Ultraheli homogenisaatorid labori-, pilootskaala- ja tööstuslikuks töötlemiseks
Ultraheli homogenisaatorid on võimsad töövahendid tahke aine ja vedeliku ning vedeliku ja vedeliku suspensioonide segamiseks ja homogeniseerimiseks. Ultraheli homogeniseerimine on mehaaniline protsess, mis vähendab vedelikus olevate osakeste suurust nii, et need muutuvad ühtlaselt väikeseks ja jaotuvad võrdselt. Hielscher pakub võimsaid ultraheli homogenisaatoreid kasutamiseks labori- ja tootmismastaabis.
Ultraheli homogenisaatorid töökindlaks segamiseks, dispergeerimiseks, emulgeerimiseks ja osakeste suuruse vähendamiseks
Hielscheri ultraheli homogenisaatorid tekitavad võimsat, kontrollitavat kavitatsiooni ühtlaste segude, peente dispersioonide, stabiilsete emulsioonide, nanoemulsioonide, rakulüsaatide ja vähendatud osakeste suuruste valmistamiseks. Väikestest laboriproovidest pidevate tööstuslike tootmisprotsessideni tagavad Hielscheri sonikaatorid korratavad homogeniseerimistulemused uuringute, tootearenduse ja tootmise jaoks.
Olenemata sellest, kas peate töötlema laboris milliliitreid, optimeerima retseptuuri pilootskaalas või käitama suure läbilaskevõimega inline-tootmist, pakub Hielscher ultraheli homogenisaatoreid, mis võimaldavad täpselt juhtida amplituudi, aega, temperatuuri, rõhku ja energiasisendit. See muudab ultraheli homogeniseerimise skaleeritavaks, korratavaks ja tõhusaks alternatiiviks rootor-staator-segistitele, helmesveskitele ja kõrgsurvehomogenisaatoritele.
Miks valida ultraheli homogenisaator:
- Võimas homogeniseerimine: Valmistage peeneid dispersioone, emulsioone, nanoemulsioone ja ühtlaseid suspensioone.
- Täpne protsessijuhtimine: Reguleerige amplituudi, võimsust, aega, temperatuuri ja rõhku korratavate tulemuste saamiseks.
- Laborist tööstusmastaabini: Töödelge väikeseid proove, suuri partiisid või pidevaid vooluvoogusid.
- Sobib nõudlikele materjalidele: Sobib abrasiivsetele osakestele, kõrge tahkisesisaldusega suspensioonidele, kiulistele materjalidele, viskoossetele vedelikele ja keerukatele koostistele.
- Partii- ja inline-töötlus: Kasutage avatud anumaid, keedklaase, reaktoreid või läbivoolukambreid.
- Väikese hooldusvajadusega konstruktsioon: Lihtsad sonotroodi ja läbivoolukambri geomeetriad vähendavad puhastamisvaeva ja kulumist.
- Loodud 24/7 töötamiseks: Tööstuslikud ultraheli süsteemid on mõeldud raskeks pidevaks töötlemiseks.
Öelge meile oma töötlusmaht, soovitud osakeste või tilkade suurus, viskoossus, tahkisesisaldus ja nõutav läbilaskevõime. Soovitame teile sobivaima labori-, pilootskaala- või tööstusliku sonikaatori.
Ultraheli homogenisaator UIP1000hdT, 1000-vatine võimas sonikaator nanodispersioonide ja -emulsioonide jaoks
Ultraheli homogenisaatorite rakendused ja mõju
Ultraheli homogenisaatorid on võimsad ja töökindlad segistid, mida kasutatakse laboris ja tööstuses arvukate rakenduste jaoks.
Ultraheli homogenisaatorit saab kasutada mitmesugusteks rakendusteks, sealhulgas:
- Homogeniseerimine: Ultraheli homogenisaatorid suudavad proove homogeniseerida, et luua ühtlaseid ja stabiilse koostisega segusid.
