Ultraheli lagunemine: niisutamine, lahustamine, hajutamine
Ultraheli integraatoreid kasutatakse laialdaselt osakeste ja pulbrite niisutamiseks, hajutamiseks või lahustamiseks vedelikeks. Suure jõudlusega ultrasonikaatorid loovad intensiivseid nihkejõude, mis purustavad ja purustavad agregaadid, aglomeraadid ja primaarsed osakesed mikroskoopiliseks või nanosuuruseks. Ühtlane osakeste töötlemine akustilises kavitatsiooniväljas annab tulemuseks kitsa osakeste jaotuse ja ühtlase osakeste pinna.
Ultraheli desintegraatorid ja nende rakendused
Ultraheli desintegraatorid pakuvad intensiivseid nihkejõude, mis tekitab vajaliku mõju tahketele ainetele, nagu osakesed, kristallid ja kiud, et neid häirida ja lagundada sihipäraseks suuruseks, nt mikroni- või nanosuuruseks. Võrreldes alternatiivsete lagunemismeetoditega, nagu suure nihkega tera segistid, kõrgsurve homogenisaatorid, helmesveskid, mikrofluidisaatorid jne, pakuvad ultraheli desintegraatorid mõningaid suuri eeliseid.
Ultraheli desintegraatorite eelised
- Suure intensiivsusega kavitatsioon ja nihe
- Ühtne osakeste töötlemine
- Kõrge tahke aine kontsentratsioon
- Düüse pole / pole ummistusi
- Freesimisvahendit (st helmeid) pole vaja
- lineaarne mastaapsus
- Lihtne & ohutu käitamine
- Lihtne puhastada
- Aeg- & energiatõhus
Ultraheli läbivoolureaktorid nanoosakeste läga tööstuslikuks inline tootmiseks.
Ultraheli poolt tekitatud suured turbulentsid suurendavad massiülekannet faaside vahel ja soodustavad seeläbi pulbrite või heterogeensete keemiliste reaktsioonide lahustumist. See muudab ultraheli desintegraatorid eelistatud vahendiks selliste protsesside intensiivistamiseks nagu freesimine, hajutamine, emulgeerimine ja lahustamine.
Loe lähemalt keemiliste reaktsioonide ultraheli intensiivistamise kohta (sonochemistry)!
Ultraheli desintegraatorite rakendused
- Freesimine & Jahvatamine
- deagglomeratsioon & Dispersioon
- emulgeerimine
- Pulbrite lahustamine
- Massiülekande parandamine
- sonokeemilised reaktsioonid
Ultraheli desintegraatorid osakeste suuruse vähendamiseks
Ultraheli desintegraatoreid kasutatakse osakeste suuruse vähendamiseks ja osakeste jaotamiseks, wether see tähendab primaarsete osakeste tegelikku pminutimist (mida nimetatakse jahvatamiseks) või aglomeraatide purunemist (mida nimetatakse deagglomeratsiooniks / dispersiooniks).
Mg2Si osakeste suuruse jaotus ja SEM-pildid enne ja pärast ultraheli freesimist (UM). a) osakeste jaotus suuruse järgi; b) SEM-kujutis enne ultraheli freesimist; (c) SEM-pilt pärast ultraheli freesimist 50% PVP–50% EtOH-s 2 tundi.
allikas: Marquez-Garcia et al. 2015
Ultraheli desintegraatorid jahvatamiseks & Jahvatamine
Ultraheli genereeritud kavitatsioon tekitab intensiivseid nihkejõude ja seeläbi seotud spetsiifilist kokkupõrget. Läga tahked ained toimivad freesimiskeskkonnana (võrreldavad helmeste või pärlitega helmestes / pärliveskis): Neid kiirendavad kavitatsioonilised vedelikuvood, mis saavutavad kergesti kiiruse kuni 180 m / s. Kui osakesed tabavad üksteist nii tohutu kiirusega, purunevad ja purunevad nad mikroni- ja nanosuurusteks fragmentideks. Ultraheli desintegraatorid võivad isegi murda primaarosakesi. Ultraheli voolu rakureaktorid tagavad kõigi osakeste ühtlase töötlemise, nii et ultraheli freesimine toob kaasa kitsa osakeste suuruse jaotuse.
