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, mezcla, dispersión, molienda húmeda, emulsificación, así como la mejora de reacciones químicas heterogéneas. Si su proceso de producción no rinde lo suficiente y no alcanza los objetivos de fabricación específicos, quizá le interese 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 ultrasónicos de alto cizallamiento rompen partículas y gotitas y reducen su tamaño de forma eficaz para obtener una mezcla estable y homogénea. Una ventaja importante del mezclado por ultrasonidos es la manipulación sin esfuerzo de líquidos y lodos con viscosidades muy lentas a muy altas, similares a la pasta. Ni siquiera las partículas abrasivas suponen un problema para los mezcladores ultrasónicos.
Más información sobre la mezcla ultrasónica de alto cizallamiento
El procesador ultrasónico UIP16000hdT 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. Es bien sabido 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 reacciones y/o cambiando las vías de reacción. De este modo, mejoran significativamente las tasas de conversión química y 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 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 del saúco, cannabis) para liberar compuestos aromatizantes, pigmentos de color, vitaminas y componentes nutricionales con el fin de crear un producto alimenticio más sano y con un sabor más intenso. Gracias a los compuestos aromatizantes extraídos y a los azúcares naturales, se puede evitar la adición de azúcar refinado y de aditivos aromatizantes sintéticos. Más información sobre el procesado por ultrasonidos de alimentos y bebidas
La ultrasonicación se aplica durante el procesado de 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 tensiones extremas y romperlas de forma controlada hasta alcanzar tamaños submicrónicos y nanométricos. El fenómeno de la cavitación acústica crea altas cizalladuras, turbulencias y diferenciales de presión y temperatura muy elevados. Estas condiciones intensas se producen como resultado de la implosión de burbujas que puede observarse cuando los ultrasonidos de alta potencia crean ciclos alternos de alta presión y baja presión en el medio. Mientras que los chorros de líquido y las colisiones entre partículas las golpean, erosionan y rompen, la presión casi hidrostática que se produce puede modificar las microestructuras de las partículas, como la porosidad. La funcionalización ultrasónica de nanopartículas permite sintetizar materiales de alto rendimiento con estabilidad térmica mejorada, extraordinaria resistencia a la tracción, 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 refinar y mejorar los resultados deficientes. Los ultrasonicadores de sonda Hielscher se integran en las líneas de fabricación existentes con
- mezcladores coloidales & molinos
- fábricas de perlas
- mezcladoras de alto cizallamiento
- homogeneizadores de alta presión
- mezcladoras de palas / mezcladoras rotor-estator
- pasteurización por calor (HTST)
- Campo eléctrico pulsado de alta intensidad (HELP)
- microondas
- luz ultravioleta (UV)
- electroquímica
- tecnologías obstáculo
- CO2 extractores
Instalación ultrasónica de 3x UIP1000hdT para procesos pesados
Sistemas ultrasónicos de alto rendimiento para la intensificación de procesos
Hielscher Ultrasonic diseña, fabrica y distribuye ultrasonidos de alto rendimiento para aplicaciones pesadas. Nuestra gama abarca desde ultrasonidos compactos de laboratorio hasta procesadores de ultrasonidos de sobremesa y totalmente industriales, lo que nos permite recomendarle la configuración de ultrasonidos ideal para su aplicación y volumen de procesamiento.
Más información sobre los sonicadores industriales y por qué son la solución para sus aplicaciones más exigentes.
Póngase en contacto con nosotros para saber cómo puede beneficiarse su proceso de la intensificación de procesos por ultrasonidos. Nuestro personal, con amplia experiencia y formación, le proporcionará información exhaustiva 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.