Ultrahelihomogenisaatorid laboratoorseteks, katse- ja tööstuslikeks protsessideks
Ultraheli homogenisaatorid on võimsad vahendid tahke-vedelate ja vedelik-vedelate suspensioonide segamiseks ja homogeniseerimiseks. Ultraheli homogeniseerimine on mehaaniline protsess osakeste vähendamiseks vedelikus, nii et need muutuvad ühtlaselt väikeseks ja ühtlaselt jaotunud. Hielscher pakub võimsaid ultraheli homogenisaatoreid kasutamiseks laboris ja tootmisskaalal.
Ultrahelihomogenisaatorid usaldusväärseks segamiseks, dispersiooniks, emulgeerimiseks ja osakeste suuruse vähendamiseks
Hielscheri ultrahelihomogenisaatorid tagavad võimsa ja reguleeritava kavitatsiooni, mis võimaldab valmistada ühtlasi segusid, peeneid dispersioone, stabiilseid emulsioone, nanoemulsioone, rakulüsaate ning vähendada osakeste suurust. Alates väikestest laboriproovidest kuni pideva tööstusliku tootmiseni pakuvad Hielscheri ultrahelihomogenisaatorid korratavaid tulemusi teadustöö, tootearenduse ja tootmise valdkonnas.
Olgu tegemist milliliitrite töötlemisega laboris, koostise optimeerimisega pilootmastaabis või suure tootlikkusega tootmisliiniga, pakub Hielscher ultrahelihomogenisaatoreid, mis võimaldavad täpselt reguleerida amplituudi, aega, temperatuuri, rõhku ja energiatarbimist. See teeb ultrahelihomogeniseerimisest skaleeritava, korratava ja tõhusa alternatiivi rootor-staator-segistitele, helmesegistitele ja kõrgsurvehomogenisaatoritele.
Miks peaksite valima ultrahelihomogenisaatori:
- Tõhus homogeniseerimine: Valmistage peeneid dispersioone, emulsioone, nanoemulsioone ja ühtlaseid suspensioone.
- Protsessi täpne juhtimine: Reguleerige amplituudi, võimsust, aega, temperatuuri ja rõhku, et saavutada korratavaid tulemusi.
- Laborist tööstuslikule tasemele: Töötle väikeseid proove, suuri partiisid või pideva voolu materjale.
- Sobib nõudlike materjalide töötlemiseks: Sobib abrasiivsete osakeste, suure tahkete ainete sisaldusega suspensioonide, kiudainete, viskoossete vedelike ja keeruliste koostiste jaoks.
- Partiipõhine ja järjestikune töötlemine: Kasutage avatud anumad, keeduklaase, reaktoreid või läbivoolukambreid.
- Hooldusvaene disain: Lihtne sonotroodi ja voolukambri ehitus vähendab puhastamisvajadust ja kulumist.
- Valmistatud ööpäevaringseks tööks: Tööstuslikud ultrahelisüsteemid on mõeldud rasketeks pidevaks töötlemiseks.
Teatage meile oma töötlemismaht, soovitud osakeste või tilkade suurus, viskoossus, tahkete ainete sisaldus ja vajalik tootlikkus. Soovitame Teile kõige sobivama laboratoorse, piloot- või tööstusliku ultraheli-seadme.
Ultraheli homogenisaator UIP1000hdT, 1000 vatti võimas sonikaator nanodispersioonide ja -emulsioonide jaoks
Ultraheli homogenisaatorite rakendused ja mõju
Ultraheli homogenisaatorid on võimsad ja usaldusväärsed segistid, mida kasutatakse laboris ja tööstuses paljude rakenduste jaoks.
Ultraheli homogenisaatorit saab kasutada mitmesugusteks rakendusteks, sealhulgas:
- Homogeniseerimine: Ultraheli homogenisaatorid võivad homogeniseerida proove, et luua ühtseid ja järjepidevaid segusid.
