Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

UIP4000hdT – 4kW de potencia ultrasónica de alto desempeño

UIP4000hdT con reactor de flujo para una sonicación continua a escala industrial

Este sistema de alta potencia es particularmente eficiente, ya que no requiere medios de refrigeración adicionales, como agua o aire comprimido. Su diseño especial permite un uso en condiciones de operación extremas, como polvo, suciedad, temperatura y humedad. El procesador ultrasónico está fabricado en titanio y acero inoxidable. La brida anti-oscilaciones ha demostrado ser muy útil para la integración del aparato en máquinas e instalaciones. Se ha adaptado a las nuevas condiciones técnicas en términos de un correcto comportamiento oscilatorio.

El concepto modular del UIP4000hdT le ofrece un sistema potente pero, a la vez, muy compacto en cuanto a espacio. El transductor y el generador son independientes y están conectados a través de un cable. Su diseño autosuficiente reduce al mínimo los trabajos requeridos para su instalación, operación y mantenimiento. Se pueden combinar fácilmente varios módulos UIP4000hdT para formar un grupo con una mayor capacidad de procesamiento.

Capacidad de procesamiento de 4 kW
Proceso
Tasa de flujo
transesterificación de biodiésel
1 a 3 m³/hr
emulsión, por ejemplo, agua/aceite
0,4 a 2 m³/hr
extracción celular, por ejemplo, algas
0,1 a 0,8 m³/hr
dispersión / desaglomeración
0,02 a 0,4 m³/hr
molienda húmeda y pulverización
0,01 a 0,02 m³/hr

Por lo general, el reactor de flujo y el transductor ultrasónico están ubicados en un gabinete de acero inoxidable de doble pared que proporciona un aislamiento acústico muy efectivo. Si fuera necesario, el UIP4000hdT se puede utilizar para la sonicación de líquidos en reactores fabricados a medida para cada cliente. Por supuesto, el UIP4000hdT es capaz de funcionar continuamente a plena potencia (24 horas/7 días) al igual que todos los sistemas ultrasónicos de Hielscher Ultrasonics.

El UIP4000hdT es un ultrasonicador completamente industrial para homogeneización y extracción en continuo.

El UIP4000hdT de Hielscher – Ultrasonidos de alto rendimiento con 4kW para procesos en modo de operación continua

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El UIP4000hdT de un vistazo

  • Potente ultrasonicador de 4000 vatios
  • Fiabilidad en procesos de sonicación exigentes
  • Funcionamiento 24/7
  • Estándar industrial
  • Pantalla táctil a color
  • Navegación por control remoto
  • Registro automático de los datos de potencia, amplitud, tiempo de sonicación, temperatura, presión
  • ComboCard SD/USB integrada
  • Sensor de temperatura conectable
  • Sensor de presión conectable (opcional)
  • Conexión LAN
  • Conexión Ethernet
  • No requiere instalación de software
  • Ajuste automático de frecuencia

Colored touch display of the new hdT series of Hielscher's industrial ultrasonicators

Pantalla táctil a color de la nueva serie de ultrasonicadores industriales hdT de HielscherLa pantalla táctil a color supone una gran mejora en el dispositivo, que se traduce una un manejo todavía más sencillo. Esta pantalla táctil y sensible al tacto permite un cómodo uso y, además, garantiza el ajuste preciso de los parámetros de funcionamiento, así como la visualización de la potencia ultrasónica. El menú digital de control resulta intuitivo y las funciones están dispuestas con claridad. El ajuste de la amplitud/potencia y del modo pulso se lleva a cabo deslizando una barra a color (con intervalos del 1, 5 o 10 %). El usuario decide si prefiere visualizar la amplitud y la potencia como barras coloreadas o con los valores numéricos. Puede cambiar la interfaz del modo normal al modo BIG NUMBER, que presenta un fuerte contraste y un mayor tamaño de fuente para una mejor visibilidad.

