میکسرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالا
دستگاه‌های فراصوت با برش بالا برای فرایندهای اختلاط درون‌خطی، در مقایسه با هموژنایزرهای کلوئیدی متداول مزایای گوناگونی دارند. استفاده از فراصوت پرتوان برای اختلاط، میکسرهای فراصوتی با برش بالای Hielscher را قادر می‌سازد سوسپانسیون‌ها و امولسیون‌های کلوئیدی با پراکندگی یکنواخت در محدودهٔ نانو تولید کنند. هموژنایزرهای فراصوتی درون‌خطی می‌توانند هر حجم و گرانروی را پردازش کنند و حتی از عهدهٔ ذرات بسیار ساینده نیز برمی‌آیند.
اختلاط درون‌خطی با برش بالا با استفاده از فراصوت پرتوان
همگن‌سازی درون‌خطی سوسپانسیون‌های جامد–مایع یا مایع–مایع، کاربردی ضروری در تولید طیف گسترده‌ای از مواد و کالاهاست. میکسرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالا در صنایع بسیاری به کار می‌روند؛ از جمله تولید رنگ، رنگ‌دانه و جوهر، پلیمر و کامپوزیت، سوخت، مواد غذایی و نوشیدنی، مکمل‌های تغذیه‌ای، دارو، محصولات آرایشی و مراقبت شخصی. هموژنایزرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالا برای اختلاط، پراکنده‌سازی، کلوخه‌زدایی، امولسیون‌سازی، ترسازی، حل‌کردن و ریزآسیاب‌کردن ذرات استفاده می‌شوند. یکی از نقاط قوت ویژهٔ میکسرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالا، قابلیت پردازش قابل‌اعتماد نانومواد، مانند نانوپراکنه‌ها و نانوامولسیون‌ها، است.
میکسرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالا از عهدهٔ حجم‌های زیاد، غلظت‌های بالای جامدات و ذرات ساینده برمی‌آیند.
اختلاط فراصوتی با برش بالا چگونه عمل می‌کند؟
اختلاط و همگن‌سازی فراصوتی با برش بالا بر اصل عملکرد کاویتاسیون آکوستیکی استوار است. هنگامی که مایعات با شدت‌های بالا تحت فراصوت‌دهی قرار می‌گیرند، امواج فراصوت در محیط مایع منتشر می‌شوند و چرخه‌های متناوب پرفشار (تراکم) و کم‌فشار (انبساط) ایجاد می‌کنند. دستگاه‌های فراصوت پرتوان با فرکانسی حدود 20kHz کار می‌کنند. این یعنی 20٬000 ارتعاش در ثانیه. در چرخهٔ کم‌فشار، امواج فراصوت با شدت بالا حباب‌های کوچک خلأ در مایع ایجاد می‌کنند. هنگامی که حباب کاویتاسیون به اندازه‌ای می‌رسد که دیگر نمی‌تواند انرژی بیشتری جذب کند، در یک چرخهٔ پرفشار به‌شدت فرو می‌پاشد. این پدیدهٔ فروپاشی حباب با اصطلاح فنی «کاویتاسیون» شناخته می‌شود. طی این فروپاشی، دماهای بسیار بالا (حدود 5٬000K) و فشارهای بسیار بالا (حدود 2٬000atm) به‌صورت موضعی ایجاد می‌شوند. فروپاشی حباب کاویتاسیون همچنین جت‌های مایع با سرعتی تا 280m/s تولید می‌کند. (رجوع کنید به Suslick 1998)
این نیروهای بسیار شدید و تخریب‌کننده، انرژی کافی برای آسیاب‌کردن، کلوخه‌زدایی و پراکنده‌سازی ذرات در سیالات را فراهم می‌کنند و میکسرهای فراصوتی با برش بالا را به فناوری پردازشی ممتاز تبدیل می‌کنند. ازاین‌رو، این میکسرها به‌عنوان روشی برای ساخت و پردازش به کار می‌روند، به‌ویژه در بخش‌هایی که فناوری نانو و نانومواد نقشی حیاتی در عملکرد و کیفیت محصول دارند.
بازده برتر فرایند و انرژی با میکسرهای فراصوتی
پردازشگرهای فراصوتی Hielscher بازده انرژی چشمگیری برابر با >85% دارند. این ویژگی هزینه‌های برق در حین کار را کاهش می‌دهد و عملکرد پردازشی بالاتری به همراه دارد. Kusters et al. (1994) در مطالعهٔ خود جمع‌بندی می‌کنند که خردایش فراصوتی به‌اندازهٔ آسیاب‌کردن متداول کارآمد است.
