de los ultrasonidos en la industria alimentaria
La homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento es una tecnología no térmica que se utiliza en múltiples procesos de fabricación de alimentos, bebidas y suplementos dietéticos. La extracción ultrasónica se utiliza en la producción de salsas, sopas, zumos, batidos y suplementos dietéticos (por ejemplo, baya de saúco, cannabis) para liberar compuestos aromáticos, pigmentos de color, vitaminas y componentes nutricionales con el fin de crear un producto alimenticio más intenso en sabor y más saludable. Gracias a los compuestos aromáticos extraídos y a los azúcares naturales, se puede evitar la adición de azúcar refinado y de aditivos aromáticos sintéticos. Más información sobre el tratamiento de alimentos y bebidas por ultrasonidos
La ultrasonicación se aplica durante el procesamiento de los alimentos para intensificar y mejorar
- Extracción
- homogeneización
- Pasteurización
- Emulsificar
- encapsulación (liposomas, nanopartículas lipídicas sólidas)
Síntesis y funcionalización de nanomateriales por ultrasonidos
El procesamiento por ultrasonidos y la cavitación acústica resultante pueden someter a las partículas a una tensión extrema y romperlas de forma controlada hasta alcanzar tamaños submicrónicos y nanométricos. El fenómeno de la cavitación acústica crea un alto cizallamiento, turbulencias y diferenciales de presión y temperatura muy elevados. Estas condiciones intensas se producen como resultado de la implosión de burbujas que se observa cuando los ultrasonidos de alta potencia crean ciclos alternativos de alta y baja presión en el medio. Mientras que los chorros de líquido y la colisión entre las partículas impactan, erosionan y rompen las partículas, la presión casi hidrostática que se produce puede modificar las microestructuras de las partículas, como la porosidad. La funcionalización ultrasónica de las nanopartículas permite sintetizar materiales de alto rendimiento con una estabilidad térmica mejorada, una resistencia a la tracción extraordinaria, ductilidad, conductividad térmica y eléctrica, propiedades ópticas, etc. de los nanomateriales.
Más información sobre la síntesis y funcionalización de nanopartículas por ultrasonidos
ultrasonicación – Efectos sinérgicos
La ultrasonicación puede sustituir a una máquina de bajo rendimiento o combinarse con casi cualquier técnica de procesamiento de líquidos disponible para perfeccionar y mejorar los resultados deficientes. Los ultrasonidos con sonda de Hielscher se integran en las líneas de fabricación existentes con
- mezcladores coloidales & molinos
- molinos de cuentas/perlas
- mezcladores de alto cizallamiento
- homogeneizadores de alta presión
- mezcladores de cuchillas / mezcladores rotor-estator
- pasteurización por calor (HTST)
- Campo eléctrico pulsado de alta intensidad (HELP)
- microondas
- luz ultravioleta (UV)
- Electroquímica
- tecnologías de punta
- CO2 extractores
Sistemas de ultrasonidos de alto rendimiento para la intensificación de procesos
Hielscher Ultrasonic diseña, fabrica y distribuye ultrasonidos de alto rendimiento para aplicaciones pesadas. Nuestra cartera de productos abarca toda la gama, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio hasta los procesadores de ultrasonidos de sobremesa y totalmente industriales, lo que nos permite recomendar la configuración de ultrasonidos ideal para su aplicación y volumen de procesamiento.
Póngase en contacto con nosotros ahora para discutir cómo su proceso puede beneficiarse de la intensificación del proceso por ultrasonidos. Nuestro personal, con gran experiencia y formación, le proporcionará información detallada y detalles técnicos.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min. | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.
Literatura / Referencias
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- 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.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.