- Dispersioon: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada tahkete osakeste hajutamiseks vedelikes, et luua stabiilsed suspensioonid. Ultraheli on nano-dispersioonide loomisel erakordselt tõhus.
- Emulgeerimine: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada stabiilsete emulsioonide ja nanoemulsioonide loomiseks, purustades ja hajutades segunematuid vedelikke, nagu õli ja vesi.
- Rakkude häired: Ultraheli homogenisaatorid võivad murda avatud rakke, et ekstraheerida rakusiseseid komponente, nagu valgud, nukleiinhapped, ensüümid ja metaboliidid.
- Degaseerimine: Ultraheli homogenisaatoreid saab kasutada lahustunud gaaside eemaldamiseks vedelikest, näiteks HPLC lahustite või jahutusvedelike degaseerimiseks.
- Ultraheli abil keemilised reaktsioonid: Ultraheli homogenisaatoreid võib kasutada ka ultrahelitöötlusega keemiliste reaktsioonide jaoks, nagu sonokeemiline süntees, katalüüs või lagunemine.
Üldiselt on ultraheli homogenisaatorid mitmekülgne tööriist, mida saab kasutada mitmesugustes rakendustes teadus-, arendus- ja tööstusprotsessides.
Tööstuslik sonikaator UIP4000hdT koos voolukambritega pidevaks tootmiseks tootmisliinil
Võimsuse ultraheli osakeste suuruse vähendamiseks:
Kui ultraheli homogeisaatoreid kasutatakse sellistes rakendustes nagu segamine, hajutamine ja emulgeerimine, on eesmärk vähendada väikeseid osakesi või tilka vedelikus või lägas, et parandada segu ühtlust ja stabiilsust. Need osakesed (dispergeeritud faas) võivad olla kas tahked ained või vedelikud. Osakeste keskmise läbimõõdu vähenemine suurendab üksikute osakeste arvu. See viib osakeste keskmise kauguse vähenemiseni ja suurendab osakeste pindala. Graafik näitab korrelatsiooni üksikute osakeste läbimõõdu ja kogupindala vahel. Pindala ja osakeste keskmine kaugus võivad mõjutada vedeliku reoloogiat.
Kui osakeste ja vedeliku vahel on erikaal erinev, võib segu homogeensus mõjutada dispersiooni stabiilsust. Kui osakeste suurus on enamiku osakeste puhul sarnane, väheneb kalduvus aglomereeruda settimise või tõusu ajal, sest sarnastel osakestel on sarnane tõusmise või settimise kiirus.
Ultraheli dispersioonid näitavad ühtlast osakeste suuruse jaotust homogeenselt redutseeritud osakestega. Kõverad näitavad ränidioksiidi osakeste jaotust enne ultraheli (roheline kõver) ja pärast ultraheli dispersiooni (punane kõver).
Ultraheli vs kõrgsurve homogenisaatorid
Kõrgsurvehomogenisaatorid suruvad vedeliku väga suure survega läbi homogeniseerimisklapi. See sobib hästi pehmete osakeste või tilkade puhul, nagu näiteks piimas leiduvad rasvatilgad. Kuid käesoleval lehel märgitakse, et kõrgsurvehomogenisaatorite kasutamine võib olla piiratud kõvade, abrasiivsete, kiuliste või niitjate materjalide töötlemisel, kuna vedeliku suur kiirus ja väikesed klapiavad põhjustavad kulumist ning lühendavad pumba või klapi eluiga.
Ultrahelihomogenisaatorid töötavad teistmoodi. Selle asemel, et suruda materjal läbi väikese klapiava, suunavad nad vibreeriva sonotroodi kaudu vedelikku mehaanilist energiat. See tekitab kavitatsiooni otse töötlemisvedelikus.