با اعمال فشار و بهینه‌سازی فرایند فراصوتی، فناوری اختلاط فراصوتی اغلب با اختلاف زیادی از روش‌های اختلاط متداول، مانند میکسرهای تیغه‌چرخان، هموژنایزرهای فشاربالا یا آسیاب‌های گلوله‌ای، پیشی می‌گیرد.
در مطالعه‌ای دیگر، Pohl et al. (2004) بازده پردازش در پراکنده‌سازی فراصوتی سیلیکا را با دیگر روش‌های اختلاط با برش بالا، مانند استفاده از IKA Ultra-Turrax (سامانهٔ روتور–استاتور)، مقایسه کردند. Pohl et al. کاهش اندازهٔ ذرات Aerosil 90 (2%wt) در آب با استفاده از Ultra-Turrax (سامانهٔ روتور–استاتور) در تنظیمات مختلف را با کاهش اندازهٔ ذرات به‌وسیلهٔ میکسر فراصوتی با برش بالای Hielscher مدل UIP1000hd، مجهز به سلول جریان در حالت پیوسته، مقایسه کردند. مطالعهٔ Pohl et al. نتیجه می‌گیرد که «در انرژی ویژهٔ ثابت EV، فراصوت از سامانهٔ روتور–استاتور مؤثرتر است» و اینکه «فرکانس فراصوت اعمال‌شده در محدودهٔ 20 kHz تا 30 kHz تأثیر عمده‌ای بر فرایند پراکنده‌سازی ندارد.»
- بازده بالا
- برای ذرات میکرونی و نانومتری
- پردازش پیوستهٔ درون‌خطی
- برای هر حجم
- قابلیت پردازش مواد با گرانروی بسیار بالا
- قابلیت پردازش ذرات ساینده
- بدون قطعات متحرک (بدون روتور و تیغه)
- بدون واسطه‌های آسیاب‌کاری (بدون مهره)
- CIP (شست‌وشو در محل)
کاهش اندازهٔ ذرات هیدروکسی‌آپاتیت کلسیم با فراصوت (غلظت جامد 30%، 150Ws/g US)
UIP4000hdT، یک میکسر صنعتی پرتوان با برش بالا و توان 4000 وات برای پردازش درون‌خطی، مانند آسیاب‌کاری تر، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و حل‌کردن سوسپانسیون‌های کلوئیدی.
میکسر درون‌خطی فراصوتی با برش بالای خود را از کجا بخرید؟
Hielscher Ultrasonics شریک قابل‌اعتماد شما برای فرایندهای فراصوت‌دهی با عملکرد بالا، مانند آسیاب‌کاری، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و حل‌کردن با فراصوت است. میکسرهای درون‌خطی فراصوتی با برش بالای Hielscher می‌توانند دامنه‌های بسیار بالایی ایجاد کنند. دامنه‌هایی تا 200µm را می‌توان به‌آسانی و به‌طور پیوسته در کارکرد 24/7/365 به کار گرفت. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. تنوع گستردهٔ راکتورهای فراصوتی درون‌خطی و لوازم جانبی دیگر، امکان پیکربندی ایدئال برای کاربرد فراصوتی شما، مانند امولسیون‌سازی درون‌خطی، کاهش اندازهٔ ذرات و همگن‌سازی، را فراهم می‌کند.
نرم‌افزار هوشمند، منوی دیجیتال از طریق نمایشگر لمسی، ثبت خودکار داده‌ها و کنترل از راه دور از طریق مرورگر، از ویژگی‌های هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالای Hielscher هستند که کار با آن‌ها را بسیار کاربرپسند و ساده می‌کنند. فناوری شست‌وشو در محل (CIP) استفاده از میکسر فراصوتی با برش بالا را آسان می‌کند. استحکام، قابلیت اطمینان، نصب و کاربری ساده و همچنین نیاز اندک به نگهداری، ویژگی‌های دیگری هستند که کار روزمره با دستگاه‌های فراصوت Hielscher را تسهیل می‌کنند.
همین حالا با ما تماس بگیرید تا بیشتر بدانید که میکسر درون‌خطی فراصوتی با برش بالا چگونه می‌تواند پردازش سامانه‌های جامد–مایع و مایع–مایع شما را بهبود دهد! تیم آموزش‌دیدهٔ ما با سال‌ها تجربه، با کمال میل اطلاعات بیشتری دربارهٔ کاربردها و قیمت‌ها در اختیارتان می‌گذارد.
جدول زیر نمایی از ظرفیت پردازش تقریبی دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
فراصوت با عملکرد بالا! سبد محصولات Hielscher طیف کامل تجهیزات، از دستگاه فراصوت آزمایشگاهی جمع‌وجور و واحدهای رومیزی تا سامانه‌های فراصوتی تمام‌صنعتی، را پوشش می‌دهد.