Klõpsa siia, et saada lisateavet ultraheli freesimise kohta!
Ultraheli desintegraatorid deagglomeratsiooni jaoks & Dispersioon
Ultraheli protsessi parameetreid saab väga täpselt kontrollida, nii et ultraheli lagundajad saavad jahvatada primaarseid osakesi kõrge amplituudi ja kõrgendatud rõhu rakendamisel. Teisest küljest saab ultraheli lagunemissüsteeme kasutada ka madalamate amplituudide ja kergemate tingimustega, nii et osakeste struktuur ja pind jäävad puutumata, kuid aglomeraadid lagunevad ja üksikud osakesed jaotuvad lägas ühtlaselt.
Klõpsake siin, et saada lisateavet ultraheli deagglomeratsiooni ja dispersiooni kohta!
Ultraheli desintegraatorid emulgeerimiseks
Kui kaks segunematut vedelikku (nt vesi ja õli) on ultraheliga töödeldud, häirib ultraheli kavitatsioon tilka – tekitades kahest segunematust faasist väga väikesed tilgad, mis seejärel segatakse kokku. Kuna ultraheli desintegraatorid toodavad kergesti nano suurusega tilka, on stabiliseeritud ultraheli emulsioonidel pikaajaline stabiilsus ja selge läbipaistev välimus.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli nano-emulgeerimise kohta!
Ultraheli desintegraatorid lahustamiseks
Ultraheli desintegraatoreid kasutatakse pulbri ja tablettide lahustamiseks kiires, facile ja ohutus protseduuris. Ultraheli genereeritud kavitatsioon õõnestab tahkete ainete pinda ja transpordib erodeeritud fragmendid vedelikku, saades seeläbi homogeense lahuse.
Farmaatsiatööstuses on tablettide lahustamine igapäevane ülesanne, nt analüütilistel eesmärkidel. Kui tabletid puutuvad kokku vesikeskkonnaga, lahustub tablett aeglaselt väga aeganõudvas protsessis. Isegi tavalise segaja või terasegisti kasutamise korral on tablettide täielik lahustumine aeganõudev. Ultraheli kavitatsioon ja selle erakordselt intensiivsed nihkejõud eemaldavad osakesed tabletist ja transpordivad need lahjendisse, hoides seeläbi massiülekannet tableti pinna ja värske, küllastumata lahjendi vahel pidevalt pooleli. See muudab ultraheli lahustamise äärmiselt kiireks ja tõhusaks protsessiks, mis aitab kiirendada ravimite lahustumist.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli lahustamise kohta!
Kuidas mehaaniline desintegraator töötab?
Ultraheli labori desintegraatorid kasutavad sama mehaanilist põhimõtet nagu tööstuslikud desintegraatorid. Desintegraatori segamissüsteemid lagunevad aglomeraadid ja agregaadid, lahustavad tahkeid aineid või hajutavad tahkeid osakesi vedelates segudes. Ultraheli lagunemine sisaldab suure intensiivsusega ultraheli sondi partii mahutis või in-line voolu raku reaktoris. Ultraheli desintegraatori sond (sonotrode) vibreerib vedelikus väga kõrgel sagedusel ja tekitab vedelikus intensiivse ultraheli kavitatsiooni. Iga kavitatsioonimullide kokkuvarisemise tulemuseks on võimsad nihkejõud, mis lõhuvad aglomeraate, agregaate ja isegi primaarosakesi. Samuti toodab ultraheli kavitatsioon kiiret kavitatsioonilist voogesitust kuni 1000km / h. Kavitatsioonilised vedelikujoad mõjutavad osakeste aglomeraate, rebenevad rakuseinu, parandavad materjali ülekannet lägas ja hajutavad tahkeid aineid kogu vedeliku mahus. Ultraheli kavitatsiooniväljal vahelduvad rõhud kiiresti ja korduvalt vaakumi ja kuni 1000bar vahel. 4 segisti labaga pöörlev segisti peaks töötama vapustaval 300 000 RPM-il, et saavutada vahelduvate rõhutsüklite sama sagedus. Tavalised pöörlevad segistid ja rootor-staatori segistid ei tekita kiiruse piiramise tõttu märkimisväärset kavitatsiooni.