Ultraheli homogenisaatorite eelised
- Ei ole väikeseid klapiavaid, mis võivad kergesti ummistuda
- Sobib abrasiivsetele ja kiulistele materjalidele
- Protsessi intensiivsuse lihtne reguleerimine
- Partiipõhised ja pidevad töötlemisvõimalused
- Vähene märgade ja liikuvate osade arv
- Osakeste tõhus lahtihargimine ja tilkade suuruse vähendamine
- Suur skaleeritavus laborikatsetest tootmiseni
Ultrahelihomogenisaatorid laboratoorsele, katse- ja tööstuslikule tasandile
Hielscher pakub ultrahelihomogenisaatoreid mitmesuguste töömahude ja tootlikkuste jaoks. Laboratoorseid ultrahelihomogenisaatoreid kasutatakse väikeste proovide ettevalmistamiseks, koostiste testimiseks, bioloogiliste proovide töötlemiseks ja teadusuuringuteks&D. Piloot- ja tööstuslikke ultraheli-seadmeid kasutatakse protsesside arendamiseks, tootmise mastaapimise, tootmise ja pideva tootmisliini töötlemise jaoks.
Käesoleval lehel on esitatud lai mahuvahemik: laboratoorsed ultrahelihomogenisaatorid suudavad töödelda mahte ligikaudu 1,5 ml kuni 5 liitrit, samas kui tööstuslikud ultrahelihomogenisaatorid suudavad töödelda partiisid ligikaudu 0,5 kuni 2000 liitrit või voolukiirusi 0,1 liitrist kuni 20 m³ tunnis.
| Homogenisaatorite klass | Sobib kõige paremini | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|
| Laboratoorsed homogenisaatorid | Kompaktseid ultraheli-seadmeid väikeste proovide jaoks, laboritöödeks, R&D ning ravimvormide väljatöötamine. | Proovide ettevalmistamine, rakkude purustamine, DNA, RNA ja valkude ekstraheerimine, väikese kogusega emulsioonid, nanokübemete dispersioon, ravimvormide sõelumine ja teostatavuse katsetamine. |
| Katse- ja arendusmõõtmetega homogenisaatorid | Katsepaigaldised protsessi arendamiseks, mastaabis laiendamise uuringuteks, parameetrite optimeerimiseks ja katsepartiide tootmiseks. | Amplituudi, energiatarbimise, aja ja temperatuuri optimeerimine, mastaapsusparameetrite väljatöötamine, pidevvoo katsetamine, katsepartii tootmine ja protsessi majandusliku tasuvuse hindamine. |
| tööstuslikud homogenisaatorid | Tööstuslikud ultrahelisüsteemid suuremahuliseks töötlemiseks, pidevaks tootmiseks ja suure tootlikkusega tootmiseks. | Pidev tootmine, suurte partiide homogeniseerimine, suuremahuline dispersioon, in-line emulgeerimine, märgjahvatamine, protsessi intensiivistamine ja ööpäevaringne tootmine. |
Õige ultrahelihomogenisaatori valimine
Parima ultrahelihomogenisaatori valik sõltub protsessi eesmärgist ja materjali omadustest. Usaldusväärse seadme soovituse saamiseks võtke arvesse järgmisi parameetreid:
- Proovi või partii maht
- Pidev voolukiirus
- Vedeliku viskoossus
- Kuivainesisaldus
- Osakeste kõvadus
- Osakese või tilga algsuurus
- Sihtosakeste või -tilkade suurus
- Temperatuuritundlikkus
- Vajalik töötlemisaeg
- Jahutuse või rõhu reguleerimise vajadus
- Partiipõhine, ringlus- või ühekordne läbivooluprotsess
- Puhastamise ja materjalide kokkusobivuse nõuded
Nende protsessiparameetrite alusel saame soovitada sobivat ultrahelihomogenisaatorit, sonotroodi, võimendit, voolukambrit ja jahutussüsteemi.
Miks osta Hielscheri ultrahelihomogenisaator?
Hielscheri ultrahelihomogenisaatorid on konstrueeritud tagamaks usaldusväärset kavitatsiooni, korratavat protsessijuhtimist ja pikka kasutusiga. Süsteemid on mõeldud kasutamiseks laborites, katsejaamades ja tööstuslikes keskkondades.
