Virtauskennot ja linjareaktorit laboratorion ultraäänilaitteille

Laboratorion ultraäänihomogenisaattoreita voidaan käyttää nesteiden ja lietteiden erä- ja linjakäsittelyyn. Tyypillisiä käyttökohteita ovat homogenointi, dispergointi, emulgointi, liuottaminen sekä sonokemialliset reaktiot. Jatkuvaan linjassa tapahtuvaan ultraäänikäsittelyyn on saatavana erikokoisia ja eri geometrioilla toteutettuja virtauskennoja ja linjareaktoreita.

Linjassa tapahtuva ultraäänikäsittely laboratoriomittakaavassa

Ultraäänihomogenisaattorien virtauskennoreaktorit tunnetaan hyvin, ja niitä käytetään laajalti suurten tilavuuksien käsittelyyn teollisessa tuotannossa. Ultraäänivirtauskennojen käyttö tarjoaa kuitenkin monia etuja myös pienempien tilavuuksien käsittelyssä laboratorio- ja pöytälaitemittakaavassa. Ultraäänivirtauskennot mahdollistavat tasaiset käsittelytulokset, sillä materiaali kulkee virtauskennon kammion rajatun tilan läpi määritellyllä tavalla. Ultraäänikäsittelyn tekijöitä, kuten viipymäaikaa, prosessilämpötilaa ja läpikulkujen määrää, voidaan hallita tarkasti, jotta tavoitteet saavutetaan luotettavasti.
Hielscher toimittaa virtauskennot ja linjareaktorit jäähdytysvaipoilla varustettuina optimaalisen prosessilämpötilan ylläpitämiseksi. Virtauskennoreaktoreita on saatavana eri kokoisina ja eri geometrioilla toteutettuina erityisten prosessivaatimusten täyttämiseksi. 
Kun käytät laboratorion ultraäänilaitetta yhdessä virtauskennoreaktorin kanssa, voit käsitellä suurempia näytetilavuuksia vähäisellä käsityöllä. Ultraäänivirtauskennojärjestelmässä neste pumpataan ruostumattomasta teräksestä tai lasista valmistettuun ultraäänireaktoriin. Virtauskennossa neste tai liete altistetaan tarkasti säädettävälle ultraäänikäsittelylle. Kaikki materiaali kulkee sonotrodin alapuolella olevan voimakkaan kavitaation alueen läpi ja saa tasaisen ultraäänikäsittelyn. Kavitaatioalueen läpi kuljettuaan neste saavuttaa virtauskennon ulostulon. Prosessista riippuen läpivirtaava ultraäänikäsittely voidaan toteuttaa yhtenä tai useampana läpikulkuna. Tietyn suotuisan prosessilämpötilan ylläpitämiseksi, esimerkiksi lämpöherkän materiaalin hajoamisen estämiseksi ultraäänikäsittelyn aikana, virtauskennoreaktoreissa on vaipat lämmönpoiston tehostamiseksi.
Pienistä suuriin tilavuuksiin: Prosessitulokset voidaan skaalata lineaarisesti laboratorio- ja pöytälaitetasolla käsitellyistä pienemmistä tilavuuksista erittäin suuriin käsittelykapasiteetteihin teollisen tuotannon mittakaavassa. Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteita kaikille tilavuuksille mikrolitroista gallonoihin.
Hielscher tarjoaa virtauskennoja, jotka voidaan autoklavoida kokonaisuudessaan ja jotka soveltuvat käytettäviksi useimpien kemikaalien kanssa.

Lue lisää laboratorio- ja teollisuuskäyttöön tarkoitetuista ultraäänihomogenisaattoreistamme!

Laboratorion ultraäänilaitteet ja virtauskennot

Alta löydät laboratorion ultraäänilaitteemme sekä niihin sopivat virtauskennot ja sonotrodit
UP400ST (24kHz, 400W):
Sonotrodit S24d14D, S24d22D ja S24d22L2D on varustettu O-rengastiivisteellä. Sonotrodityypit S24d14D ja S24d22D ovat yhteensopivia virtauskennon FC22K kanssa (ruostumatonta terästä, jäähdytysvaipalla).

