Ultraääniset suurleikkausvoimaiset eräsekoittimet laboratoriokäyttöön & Tuotantomittakaava

Kostutus, hydraatio, homogenisointi, jauhaminen, dispersio, emulgointi ja liuottaminen ovat Hielscherin ultraäänisillä suurleikkausvoimaisilla eräsekoittimilla toteutettavia yleisiä sovelluksia. Ultraääninen eräsekoitus suoritetaan suurella nopeudella, ja se tuottaa luotettavia, toistettavia tuloksia, jotka takaavat erinomaiset prosessitulokset niin laboratoriossa, pöytämallisissa laitteissa kuin täysimittaisessa kaupallisessa tuotannossakin. Hielscherin monikäyttöiset erähomogenisaattorit tarjoavat sinulle tasalaatuisten kiinteä-nesteseosten ja neste-nesteseosten nopean sekoittamisen, mikä takaa korkeimman mahdollisen tuotelaadun.

Ultraäänipohjainen suurinopeuksinen eräsekoitus: prosessin tehostaminen suurilla leikkausvoimilla

• Nopea leviäminen: Submikronikokoisen aineen välitön hajottaminen & nanomateriaalit.
• Monipuolinen käsittely: Sopii erinomaisesti korkean viskositeetin aineille, tahnoille ja hankaaville materiaaleille.
• Lineaarinen skaalaus: Täysin toistettavat tulokset laboratoriosta täysimittaiseen tuotantoon.
• Energiatehokas: Energiakulutus on alhaisempi kuin kilpailevissa teknologioissa.

Nopea eräsekoitus ultraäänellä Suuret leikkausvoimat

Ultraäänipohjainen korkean leikkausvoiman eräsekoitus edustaa merkittävää edistysaskelta perinteisiin tekniikoihin, kuten roottori-staattorisekoittimiin, suihkuseostimiin ja UltraTurrax-järjestelmiin verrattuna, ja tarjoaa ylivoimaista prosessitehokkuutta ja tuotelaatua. Perinteiset menetelmät perustuvat mekaaniseen leikkaukseen, kun taas ultraäänisekoittimet hyödyntävät korkeaenergisiä ääniaaltoja akustisen kavitaation aikaansaamiseksi, mikä luo ainutlaatuisen mikrosekoitusympäristön, jota leimaavat äärimmäiset paikalliset olosuhteet. Tämä ilmiö tuottaa paineaaltoja ja jopa 280 m/s:n nopeudella liikkuvia nestesuihkuja, jotka tuottavat voimakkaan mikrosekoituksen, jota tarvitaan jauheiden nopeaan kostumiseen, submikronisten ja nanopartikkelien välittömään agglomeraation purkamiseen sekä täysin homogeenisten emulsioiden muodostumiseen.
Näiden mikrosekoitukseen liittyvien etujen lisäksi ultraäänijärjestelmät ovat huomattavasti energiatehokkaampia, käsittelevät hankaavia materiaaleja vaivattomasti ja mahdollistavat nopean, tuhoamattoman puhdistuksen (CIP/SIP), minkä vuoksi ne ovat ihanteellinen valinta vaativiin teollisiin sovelluksiin.

Kenelle ultraäänipohjainen suurleikkausvoimainen eräsekoitus sopii?

Ultraäänipohjainen korkean leikkausvoiman eräsekoitus sopii erinomaisesti valmistajille, tuotekehittäjille ja tutkimus- ja kehitystyöhön&D-tiimit eri toimialoilla, joilla tarkkuus, tasalaatuisuus ja nopea dispergointi ovat ehdottomia vaatimuksia. Se on erityisen arvokas yrityksille, jotka käsittelevät nano- ja submikronimateriaaleja, erittäin viskooseja tahnoja, hankaavia lietteitä tai monimutkaisia kiinteä-neste- ja neste-neste-formulaatioita. Tällaisia toimialoja ovat esimerkiksi kosmetiikka, lääkeala, kehittyneet materiaalit ja elintarviketeollisuus & juomat, maalit & pinnoitteet, erikoiskemikaalit ja nanoteknologia hyödyntävät tätä tekniikkaa, jotta saavutetaan jauheen välitön kostuminen, tasalaatuiset emulsiot ja yhdenmukainen hiukkaskokojen pienentäminen ilman lämpöhajoamista. Jos prosessisi vaatii toistettavia tuloksia, täysin lineaarista skaalautuvuutta laboratoriosta tuotantoon sekä alhaisempaa energiankulutusta verrattuna perinteisiin roottori-staattori-järjestelmiin, ultraäänipohjainen korkean leikkausvoiman eräsekoitus on suunniteltu vastaamaan juuri sinun vaatimuksiasi.

akustinen kavitaatio – Ultraäänileikkausvoimien ja sekoituksen toimintaperiaate

Kun korkeaenergisiä ultraääniaaltoja johdetaan nesteisiin ja lietteisiin, vuorottelevat korkean ja matalan paineen jaksot (esim. 20 000 jaksoa sekunnissa taajuudella 20 kHz) muodostavat nesteeseen tyhjiökuplia tai onteloita. Nämä kuplat kasvavat useiden jaksojen ajan, kunnes ne romahtavat rajusti, koska ne eivät kykene enää absorboimaan lisää energiaa. Kuplien implosion aikana syntyy paikallisesti äärimmäisiä olosuhteita: jopa 5 000 K:n lämpötiloja, jopa 2 000 atm:n paineita ja jopa 280 m/s:n nopeudella liikkuvia nestesuihkuja. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi. Ultraäänikavitaatiota käytetään menestyksekkäästi monenlaisissa sekoitus-, jauhamis- ja hiontasovelluksissa, esimerkiksi kolloidien, jauheiden, nesteiden, öljyjen, rasvojen, hartsien, epoksien, pigmenttipastojen, musteiden, maalien, silikonien, voiteiden, geelien, polymeerien, uretaanien ja monien muiden aineiden käsittelyssä.
 

Ultraäänisekoitus perustuu akustiseen kavitaatioon ja sen aiheuttamiin hydrodynaamisiin leikkausvoimiin.

Miksi ultraääni? – Täydelliseen prosessinhallintaan

Ultraäänisekoituksen avulla voit hallita kaikkia tärkeitä prosessiparametreja tarkasti. Tämä on ratkaisevan tärkeää optimaalisten prosessitulosten saavuttamiseksi samalla kun toimitaan mahdollisimman tehokkaasti.

• Ultraääni amplitudi:

Sonotrodin vaakasuorien alueiden siirtyminen (ultraäänisarvi / anturi) voidaan säätää prosessivaatimuksiin ultraäänilaitteen tehoasetuksella, sonotrodin valinnalla ja tehostesarven avulla.

• Paine:

Paineen lisääminen ultraäänikäsittelyprosessiin tehostaa prosessia, ja tätä menetelmää kutsutaan manosonikaatioksi (MS). Korkeassa paineessa tapahtuva ultraäänikavitaatio voimistuu ja muuttuu entistä voimakkaammaksi. Siksi Hielscher tarjoaa paineistettavia suljettuja panosreaktoreita.

• Sonikaatio kesto:

Yleensä voidaan sanoa, että mitä pidempi ultraäänikäsittelyn kesto on, sitä enemmän prosessissa tapahtuu edistystä, esimerkiksi hiukkaskokojen pienentymisessä, dispersiossa jne. – edellyttäen, että käytetään riittävää intensiteettiä, joka vaikuttaa prosessiväliaineeseen.

• Lämpötila:

Ultraääni on ei-terminen, mekaaninen käsittelytekniikka. Termodynamiikan lakien mukaan aineeseen siirretty energia muuttuu kuitenkin aina lämmöksi. Hielscherin ultraäänilaitteiden erinomainen energiatehokkuus takaa kuitenkin, että jopa 90 % pistorasiasta tulevasta energiasta muunnetaan ultraääniaalloiksi ja siirretään prosessiväliaineeseen.

• Viskositeetti:

Prosessiväliaineen viskositeetti on tärkeä tekijä ultraäänikäsittelyssä. Sovelluksissa, kuten hiukkaskokojen pienentämisessä, jauhamisessa ja dispergoinnissa, kavitaatioiskuaaltojen aiheuttamat hiukkasten väliset törmäykset ovat yksi tärkeimmistä prosessivaikutuksista, jotka aiheuttavat hiukkasten murtumista; tällöin suuri hiukkaspitoisuus on edullista.

Suunnitellaan yhdessä sinulle sopiva miksausratkaisu!

Optimaalisten prosessiolosuhteiden määrittämiseksi (= paras tulos pienimmällä energiansyötöllä) edellä mainitut parametrit on määritettävä tavoitellun prosessitavoitteen mukaisesti.
Toteutettavuustestaus ja prosessin optimointi voidaan suorittaa helposti laboratorio- ja pöytämallitasolla. Kaikki saavutetut tulokset ovat tarkasti toistettavissa ja ne voidaan skaalata lineaarisesti tuotantomittakaavaan. Hielscher Ultrasonics tarjoaa sinulle ammattimaista neuvontaa ja täysin varustetun prosessilaboratorion, jossa voimme optimoida prosessin yhdessä kanssasi tai puolestasi!
Hielscher on ultraääniprosessiratkaisujen asiantuntija. Ota yhteyttä jo tänään, suosittelemme mielellämme sopivaa yksikköä sovellustarpeidesi ratkaisemiseksi!

Kirjallisuus / Viitteet