Control remoto desde el navegador

Control preciso del tratamiento ultrasónico (¡haga clic para ampliar!)

El UIP4000hdT se puede controlar utilizando cualquier navegador habitual, como Internet Explorer, Safari, Firefox, Mozilla, IE/Safari móvil a través de la nueva interfaz LAN web. La conexión LAN es una configuración plug-n-play muy simple, que no requiere instalación de software. El dispositivo ultrasónico actúa como servidor/cliente DHCP y solicita o asigna una dirección IP automáticamente. El dispositivo se puede operar directamente desde el PC/MAC o usando un interruptor o enrutador. Con un enrutador inalámbrico preconfigurado, el dispositivo se puede controlar desde la mayoría de los teléfonos inteligentes o tabletas, por ejemplo, el iPad de Apple. Mediante el reenvío de puertos de un router, puede controlar su UIP4000hdT a través de internet desde cualquier lugar del mundo. – usando su teléfono móvil o tableta como control remoto.

Conexión de red incorporada

Otra característica inteligente del UIP4000hdT es la operación y el control a través de LAN (red de área local), lo que facilita el manejo y ofrece una mayor flexibilidad durante el procesamiento. Toda la información del proceso de sonicación se registra automáticamente en la tarjeta de datos SD/USB. Un sensor conectable mide la temperatura permanentemente, mientras que un sensor de presión adicional se puede enchufar opcionalmente.

Ajuste automático de la frecuencia

Al igual que todos los dispositivos ultrasónicos de Hielscher, el UIP4000hdT viene con un ajuste de frecuencia automático inteligente. Cuando el dispositivo está encendido, el generador detectará la frecuencia operacional óptima. A continuación, mantendrá el dispositivo a esta frecuencia. Eso mejora la eficiencia energética global y la fiabilidad de nuestros dispositivos ultrasónicos. Todo lo que necesita hacer es encender el sistema. El generador se encargará de la sintonización de la frecuencia automáticamente en una fracción de segundo.

El UIP4000hdT de Hielscher está encerrado en un gabinete de acero inoxidable, que proporciona aislamiento acústico.

UIP4000hdT en gabinete

Unidad ultrasónica de alto rendimiento

Hielscher Ultrasonics’ ofrece procesadores ultrasónicos industriales que pueden operar a amplitudes muy altas. Es posible trabajar a amplitudes de hasta 200 μm de forma continua bajo una operación 24/7. Para amplitudes aún más altas, ofrecemos sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos ultrasónicos de Hielscher posibilita un funcionamiento 24/7 para trabajos pesados ​​y entornos exigentes.

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¿No está seguro de qué sistema ultrasónico es el más adecuado para su proceso?
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

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, UP400St
0,1 a 20 L0,2 a 4 L/minUIP2000hdT
10 a 100 L2 a 10 L/minUIP4000hdT
n.a.10 a 100 L/minUIP16000
n.a.mayorGrupo de UIP16000

Información interesante

Conceptos básicos sobre la homogeneización por ultrasonidos

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan para procesos de dispersión, emulsificación, molienda húmeda, nano- & micronización, extracción (de plantas y tejidos celulares), síntesis y catálisis de sustancias químicas (denominada sonoquímica), así como desgasificación. La homogeneización por ultrasonidos se usa a menudo como término general que abarca todas estas aplicaciones mencionadas anteriormente. La homogeneización asistida por ultrasonidos se basa en el principio de la cavitación acústica, que se produce cuando las ondas de ultrasonidos de alta intensidad se transfieren por un medio líquido. Bajo las intensas ondas de ultrasonidos, se generan burbujas de vacío en el medio, que crecen durante los ciclos de alta presión/baja presión de las ondas de ultrasonidos. En cierto punto, cuando las microburbujas han alcanzado un estado energético en el que no pueden absorber más energía, colapsan violentamente. Este fenómeno de implosión de las burbujas de vacío se denomina cavitación. La implosión de las burbujas de vacío genera ondas de choque, chorros/corrientes de líquido, alta cizalladura, altas temperaturas y diferencias de presión con una energía suficiente como para romper enlaces covalentes, doblar moléculas e inducir reacciones químicas.