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Sonotrodit S24d2D ja S24d7D on varustettu O-rengastiivisteellä, ja ne ovat yhteensopivia virtauskennojen FC7K (ruostumatonta terästä, jäähdytysvaipalla) ja FC7GK (lasinen virtauskenno, jäähdytysvaipalla) kanssa.

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Sekä laitteen UP50H että laitteen UP100H kanssa voidaan käyttää samoja sonotrodi- ja virtauskennomalleja. Sonotrodeissa MS7 ja MS7L2 on tiiviste, jonka ansiosta ne soveltuvat käytettäviksi virtauskennojen D7K (ruostumatonta terästä) ja GD7K (lasinen virtauskenno, jäähdytysvaipalla) kanssa.

Ultraäänivirtauskennojen käyttöolosuhteiden optimointi

Hielscher Ultrasonics tarjoaa monenlaisia ultraäänivirtauskennoja ja sonokemiallisia reaktoreita. Virtauskennon rakenne (eli virtauskennon geometria ja koko) sekä sonotrodi tulee valita nesteen tai lietteen ja tavoiteltujen prosessitulosten mukaan.
Alla olevassa taulukossa esitetään tärkeimmät parametrit, jotka vaikuttavat virtauskennon ultraääniolosuhteisiin.

• Lämpötila: Jäähdytysvaipalla varustetut virtauskennot auttavat ylläpitämään haluttua käsittelylämpötilaa. Korkeat lämpötilat lähellä nesteen ominaista kiehumispistettä vähentävät kavitaation voimakkuutta, koska nesteen tiheys pienenee.
• Paine: Paine on kavitaatiota voimistava parametri. Ultraäänivirtauskennon paineistaminen lisää nesteen tiheyttä ja siten akustista kavitaatiota. Hielscherin laboratoriovirtauskennot voidaan paineistaa enintään 1 barg:n paineeseen, kun taas Hielscherin teollisuusvirtauskennoihin ja -reaktoreihin voidaan kohdistaa jopa 300atm:n paine (noin 300 barg).
• Nesteen viskositeetti: Nesteen viskositeetti on tärkeä tekijä linjassa toimivassa ultraäänijärjestelmässä. Pieniä laboratoriovirtauskennoja tulisi mieluiten käyttää matalaviskoosisten väliaineiden kanssa, kun taas Hielscherin teollisuusvirtauskennot soveltuvat materiaaleille, joiden viskositeetti vaihtelee matalasta korkeaan, myös tahnoille.
• Nesteen koostumus: Nesteen viskositeetin vaikutukset on kuvattu edellä. Jos käsiteltävä neste ei sisällä kiinteitä aineita, pumppaus ja syöttö ovat yksinkertaisia ja virtausominaisuudet ennakoitavissa. Kun kyseessä on kiinteitä aineita, kuten hiukkasia ja kuituja, sisältävä liete, virtauskennon muoto on valittava hiukkaskoko tai kuidun pituus huomioon ottaen. Oikea virtauskennon geometria helpottaa kiinteitä aineita sisältävien nesteiden virtausta ja varmistaa tasaisen ultraäänikäsittelyn.
• Liuenneet kaasut: Ultraäänivirtauskennoon syötettävät nesteet eivät saisi sisältää suuria määriä liuenneita kaasuja, sillä kaasukuplat häiritsevät akustisen kavitaation ja sille ominaisten tyhjiökuplien muodostumista.

Pienen ja suuren mittakaavan ultraäänivirtausreaktorit ovat erittäin suosittuja tutkimuksessa, tutkimus- ja kehitystyössä sekä teollisuudessa, sillä ne mahdollistavat suuritehoisen ultraäänikäsittelyn mekanismien ja vaikutusten tutkimisen ja hallinnan. Siksi ultraäänivirtauskenno- ja -linjareaktoreita on otettu käyttöön moniin biologisten, farmaseuttisten ja kemiallisten prosessien sovelluksiin – laboratorio-, pilotti- ja teollisuusmittakaavassa.
Hielscher Ultrasonics -homogenisaattoreita, sonotrodeja ja virtauskennoja on saatavana erilaisina rakenteina ihanteellisen ultraäänikäsittelyjärjestelmän kokoamiseksi. Kokenut henkilökuntamme neuvoo prosessitavoitteisiisi parhaiten sopivan laitekokoonpanon valinnassa!

Alla oleva taulukko antaa suuntaa ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: