Ultraheli immersioonhomogenisaatorid
Ultraheli-immersioonhomogenisaatorid on kaasaegses menetlustehnikas eriti hinnatud, sest neis on ühendatud mehaaniline lihtsus ja äärmuslik protsessitõhusus. Viies ultraheli energia otse vedelasse faasi, kõrvaldavad sonditüüpi sonikaatorid vahepealsed ülekandekaod, mis on tavalised kaudsete süsteemide puhul. Tulemuseks on elektrienergia väga tõhus muundamine mehaaniliseks kavitatsiooniks, tagades, et peaaegu kogu rakendatud energia aitab otseselt kaasa homogeniseerimisele, dispergeerimisele või rakkude lõhkumisele. Selline otsene sidumine muudab ultraheli-immersioonihomogenisaatorid eriti atraktiivseks energiateadlike tööstusoperatsioonide jaoks.
Uputushomogenisaatorid, mida ajendab võimsus ultraheli
Hielscher Ultrasonics'i kõrgtehnoloogilised sondisoonikaatorid
Hielscheri ultraheli-immersioonihomogenisaatorid on täiustatud sonditüüpi sonikaatorid, mis on kavandatud tõhusaks, skaleeritavaks ja korratavaks homogeniseerimiseks, emulgeerimiseks, dispergeerimiseks ja rakkude lõhkumiseks. Hielscheri ultraheli homogenisaatorid, mida kasutatakse laboris, piloot- ja tööstuslikus tootmises, pakuvad tavapäraste homogeniseerimistehnoloogiatega võrreldes võrratut energiatõhusust, protsessikontrolli ja mitmekülgsust.
Ülekandes suure intensiivsusega ultraheli otse vedelikku, tekitavad ultraheli immersioonhomogenisaatorid kontrollitud akustilist kavitatsiooni, mis võimaldab usaldusväärselt töödelda isegi kõige nõudlikumaid preparaate.
Mis on ultraheli immersioonhomogenisaator?
Ultraheli sukeldamishomogenisaator - tuntud ka kui sonditüüpi sonikaator - kasutab titaanist sonotroodi, mis on sukeldatud otse tootesse. Kõrgsageduslikud mehaanilised vibratsioonid (tavaliselt 20 kHz) tekitavad intensiivseid kavitatsioonijõude, mis:
- Osakeste lagundamine submikroni- ja nanosuuruseni
- Raku seinte tõhus lõhkumine
- Stabiilsete emulsioonide ja suspensioonide loomine
- Kiirendada keemilisi ja füüsikalisi protsesse
Erinevalt kaudsetest ultrahelivannidest või mehaanilistest homogenisaatoritest annavad sonditüüpi sonikaatorid fokuseeritud ultraheli võimsust täpselt sinna, kus seda vajatakse.
Probe-tüüpi ultraheli homogenisaatorite peamised eelised
Ultraheli homogenisaatoritega saab töödelda keerulisi ja keerulisi preparaate, mida tavaliste homogenisaatoritega on raske või võimatu töödelda. Kõrge tahkete ainete sisaldust, tiksotroopseid vedelikke, abrasiivseid suspensioone ja väga viskoosseid tooteid saab usaldusväärselt töödelda ilma ummistumise, liigse kulumise või jõudluse halvenemiseta. Selline vastupidavus võimaldab tootjatel lihtsustada protsessiahelaid, vähendada eelsegamisetappe ja laiendada retseptuuri paindlikkust, ilma et nad peaksid investeerima mitmesse spetsiaalsesse masinasse.
- Suurepärane homogeniseerimise tõhusus
Ultraheli-immersioonhomogenisaatorid saavutavad palju suurema energiatiheduse kui rootor-staator-segistid, kõrgsurvehomogenisaatorid või helmeveskid. Selle tulemuseks on:- Kiirem töötlemise aeg
- Väiksemad ja ühtlasemad osakeste suurused
- Vähendatud töötlemiskäikude arv
Kõrge nihke- ja kavitatsiooniefekt tekib otse sondi otsas, tagades maksimaalse protsessi intensiivsuse minimaalse energiakaduga.
- Protsessi täpne kontroll ja reprodutseeritavus
Hielscheri ultraheli homogenisaatorid pakuvad täielikku kontrolli peamiste parameetrite üle, sealhulgas:- Amplituud
- Sisendvõimsus (W)
- Energia mahu kohta (Wh/L)
- Temperatuur (välise jahutusega)
- rõhk
Selline kontrolli tase tagab suurepärase partiide vahelise reprodutseeritavuse, mis on kriitilise tähtsusega R&D, skaleerimine ja reguleeritud tööstuslik tootmine.
- Skaleeritav laborist kuni tööstusliku tootmiseni
Hielscheri sonditüüpi sonikaatorite peamine eelis on tõeline lineaarne skaleeritavus:- Laborisüsteemid teostatavusuuringute jaoks
- Protsessi arendamise katsesüsteemid
Tööstuslikud ultraheli homogenisaatorid pidevaks inline töötlemiseks
- Mitmekülgsus eri rakendustes
Ultraheli-immersioonhomogenisaatorid sobivad mitmesuguste rakenduste jaoks, sealhulgas:- Emulgeerimine (õli/vesi, nanoemulsioonid)
- Nanoosakeste ja pigmentide dispergeerimine
- Rakkude lüüs ja ekstraheerimine
- Pulbrite deagglomeratsioon
- sonokeemilised reaktsioonid
Need on paremad kui paljud alternatiivsed homogenisaatorid, eriti kui töödeldakse kõrge viskoossusega, abrasiivseid või suure tahkeainesisaldusega preparaate.
- Õrn töötlemine võrreldes kõrgsurvehomogenisaatoritega
Erinevalt kõrgsurvehomogenisaatoritest on ultrahelisondi süsteemid:- Ei nõua äärmuslikke survetingimusi
- Vältida kitsaid klappe, mis ummistuvad kergesti
- Vähendada tundlike toodete mehaanilist koormust
Temperatuuri saab täpselt juhtida, mistõttu on ultraheli homogeniseerimine ideaalne kuumuse suhtes tundlike materjalide, näiteks valkude, ensüümide ja ravimite jaoks.
- Madalamad hooldus- ja tegevuskulud
Hielscheri ultraheli-immersioonhomogenisaatorite funktsioon:- liikuvaid osi pole
- Vastupidavad titaanist sonotroodid
- CIP/SIP hügieenilistes protsessitingimustes
- Partii töötamisel: Puuduvad tihendid, ventiilid või kõrgsurvepumbad.
- Lineaarne skaleeritavus kuni läbivoolutöötluseni
Labori mastaabis väljatöötatud protsessiparameetrid saab otse üle kanda suurematele süsteemidele ilma ümbertöötlemise või katse- ja eksimuslike kohandusteta.
| Tehnoloogia | Peamised piirangud võrreldes ultraheli-immersioonhomogenisaatoritega |
|---|---|
| Rootor-staator segistid | Piiratud osakeste suuruse vähendamine, vähene nanoskaala võimekus |
| kõrgsurve homogenisaatorid | Suur energiatarbimine, ummistumisoht, keeruline hooldus |
| helmeste veskid | Saastumisoht, pikk töötlemisaeg, jahvatusvahendi kulumine |
| Ultraheli vannid | Suurtest klastritest tingitud vormi- ja struktuuritegurite vääriti tõlgendamine. Väike võimsustihedus, ebaühtlane, töötlemine, halb reprodutseeritavus, ei sobi skaleerimiseks. |
Sonditüüpi sonikaatorid on sukeldatud homogenisaatorid, mis tagavad parima tasakaalu võimsustiheduse, kontrolli, skaleeritavuse ja tõhususe vahel.
Intensiivistage oma homogeniseerimisprotsessi
Ultrahelitehnoloogia on laialdaselt tunnustatud ka oma protsessi intensiivistamise võime tõttu. Lisaks mehaanilisele homogeniseerimisele suurendab suure võimsusega ultraheli massiülekannet, kiirendab keemilisi reaktsioone ja parandab ekstraheerimise saagist. See multifunktsionaalsus võimaldab tootjatel koondada mitu töötlemisetappi ühte ultrahelitöötlusse, vähendades kapitaliinvesteeringuid ja tegevuse keerukust, parandades samal ajal protsessi üldist tõhusust.
lineaarne mastaapsus – Partiilt Inline'ile
Uurimis- ja tootearenduskeskkondades võimaldavad ultraheli-immersioonhomogenisaatorid kiiret koostise sõelumist ja kiirendatud innovatsioonitsükleid. Töötlemistulemusi saab saavutada pigem minutite kui tundide jooksul, võimaldades teadlastel hinnata osakeste suuruse vähendamist, emulsiooni stabiilsust või ekstraheerimise tõhusust kiiresti ja korratavalt. Kuna samu ultraheli põhimõtteid kohaldatakse kõigis mõõtkavades, jäävad laboratoorsete sonikaatoritega saadud tulemused otseselt asjakohaseks piloot- ja tootmismõõtkavas olevate süsteemide puhul, vähendades märkimisväärselt arendusriski.