Kas olete huvitatud nanoosakeste alt-üles sünteesist? – Kliki siia, et lugeda rohkem!
Ultraheli desintegraator UIP2000hdT osakeste dispersioonide jaoks roostevabast terasest reaktoris
Lab ultraheli desintegraatorid
Sondi tüüpi ultraheli seadmed on igas laboris väga kasulik vahend. Ultraheli sond (tuntud ka kui sonotrode) on lihtne geomeetria ja kergesti puhastatav titaanvarras, mis ühendab ultraheli vibratsiooni vedelikuks. Hielscher teeb ultraheli sonde ja näpunäiteid mitmesugustes suurustes. Kõige tavalisemaks tahkete ainete lagunemiseks laboris on väga kasulikud ultraheli sondid, mille otsa läbimõõt on 3, 7, 14 või 22 mm. Saadaval on muud sondi suurused ja kohandatud suurusega ultraheli sondid. Tüüpilised ultraheli seadmed laboratoorseks lagunemiseks on vahemikus 100 kuni 400 vatti ultraheli võimsus.
Tööstuslikud ultraheli desintegraatorid
Hielscheri tööstuslikud desintegraatorid on suure võimsusega ultraheli protsessorid, mis on mõeldud suurte lägavoogude pidevaks lagunemiseks. Need tööstussüsteemid saavad hõlpsasti hakkama kõrge tahke kontsentratsiooniga. Tööstuslikud ultraheli sondid on varustatud äärikuga, mida saab paigaldada terasest mahutitesse, klaasreaktoritesse või plastmahutitesse mis tahes suunas. Ultrahelitöötlusanuma või vooluraku survestamine intensiivistab akustilist kavitatsiooni ja seeläbi ultrahelitöötlusprotsessi. Tüüpilised ultraheli tööstuslikud lagunemisseadmed jäävad vahemikku 1000 kuni 16 000 vatti ultraheli võimsust sonotrode kohta.
Tööstusharud, kus ultraheli lagunemine on laialt levinud:
- Tahkete/vedelate preparaatide dispergeerimine, lahustamine, segamine
- Materjaliteadus
- Proovi ettevalmistamine enne analüüsi
- Nanoosakeste rakendused
- Osakeste funktsionaliseerimine
- Faasiülekande reaktsioonid
- Kristalliseerumine / sadestumine
- toiduainete töötlemine
- Paberitööstus
- Biomassi kääritamine
Kuidas osta õige ultraheli desintegraator?
Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kogenud suure jõudlusega ultraheli desintegraatorite tootja, mida kasutatakse osakeste hajutamiseks ja purustamiseks või pulbrite lahustamiseks vedelikes. Turuliidrina kavandab, toodab ja levitab Hielscher ultraheli desintegraatoreid ja homogenisaatoreid laborist ja pinkidest kuni täistööstusliku skaalani.
Aitame teil vastata järgmistele küsimustele, et leida teie rakendusele ja vajadustele kõige sobivam ultraheli desintegraator:
- Mis on teie sihtrakendus?
- Milline on tüüpiline maht, mida tuleb töödelda?
- Millised on protsessi kriitilised tegurid?
- Millised on kvaliteedistandardid, mida tuleb saavutada?