Praegusel lehel on märgitud, et Hielscheri ultraheliseadmed on amplituudireguleeritavad, mis tähendab, et valitud amplituud säilitatakse töötingimustes. Samuti rõhutatakse seal, et ühesugused ultraheliparameetrid tagavad ühtlased ja korratavad tulemused, mis on oluline toote kvaliteedi ja tootmise laiendamise seisukohalt.
Hielscheri ultraheli-seadme eelised:
- Kõrge jõudlusega ultraheli-töötlejad laborist tööstuslikule tasemele
- Täpne amplituudi juhtimine
- Reguleeritav võimsus, aeg, temperatuur ja rõhk
- Pakk- ja tekstisisene töötlemine
- Tugevad sonotroodid ja voolukambrid
- Vähesed vedelikuga kokkupuutuvad osad ja lihtne puhastamine
- Sobib abrasiivsetele, kiulistele ja suure tahkete osakeste sisaldusega materjalidele
- Tööstussüsteemid ööpäevaringseks tööks
- Protsessikonsultatsioonid ja rakenduste tugi
- Saksa disain ja tootmiskvaliteet
Allpool olevas tabelis on esitatud üldised seadmesoovitused sõltuvalt töödeldava partii mahust või voolukiirusest. Klõpsake ultrahelihomogenisaatori mudelil, et saada lisateavet iga seadme kohta.
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 0.5 kuni 1,5 ml | mujal liigitamata | VialTweeter |
| 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 |
| 15 kuni 150L | 3 kuni 15L/min | UIP6000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Ultraheli koe homogenisaatorid
Lisaks dispersioonide ja emulsioonide valmistamisele on ultraheli homogenisaatorid kindlalt biotehnoloogias, raku- ja molekulaarbioloogias ning eluteaduses rakkude lüüsimiseks ja fraktsioneerimiseks, kudede katkestamiseks, rakusiseste ühendite ekstraheerimiseks, samuti DNA, RNA ja kromatiini lõikamiseks. Ultraheli homogenisaatorid on saadaval väikeste mahtude (0,1mL) proovide ettevalmistamiseks kuni väga suurte mahtudeni tööstusprotsesside jaoks (nt bioaktiivsete ühendite ekstraheerimine toidulisandite tootmiseks).
Kudede häirimiseks ultraheli homogenisaatoriga kasutatakse osmootsete kahjustuste peatamiseks isotoonilist puhverlahust. Hielscheri ultraheli homogenisaatorid on varustatud temperatuurianduri ja temperatuuri reguleerimise seadistusega, mis võimaldab proove hoida hästi kontrollitud temperatuurivahemikus.
Lisateavet ultraheli koe homogenisaatorite kohta klõpsake siin!
KKK: ultrahelihomogenisaatorid
Mis on ultrahelihomogenisaator?
Ultrahelihomogenisaator on suure võimsusega ultraheli seade, mida kasutatakse vedelikes olevate osakeste ja tilkade segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks, aglomeerumise lõhkumiseks, purustamiseks või osakeste suuruse vähendamiseks. Seade tekitab vedelikus akustilist kavitatsiooni vibreeriva sondi abil.
Kuidas toimib ultrahelihomogeniseerimine?
Ultrahelihomogeniseerimine toimib akustilise kavitatsiooni abil. Kõrge intensiivsusega ultraheli tekitab mikroskoopilisi mullikesi, mis plahvatavad äkitselt. See tekitab nihkejõude, turbulentsi ja osakeste kokkupõrkeid, mis vähendavad osakeste või tilkade suurust ning parandavad segu ühtlust.
Milleks kasutatakse ultrahelihomogenisaatorit?
Ultrahelihomogenisaatoreid kasutatakse dispersiooniks, emulgeerimiseks, nanoemulgeerimiseks, märgjahvatamiseks, osakeste suuruse vähendamiseks, rakkude lõhustamiseks, kudede purustamiseks, gaaside eemaldamiseks, ekstraheerimiseks ja sonokeemilisteks reaktsioonideks.