- Dispergeerimine: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada tahkete osakeste dispergeerimiseks vedelikes stabiilsete suspensioonide loomiseks. Ultraheli töötlus on erakordselt tõhus nanodispersioonide valmistamisel.
- Emulgeerimine: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada stabiilsete emulsioonide ja nanoemulsioonide loomiseks, lagundades ja dispergeerides omavahel segunematuid vedelikke, näiteks õli ja vett.
- Rakkude lõhkumine: Ultraheli homogenisaatorid suudavad rakke avada, et ekstraheerida rakusiseseid komponente, näiteks valke, nukleiinhappeid, ensüüme ja metaboliite.
- Gaasidest vabastamine: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada lahustunud gaaside eemaldamiseks vedelikest, näiteks HPLC lahustite või jahutusvedelike gaasidest vabastamiseks.
- Ultrahelilt toetatud keemilised reaktsioonid: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada ka ultraheli töötlusega toetatud keemiliste reaktsioonide jaoks, näiteks sonokeemiliseks sünteesiks, katalüüsiks või lagundamiseks.
Kokkuvõttes on ultraheli homogenisaatorid mitmekülgne töövahend, mida saab kasutada väga erinevateks rakendusteks uuringutes, arenduses ja tööstusprotsessides.
Tööstuslik sonikaator UIP4000hdT läbivoolukambritega pidevaks inline-tootmiseks
Võimas ultraheli osakeste suuruse vähendamiseks:
Kui ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse sellistes rakendustes nagu segamine, dispergeerimine ja emulgeerimine, on eesmärk vähendada vedelikus või suspensioonis (slurry) olevate väikeste osakeste või tilkade suurust, et parandada segu ühtlust ja stabiilsust. Need osakesed (dispersne faas) võivad olla kas tahked või vedelad. Osakeste keskmise läbimõõdu vähenemine suurendab üksikute osakeste arvu. See toob kaasa osakeste keskmise vahekauguse vähenemise ning suurendab osakeste pindala. Graafik näitab seost üksiku osakese läbimõõdu ja kogupindala vahel. Pindala ja osakeste keskmine vahekaugus võivad mõjutada vedeliku reoloogiat.
Kui osakeste ja vedeliku erikaalu vahel on erinevus, võib segu homogeensus mõjutada dispersiooni stabiilsust. Kui enamiku osakeste suurus on sarnane, väheneb kalduvus aglomereeruda settimise või ülestõusmise ajal, sest sarnastel osakestel on sarnane ülestõusmis- või settimiskiirus.
Ultraheli dispersioonid näitavad ühtlast osakeste suurusjaotust homogeenselt vähendatud osakestega. Kõverad näitavad ränidioksiidi osakeste jaotust enne ultraheli (roheline kõver) ja pärast ultraheli dispergeerimist (punane kõver).
Ultraheli ja kõrgsurve homogenisaatorid
Kõrgsurve homogenisaatorid suruvad vedeliku väga kõrge rõhu all läbi homogeniseeriva ventiili. See võib hästi toimida pehmete osakeste või tilkade puhul, näiteks piima rasvakerakeste korral. Praegune leht märgib siiski, et kõrgsurve homogenisaatorite kasutamine võib olla piiratud kõvade, abrasiivsete, kiuliste või nöörjate materjalide töötlemisel, sest suured vedeliku kiirused ja väikesed ventiili avad põhjustavad kulumist ning vähendavad pumba või ventiili eluiga.
Ultraheli homogenisaatorid töötavad teisiti. Selle asemel, et suruda materjali läbi väikese ventiili ava, viivad nad vedelikku mehaanilist energiat vibreeriva sonotroodi kaudu. See tekitab kavitatsiooni otse töödeldavas keskkonnas.