Meie hästi koolitatud ja kogenud töötajad aitavad teid kõigi küsimuste ja teie protsessi kontseptsiooniga. Hielscher Ultrasonics pakub põhjalikku konsultatsiooni ultraheli protsesside kohta, et aidata meie klientidel leida optimaalne ultraheli seade. Kuid Hielscheri teenus ei lõpe siin, koolitame kliente kas nende rajatistes või meie ultraheli protsessi laboris ja tehnilises keskuses, et aidata neid protsessi arendamisel, optimeerimisel ja laiendamisel.
Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid pakuvad kergesti väga kõrgeid amplituudi, mis on vajalikud kõvade osakeste ja aglomeraatide purustamiseks või kõrge tahke kontsentratsiooniga läga töötlemiseks. Hielscheri tööstuslikke integraatoreid saab 24/7 töös pidevalt käitada amplituudiga kuni 200 μm. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Täiendavad tarvikud, nagu võimendussarved, voolurakud, ultrahelitöötlusreaktorid ja täielikud ringlusseaded, on kergesti kättesaadavad ja võimaldavad konfigureerida teie ultraheli süsteemi, mis on määratud teie protsessi nõuetega.
Keerukad ultraheli desintegraatorid ja lahustajad
Hielscher Ultrasonics keskendub suure jõudlusega desintegraatoritele, millel on kõrgeim kasutajasõbralikkus ja tipptasemel tehnilised edusammud. See tähendab, et Hielscheri labori lagunejate standardid kohanduvad üha enam tööstusmasinate intelligentsusega. Kasutaja saab juhtida Hielscheri digitaalseid ultrasonikaatoreid brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu. Automaatne andmete salvestamise tarkvara kirjutab kõik olulised ultraheli parameetrid, nagu kasulik võimsus, koguvõimsus, amplituud, temperatuur, rõhk, kellaaeg ja kuupäev CSV-failina sisseehitatud SD-kaardile. Lisaks saab ultraheli desintegraatorit programmeerida automaatseks väljalülitamiseks pärast kindlaksmääratud aega või konkreetset energiasisendit või programmi pulseerivaid ultrahelitöötlusrežiime. Ühendatavad temperatuuri- ja rõhuandurid võimaldavad proovitingimusi hoolikalt jälgida. Kuna soojustundlike materjalide temperatuuri reguleerimine on protsessitulemuste kvaliteedi jaoks ülioluline tegur, pakub Hielscher erinevaid lahendusi protsessi temperatuuri hoidmiseks sihitud temperatuurivahemikus.
Hielscheri ultrasonikaatorite keerukad funktsioonid tagavad kõrgeima protsessikontrolli, usaldusväärsed ja reprodutseeritavad ultrahelitöötluse tulemused, kasutajasõbralikkuse ja töömugavuse.
Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Võimalus töötada nii kõrge amplituudiga võimaldab meie klientidel jahvatada primaarosakesi tõhusalt nanosuuruseks. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Loe lähemalt ultraheli lahustamise ja lahustajate kohta!
kvaliteet – Valmistatud Saksamaal
Pereettevõttena ja pereettevõttena on Hielscher uhke oma ultraheli protsessorite kõrge kvaliteedi üle. Kõik ultrasonikaatorid on projekteeritud, toodetud ja testitud meie peakontoris Teltowis Berliini lähedal, Saksamaal. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Saate osta Hielscheri ultraheli desintegraatoreid kõigis erinevates suurustes ja hinnavahemik pakub taskukohast ultrasonikaatorit, mis sobib teie eelarvega. Alates osakeste lagunemisest väikestes laboriviaalides kuni läga pideva voolu lagunemiseni tööstuslikus tootmises on Hielscher Ultrasonicsil teile sobiv desintegraator! Palun võtke meiega ühendust – Meil on hea meel soovitada teile kõige sobivamat ultrasonikaatorit!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / Viited
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Renata Tomczak-Wandzel, Svetlana Ofverstrom, Regimantas Dauknys, Krystyna Mędrzycka (2011): Effect of Disintegration Pretreatment of Sewage Sludge for Enhanced Anaerobic Digestion. ENVIRONMENTAL ENGINEERING The 8th International Conference May 19–20, 2011, Vilnius, Lithuania.