Mis vahe on ultrahelihomogenisaatoril ja sondsonikaatoril?
Neid termineid kasutatakse sageli sama tüüpi seadmete puhul. Sondiga ultraheliseade on ultrahelihomogenisaator, mis suunab ultraheli sondi või sonotroodi kaudu otse vedelikku.
Kas ultrahelihomogenisaatorid suudavad valmistada nanoemulsioone?
Jah. Ultrahelihomogenisaatoreid kasutatakse laialdaselt peenete emulsioonide ja nanoemulsioonide valmistamiseks, vähendades tilkade suurust ja parandades tilkade jaotust õli-vee või vee-õli süsteemides.
Kas ultrahelihomogenisaatorid suudavad nanokübemeid hajutada?
Jah. Ultrahelihomogenisaatorid on väga tõhusad nanokübemete hajutamiseks ja osakeste aglomeeraatide lagundamiseks vedelikes. Neid kasutatakse selliste materjalide puhul nagu ränidioksiid, pigmendid, grafiit, grafeen, süsiniknanotorud, metalloksiidid, keraamika ja katalüsaatorid.
Kas ultrahelihomogenisaatorid sobivad abrasiivsete materjalide töötlemiseks?
Jah. Ultrahelihomogenisaatorid sobivad paljude abrasiivsete või kõvade osakeste töötlemiseks, kuna need ei sõltu väikestest klapiavadest, nagu seda teevad kõrgsurvehommogenisaatorid. Hielscheri praegusel veebilehel on konkreetselt märgitud, et abrasiivsed materjalid, nagu pigmendid, poleerimisvahendid ja metallioksiidid, kujutavad endast kõrgsurvehommogenisaatoritele väljakutset.
Kas ultrahelihomogenisaatorid suudavad töötada viskoossete vedelikega?
Jah. Ultrahelihomogenisaatorid suudavad töödelda paljusid viskoosseid vedelikke ja suspensioone. Optimaalne seadistus sõltub viskoossusest, mahuti geomeetriast, voolukiirusest, sonotroodi suurusest ja jahutusnõuetest.
Kas ultrahelihomogeniseerimist on võimalik suuremas mahus rakendada?
Jah. Ultrahelihomogeniseerimist on võimalik rakendada nii laborikatsetest kui ka katse- ja tööstuslikus tootmises. Hielscher pakub ultrahelihomogenisaatoreid nii väikeste proovide, suurte partiide kui ka pideva tootmisliini töötlemise jaoks.
Millised parameetrid mõjutavad ultrahelihomogeniseerimist?
Oluliste parameetrite hulka kuuluvad amplituud, ultrahelitöötlemise aeg, sisendenergia, temperatuur, rõhk, vedeliku maht, voolukiirus, viskoossus, osakeste kontsentratsioon ja sonotroodi geomeetria.
Kas ultrahelihomogeniseerimine on korratav?
Jah, kui protsessiparameetreid reguleeritakse. Hielscheri ultrahelihomogenisaatorid on amplituudireguleeritavad, mis tagab sonikatsiooni tingimuste korratavuse ja ühtlased tulemused.
Millise Hielscheri ultrahelihomogenisaatori peaksin valima?
Sobiva mudeli valik sõltub proovi mahust, voolukiirusest, viskoossusest, tahkete osakeste kontsentratsioonist, soovitud osakeste või tilkade suurusest ning sellest, kas tegemist on partiipõhise või pideva protsessiga. Laborikasutajad valivad tavaliselt kompaktsed ultraheliseadmed, samas kui tööstuslikud kasutajad eelistavad suure võimsusega süsteeme, mis on varustatud voolukambrite 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 (7 x 1 kW ultrahelivõimsus), paigaldatud klastrina tööstuslikuks suure läbilaskevõimega töötlemiseks
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.