Tööstuslikust seisukohast toetavad ultraheli-immersioonhomogenisaatorid pidevat inline töötlemist, mis on kaasaegsete automatiseeritud tootmisliinide jaoks üha olulisem. Hielscheri ultrahelisüsteeme saab integreerida suletud protsessidesse, tagades ühtlase tootekvaliteedi, minimaalse operaatori sekkumise ja protsessi parameetrite täieliku jälgitavuse. Inline ultraheli homogeniseerimine vähendab ka partiide vahelist varieeruvust ja võimaldab protsessi optimeerimist reaalajas, toetades Industry 4.0 strateegiaid.
Miks valida Hielscheri ultraheli homogenisaatorid?
Hielscher Ultrasonics on ülemaailmne liider suure võimsusega ultrahelitehnoloogia valdkonnas, pakkudes:
- Saksa kvaliteet
- Pidevad inline ultrahelisüsteemid
- GMP- ja tööstusklassi disainilahendused
- Rakendusspetsiifiline protsessitoetus
Hielscheri ultraheli-immersioonhomogenisaatorid pakuvad usaldusväärseid, skaleeritavaid ja majanduslikult parimaid homogeniseerimislahendusi alates laboratoorsetest uuringutest kuni 24/7 tööstusliku tootmiseni.
Hielscher Ultrasonics'i ultraheli-immersioonhomogenisaatorite valimine pakub pikaajalist strateegilist väärtust. Modulaarne süsteemikonstruktsioon, ulatuslik lisaseadmete portfell ja tugev rakendustehniline tugi tagavad, et ultrahelisüsteeme saab kohandada vastavalt protsesside arengule. Kas tootmismahtude suurendamine, uute retseptide kasutuselevõtt või rangemate kvaliteedinõuete täitmine, Hielscheri sonditüüpi sonikaatorid pakuvad tulevikukindlat lahendust täiustatud homogeniseerimise väljakutsetele.
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 |
| 15 kuni 150L | 3 kuni 15L/min | UIP6000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000hdT |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000hdT |
Disain, tootmine ja nõustamine – Kvaliteet Valmistatud Saksamaal
Hielscheri ultrasonikaatorid on tuntud oma kõrgeimate kvaliteedi- ja disainistandardite poolest. Vastupidavus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultrasonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrasonikaatorid saavad kergesti käsitseda karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad.
Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- 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.
- 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.
- Pratap-Singh, A.; Guo, Y.; Lara Ochoa, S.; Fathordoobady, F.; Singh, A. (2021): Optimal ultrasonication process time remains constant for a specific nanoemulsion size reduction system. Scientific Report 11; 2021.
- 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.
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
Korduma kippuvad küsimused
Millised on sukeldamishomogenisaatorite tavalised rakendused?
Immersioonhomogenisaatoreid kasutatakse tavaliselt vedelike dispergeerimiseks, emulgeerimiseks, suspenseerimiseks ja rakkude lõhkumiseks, mida kasutatakse farmaatsiatööstuses, biotehnoloogias, toiduainete ja jookide töötlemisel, kosmeetikas, nanomaterjalide tootmisel ja kemikaalide formuleerimisel, eriti kui on vaja peenosakeste suuruse vähendamist ja ühtlast jaotust.
Millised on sageli kasutatavad homogenisaatori tüübid?
Sageli kasutatavad homogenisaatorite tüübid on rootor-staator-homogenisaatorid lõikepõhiseks segamiseks, kõrgsurvelised homogenisaatorid nanoskaalaliste emulsioonide ja suspensioonide jaoks, ultraheli homogenisaatorid kavitatsioonipõhiseks dispersiooniks ja rakulüüsiks, helmeveski homogenisaatorid rakkude mehaaniliseks purustamiseks ja mikrofluidisaatorid väga ühtlaseks osakeste suuruse vähendamiseks.
Mis vahe on homogeenitud ja emulgeeritud vahel?
Homogeenitud süsteemid hõlmavad osakeste või tilkade vähendamist ja ühtlast jaotumist pidevas faasis, samas kui emulgeeritud süsteemid viitavad konkreetselt mittesegunevate vedelate faaside, näiteks õli vees, stabiilsele dispergeerimisele, mis tavaliselt nõuab pindaktiivseid aineid või emulgaatoreid.
Mis vahe on homogenisaatoril ja blenderil?
Homogeniseerija rakendab kontrollitud suurt nihet, rõhku või kavitatsiooni, et saavutada peen ja korratav osakeste suuruse vähendamine, samas kui segisti teostab peamiselt lahtist segamist ja tükeldamist piiratud nihkega, mille tulemuseks on suhteliselt jämedad ja vähem ühtlased dispersioonid.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.