Ultraheli homogenisaatorite eelised
- Puuduvad väikesed ventiili avad, mis võivad kergesti ummistuda
- Sobib abrasiivsetele ja kiulistele materjalidele
- Protsessi intensiivsuse lihtne reguleerimine
- Perioodilise ja pideva töötlemise võimalused
- Vähe märguvaid ja liikuvaid osi
- Tõhus osakeste deaglomeratsioon ja tilgasuuruse vähendamine
- Hea skaleeritavus laborikatsetest tootmiseni
Ultraheli homogenisaatorid labori-, pilootmahu- ja tööstuslikus mastaabis
Hielscher pakub ultraheli homogenisaatoreid paljudele töödeldavatele mahtudele ja läbilaskevõimetele. Laboratoorseid ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse väikeste proovide ettevalmistamiseks, retseptuuri katsetamiseks, bioloogiliste proovide töötlemiseks ja teadus- ja arendustegevuses. Pilootmahu- ja tööstuslikke ultraheliseadmeid kasutatakse protsessi arendamiseks, skaleerimiseks, tootmiseks ja pidevaks in-line töötlemiseks.
Praegune leht annab laia mastaabivahemiku: laboratoorsed ultraheli homogenisaatorid suudavad töödelda mahte ligikaudu 1,5 mL kuni 5 L, tööstuslikud ultraheli homogenisaatorid aga partiisid ligikaudu 0,5 kuni 2000 L või vooluhulki 0,1 L kuni 20 m³ tunnis.
| Homogenisaatori klass | Sobib kõige paremini | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|
| Laboratoorsed homogenisaatorid | Kompaktsed sondsonikaatorid väikeste proovide, laboritöö, teadus- ja arendustegevuse ning retseptuuri arenduse jaoks. | Proovide ettevalmistamine, rakkude lõhkumine, DNA, RNA ja valkude ekstraheerimine, väikese partii emulsioonid, nanoosakeste dispergeerimine, retseptuuri skriining ja teostatavuskatsetused. |
| Pilootmahu homogenisaatorid | Pilootsüsteemid protsessi arendamiseks, skaleerimisuuringuteks, parameetrite optimeerimiseks ja katsepartiide tootmiseks. | Amplituudi, energiasisendi, aja ja temperatuuri optimeerimine, skaleerimisparameetrite arendamine, pideva vooluga katsetamine, katsepartiide tootmine ja protsessi majanduslikkuse valideerimine. |
| Tööstuslikud homogenisaatorid | Tööstuslikud ultrahelisüsteemid suuremahuliseks töötlemiseks, pidevaks tootmiseks ja suure läbilaskevõimega tootmiseks. | Pidev tootmine, suurte partiide homogeniseerimine, suuremahuline dispergeerimine, in-line emulgeerimine, märgjahvatus, protsessi intensiivistamine ja 24/7 tootmine. |
Õige ultraheli homogenisaatori valimine
Parim ultraheli homogenisaator sõltub protsessi eesmärgist ja materjali omadustest. Usaldusväärse seadmesoovituse saamiseks arvestage järgmiste parameetritega:
- Proovi- või partii maht
- Pidev vooluhulk
- Vedeliku viskoossus
- Tahke aine sisaldus
- Osakeste kõvadus
- Osakeste või tilkade algsuurus
- Osakeste või tilkade soovitud suurus
- Temperatuuritundlikkus
- Nõutav töötlusaeg
- Jahutuse või rõhu reguleerimise vajadus
- Partii-, retsirkulatsiooni- või ühekordse läbimisega in-line töörežiim
- Puhastus- ja materjaliühilduvusnõuded
Nende protsessiparameetrite põhjal saame soovitada sobiva ultraheli homogenisaatori, sonotroodi, boosteri, läbivoolukambri ja jahutussüsteemi.
Miks osta Hielscheri ultraheli homogenisaator?
