Cellules à circulation et réacteurs en ligne pour appareils à ultrasons de laboratoire

Les homogénéisateurs à ultrasons de laboratoire peuvent être utilisés pour le traitement en batch et en ligne de liquides et de suspensions. Les applications typiques comprennent l’homogénéisation, la dispersion, l’émulsification, la dissolution ainsi que les réactions sonochimiques. Pour la sonication continue en ligne, des cellules à circulation et des réacteurs en ligne de différentes tailles et géométries sont disponibles.

Traitement par ultrasons en ligne à l’échelle du laboratoire

Les réacteurs à cellule à circulation pour homogénéisateurs à ultrasons sont bien connus et largement utilisés pour le traitement de grands volumes dans la production industrielle. Toutefois, pour le traitement de volumes plus petits à l’échelle du laboratoire et de la paillasse, l’utilisation de cellules à circulation à ultrasons offre elle aussi divers avantages. Les cellules à circulation à ultrasons permettent d’obtenir des résultats de traitement uniformes, car le matériau traverse de manière définie l’espace confiné de la chambre de la cellule à circulation. Les paramètres de sonication tels que le temps de séjour, la température de traitement et le nombre de passages peuvent être contrôlés avec précision, de sorte que les objectifs sont atteints de manière fiable.
Les cellules à circulation et réacteurs en ligne Hielscher sont équipés de chemises de refroidissement permettant de maintenir une température de traitement optimale. Les réacteurs à cellule à circulation sont disponibles en différentes tailles et géométries afin de répondre à des exigences de procédé spécifiques.
En utilisant un appareil à ultrasons de laboratoire en combinaison avec un réacteur à cellule à circulation, vous pouvez traiter des volumes d’échantillons plus importants sans beaucoup de travail manuel. Avec un montage à cellule à circulation à ultrasons, le liquide est pompé dans le réacteur à ultrasons en acier inoxydable ou en verre. Dans la cellule à circulation, le liquide ou la suspension est exposé à une sonication réglable avec précision. Tout le matériau traverse la zone de points chauds de cavitation située sous la sonotrode et subit un traitement par ultrasons homogène. Après son passage dans la zone de cavitation, le liquide atteint la sortie de la cellule à circulation. Selon le procédé, le traitement par ultrasons en flux continu peut être réalisé en un seul passage ou en plusieurs passages. Afin de maintenir une certaine température de traitement favorable, par ex. pour éviter la dégradation de matériaux thermosensibles pendant la sonication, les réacteurs à cellule à circulation sont dotés d’une chemise pour améliorer la dissipation de la chaleur.
Des petits aux grands volumes : Les résultats de traitement peuvent être transposés de manière linéaire, des petits volumes traités à l’échelle du laboratoire et de la paillasse jusqu’à de très grands débits à l’échelle de la production industrielle. Les appareils à ultrasons Hielscher sont disponibles pour tous les volumes, du microlitre au gallon.
Les cellules à circulation Hielscher sont entièrement autoclavables et conviennent à une utilisation avec la plupart des produits chimiques.

Découvrez nos homogénéisateurs à ultrasons de laboratoire et industriels!

Appareils à ultrasons de laboratoire et cellules à circulation

Vous trouverez ci-dessous nos appareils à ultrasons de laboratoire avec les cellules à circulation et sonotrodes correspondantes
UP400ST (24kHz, 400W) :
Les sonotrodes S24d14D, S24d22D et S24d22L2D sont dotées d’une étanchéité par joint torique. Les types de sonotrodes S24d14D et S24d22D sont compatibles avec la cellule à circulation FC22K (acier inoxydable, avec chemise de refroidissement).

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W) :
Les sonotrodes S24d2D et S24d7D sont équipées d’une étanchéité par joint torique et sont compatibles avec la cellule à circulation FC7K (acier inoxydable, avec chemise de refroidissement) et FC7GK (cellule à circulation en verre, avec chemise de refroidissement).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W) :
Pour l’UP50H comme pour l’UP100H, les mêmes modèles de sonotrodes et de cellules à circulation peuvent être utilisés. Les sonotrodes MS7 et MS7L2 sont dotées d’un joint qui les rend adaptées à une utilisation avec les cellules à circulation D7K (acier inoxydable) et GD7K (cellule à circulation en verre, avec chemise de refroidissement).

Comment optimiser les conditions de fonctionnement dans les cellules à circulation à ultrasons

Hielscher Ultrasonics vous propose une grande variété de cellules à circulation à ultrasons et de réacteurs sonochimiques. La conception de la cellule à circulation (c.-à-d. la géométrie et la taille de la cellule à circulation) et la sonotrode doivent être choisies en fonction du liquide ou de la suspension et des résultats de traitement visés.
Le tableau ci-dessous présente les paramètres les plus importants qui influencent les conditions ultrasonores dans la cellule à circulation.

• Température : Les cellules à circulation dotées de chemises de refroidissement aident à maintenir la température de traitement souhaitée. Des températures élevées proches du point d’ébullition spécifique du fluide entraînent une diminution de l’intensité de cavitation, car la densité du liquide diminue.
• Pression : La pression est un paramètre qui intensifie la cavitation. La mise sous pression de la cellule à circulation à ultrasons entraîne une augmentation de la densité du fluide et donc une cavitation acoustique accrue. Les cellules à circulation de laboratoire Hielscher peuvent être mises sous pression jusqu’à 1 barg, tandis que les cellules à circulation et réacteurs industriels Hielscher peuvent être soumis à une pression allant jusqu’à 300atm (env. 300 barg).
• Viscosité du liquide : La viscosité d’un liquide est un facteur important lorsqu’il s’agit d’un montage à ultrasons en ligne. Les petites cellules à circulation de laboratoire sont de préférence utilisées avec des milieux peu visqueux, tandis que les cellules à circulation industrielles Hielscher conviennent aux matériaux de faible à haute viscosité, y compris les pâtes.
• Composition du liquide : Les effets de la viscosité du liquide ont été décrits ci-dessus. Si le liquide traité ne contient pas de solides, le pompage et l’alimentation sont simples et les propriétés d’écoulement sont prévisibles. Dans le cas de suspensions contenant des solides tels que des particules et des fibres, la forme de la cellule à circulation doit être choisie en tenant compte de la taille des particules ou de la longueur des fibres. La bonne géométrie de cellule à circulation facilite l’écoulement des fluides chargés en solides et garantit une sonication homogène.
• Gaz dissous : Les liquides introduits dans une cellule à circulation à ultrasons ne doivent pas contenir de grandes quantités de gaz dissous, car les bulles de gaz perturbent la génération de la cavitation acoustique et de ses bulles de vide caractéristiques.

Les réacteurs à circulation à ultrasons à petite et grande échelle sont très appréciés dans la recherche, la R&D et l’industrie, car ils permettent d’étudier et de contrôler les mécanismes et les effets du traitement par ultrasons de haute puissance. C’est pourquoi les cellules à circulation et réacteurs en ligne à ultrasons ont été mis en œuvre pour diverses applications dans des procédés biologiques, pharmaceutiques et chimiques – à l’échelle du laboratoire, pilote et industrielle.
Les homogénéisateurs, sonotrodes et cellules à circulation de Hielscher Ultrasonics sont disponibles dans différentes conceptions afin de constituer le montage de traitement par ultrasons idéal. Notre personnel expérimenté vous conseillera sur la configuration optimale de l’équipement pour vos objectifs de procédé !

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos appareils à ultrasons :