Para obtener los mejores resultados en el proceso de homogeneización, el procesador ultrasónico y su configuración se pueden optimizar modificando las siguientes variables:

  • Amplitud (desplazamiento del sonotrodo) e intensidad
  • Presión
  • Temperatura
  • Recipiente de sonicación (vaso o reactor de flujo: tamaño, geometría, caudal)

Los procesadores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher utilizan generadores piezoeléctricos fabricados con cristales de titanato zirconato de plomo. Las vibraciones se transmiten a través de un resonador de titanio ajustado a 19-26 kHz. Desde el resonador, la vibración ultrasónica viaja a través del sonotrodo ultrasónico (punta, sonda) hasta el medio líquido. Hielscher ofrece procesadores ultrasónicos con potencias nominales de 50 a 16.000 vatios por aparato, cubriendo los requerimientos de pequeños sonicadores para laboratorio, los dispositivos para planta piloto y las unidades ultrasónicas totalmente comerciales para un alto volumen de producción.

Un sofisticado control del proceso para resultados de sonicación óptimos

Las condiciones de sonicación son cruciales para la producción, los resultados del proceso y la reproducibilidad de los procesos ultrasónicos. Además de un control preciso de la potencia de salida ultrasónica, que es dependiente de la amplitud e intensidad, la temperatura, la presión y el tiempo de sonicación son factores muy importantes también. Los procesadores ultrasónicos digitales de Hielscher vienen equipados con un termosonda conectable. Opcionalmente, se ofrecen sensores de presión. Ambos sensores se conectan con el generador ultrasónico, que incluye una tarjeta SD. El software del dispositivo ultrasónico registra todos los datos del proceso (fecha, hora, amplitud, energía ultrasónica, energía neta, temperatura, presión) en un archivo CSV en la tarjeta SD. Esto permite que la sonicación sea comparable y reproducible.

Para amplitudes altas, se requiere una mayor potencia de salida. Bajo condiciones más exigentes, como alta viscosidad del medio o presión elevada, se necesita una mayor potencia de ultrasonidos para impulsar el sonotrodo a la amplitud deseada. Cuanto mayor sea la superficie frontal del sonotrodo (punta), más potencia se requiere para que resuene. Con un sonotrodo mayor, se pueden procesar volúmenes mayores. Los sonotrodos industriales de Hielscher y los cascatrodos puede operar a amplitudes muy altas. Las amplitudes de hasta 200 μm pueden conseguirse fácilmente para una operación continua 24/7. Para amplitudes aún más altas, están disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los ultrasonicadores de Hielscher permite un funcionamiento las 24 horas, los 7 días de la semana bajo una gran carga de trabajo y condiciones exigentes.

Para la mayoría de los procesos ultrasónicos, la temperatura del medio a sonicar debería ser lo más baja posible, ya que a bajas temperaturas se promueve la generación de una cavitación intensa. Hielscher ofrece reactores de flujo ultrasónicos y reactores con camisas de refrigeración, que permiten mantener la temperatura de proceso óptima. Las reactores de flujo y los reactores cerrados se pueden presurizar también. Bajo presiones elevadas, tiene lugar una cavitación más intensa. Hielscher ofrece reactores que pueden presurizarse hasta 300 atm.

Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultrasónicas de diferentes tamaños y formas (p. ej. cascatrodos), lo que permite escalar todos los resultados del proceso ultrasónico de una forma completamente lineal. Con homogeneizadores ultrasónicos de 16 kW y diferentes tipos de sonotrodos y reactores de flujo, Hielscher será un socio experimentado para procesos ultrasónicos a escala industrial. Además de la variedad de ultrasonicadores convencionales, Hielscher diseña y fabrica sistemas personalizados.