Hielscheri ultraheli homogenisaatorid on projekteeritud töökindla kavitatsiooni, reprodutseeritava protsessijuhtimise ja pika kasutusea tagamiseks. Süsteemid on mõeldud kasutamiseks laborites, pilootseadmetes ja tööstuskeskkondades.
Kehtiva lehe andmetel on Hielscheri ultrahelisonikaatorid amplituudjuhitavad, mis tähendab, et valitud amplituud säilib töötingimustes. Samuti rõhutatakse, et identsed sonikeerimisparameetrid toetavad ühtlaseid ja reprodutseeritavaid tulemusi, mis on oluline toote kvaliteedi ja protsessi suurendamise jaoks.
Hielscheri sonikaatorite eelised:
- Suure jõudlusega ultraheliprotsessorid laborist tööstusliku mastaabini
- Täpne amplituudi reguleerimine
- Reguleeritav võimsus, aeg, temperatuur ja rõhk
- Partii- ja in-line töötlus
- Vastupidavad sonotroodid ja läbivoolukambrid
- Vähe vedelikuga kokkupuutuvaid osi ja lihtne puhastamine
- Sobib abrasiivsetele, kiulistele ja suure tahke aine sisaldusega materjalidele
- Tööstussüsteemid 24/7 töörežiimiks
- Protsessinõustamine ja rakendustugi
- Saksa disain ja tootmiskvaliteet
Allolev tabel annab üldised seadmesoovitused sõltuvalt töödeldavast partii mahust või vooluhulgast. Klõpsake sonikaatori mudelil, et saada iga ultraheli homogenisaatori kohta lisateavet.
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 0,5 kuni 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 kuni 500mL | 10 kuni 200mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 kuni 150L | 3 kuni 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster seadmetest UIP16000 |
Ultraheli koehomogenisaatorid
Lisaks dispersioonide ja emulsioonide valmistamisele on ultraheli homogenisaatorid kindlalt kinnistunud biotehnoloogias, rakubioloogias, molekulaarbioloogias ja bioteadustes rakkude lüüsimisel ja fraktsioneerimisel, koe lõhkumisel, rakusiseste ühendite ekstraheerimisel ning DNA, RNA ja kromatiini lõikamisel nihkejõududega. Ultraheli homogenisaatorid sobivad proovide ettevalmistamiseks väga väikeste mahtude (0,1mL) kuni väga suurte tööstusprotsesside mahtudeni (nt bioaktiivsete ühendite ekstraheerimine toidulisandite tootmiseks).
Koe lõhkumiseks ultraheli homogenisaatoriga kasutatakse isotoonilist puhverlahust osmootse kahjustuse vältimiseks. Hielscheri ultraheli homogenisaatorid on varustatud temperatuurianduri ja temperatuuri reguleerimise seadistusega, mis võimaldavad hoida proove hästi kontrollitud temperatuurivahemikus.
Lisateavet ultraheli koehomogenisaatorite kohta leiate siit – klõpsake!
KKK: ultraheli homogenisaatorid
Mis on ultraheli homogenisaator?
Ultraheli homogenisaator on suure võimsusega ultraheliseade, mida kasutatakse osakeste ja tilkade segamiseks, dispergeerimiseks, emulgeerimiseks, deagglomereerimiseks, lõhkumiseks või vähendamiseks vedelikes. See kasutab vibreerivat sondi akustilise kavitatsiooni tekitamiseks vedelikus.
Kuidas ultraheli homogeniseerimine töötab?
Ultraheli homogeniseerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil. Suure intensiivsusega ultraheli tekitab mikroskoopilisi mulle, mis kollabeeruvad järsult. See tekitab nihkejõude, turbulentsi ja osakeste kokkupõrkeid, mis vähendavad osakeste või tilkade suurust ja parandavad segu ühtlust.
Milleks ultraheli homogenisaatorit kasutatakse?
Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse dispergeerimiseks, emulgeerimiseks, nanoemulgeerimiseks, märgjahvatamiseks, osakeste suuruse vähendamiseks, rakkude lüüsiks, koe desintegreerimiseks, degaseerimiseks, ekstraheerimiseks ja sonokeemilisteks reaktsioonideks.
Mis vahe on ultraheli homogenisaatoril ja sondsonikaatoril?
Neid termineid kasutatakse sageli sama tüüpi seadme kohta. Sondsonikaator on ultraheli homogenisaator, mis kannab ultraheli otse vedelikku sondi ehk sonotroodi kaudu.
Kas ultraheli homogenisaatoritega saab valmistada nanoemulsioone?
Jah. Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse laialdaselt peenemulsioonide ja nanoemulsioonide valmistamiseks, vähendades piiskade suurust ja parandades piiskade jaotumist õli–vesi või vesi–õli süsteemides.
Kas ultraheli homogenisaatoritega saab nanoosakesi dispergeerida?
Jah. Ultraheli homogenisaatorid sobivad väga hästi nanoosakeste dispergeerimiseks ja osakeste aglomeraatide lõhkumiseks vedelikes. Neid kasutatakse selliste materjalide jaoks nagu ränidioksiid, pigmendid, grafiit, grafeen, CNT-d, metallioksiidid, keraamika ja katalüsaatorid.
Kas ultraheli homogenisaatorid sobivad abrasiivsete materjalide jaoks?
Jah. Ultraheli homogenisaatorid sobivad paljude abrasiivsete või kõvade osakeste jaoks, sest need ei toetu nagu kõrgrõhuhomogenisaatorid väikestele ventiili avadele. Hielscheri praegune leht nimetab konkreetselt abrasiivseid materjale, nagu pigmendid, poleerimisvahendid ja metallioksiidid, kõrgrõhuhomogenisaatoritele keerukateks.
Kas ultraheli homogenisaatorid saavad töödelda viskoosseid vedelikke?
Jah. Ultraheli homogenisaatorid saavad töödelda paljusid viskoosseid vedelikke ja suspensioone. Optimaalne konfiguratsioon sõltub viskoossusest, anuma geomeetriast, vooluhulgast, sonotroodi suurusest ja jahutusnõuetest.
Kas ultraheli homogenisaatorit on võimalik skaleerida?
Jah. Ultraheli homogenisatsiooni saab skaleerida laborikatsetelt pilootmastaabi ja tööstusliku tootmiseni. Hielscher pakub ultraheli homogenisaatoreid väikeste proovimahtude, suurte partiide ja pideva in-line töötluse jaoks.
Millised parameetrid ultraheli homogenisatsiooni juhivad?
Olulised parameetrid on amplituud, ultraheli töötluse aeg, energiasisend, temperatuur, rõhk, vedeliku maht, vooluhulk, viskoossus, osakeste kontsentratsioon ja sonotroodi geomeetria.
Kas ultraheli homogenisatsioon on reprodutseeritav?
Jah, kui protsessiparameetrid on kontrollitud. Hielscheri ultraheli homogenisaatorid on amplituudjuhitavad, mis toetab korratavaid sonikeerimistingimusi ja järjepäraseid tulemusi.
Millise Hielscheri ultraheli homogenisaatori peaksin valima?
Sobiv mudel sõltub proovi mahust, vooluhulgast, viskoossusest, tahke aine kontsentratsioonist, soovitud osakeste või piiskade suurusest ning sellest, kas protsess on partiipõhine või in-line. Laborikasutajad valivad tavaliselt kompaktseid ultrahelitöötlusseadmeid, tööstuslikud kasutajad aga suure võimsusega süsteeme koos läbivoolukambrite või reaktoritega.
Kirjandus / viited
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 ultraheli homogenisaatorit UIP1000hdT (7x 1kW ultrahelivõimsust), paigaldatud klastrina tööstuslikuks suure läbilaskevõimega töötluseks
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates labori- kuni tööstusliku suuruseni.