Mélangeurs ultrasoniques à haut cisaillement en ligne

Les ultrasons à haut cisaillement pour les processus de mélange en ligne offrent de nombreux avantages par rapport aux homogénéisateurs de colloïdes conventionnels. L'utilisation d'ultrasons de forte puissance pour le mélange permet aux mélangeurs à ultrasons à haut cisaillement Hielscher de produire des suspensions colloïdales et des émulsions uniformément dispersées dans le domaine du nanomètre. Les homogénéisateurs en ligne à ultrasons peuvent traiter n'importe quel volume et n'importe quelle viscosité et peuvent même traiter des particules très abrasives.

Mélange en ligne à haut cisaillement avec des ultrasons de puissance

L'homogénéisation en ligne de suspensions solide-liquide ou liquide-liquide est une application nécessaire dans la production de nombreux matériaux et produits. Les mélangeurs en ligne ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés dans de nombreuses industries, notamment dans la fabrication de peintures, de pigments, de produits chimiques et de produits chimiques. & encres, polymères & composites, carburants, aliments & boissons, compléments alimentaires, produits pharmaceutiques, cosmétiques & les soins personnels, entre autres. Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement en ligne sont utilisés pour mélanger, disperser, désagglomérer, émulsifier, mouiller, dissoudre et microbroyer des particules. L'un des points forts des mélangeurs en ligne à haut cisaillement par ultrasons est leur capacité à traiter de manière fiable les nanomatériaux (par exemple, les nano-dispersions, les nano-émulsions).

Comment fonctionne le mélange ultrasonique à haut cisaillement ?

Ultrasonic high-shear mixing and homogenization is based on the working principle of acoustic cavitation. When liquids are sonicated at high intensities, the ultrasound waves propagate through the liquid medium and result in alternating high-pressure (compression) and low-pressure (rarefaction) cycles. High power ultrasonicators operate at a frequency of around. 20kHz. This means 20,000 vibrations per second. During the low-pressure cycle, high-intensity ultrasound waves create small vacuum bubbles in the liquid. When the cavitation bubble attains a size at which its cannot absorb any further energy, it collapses violently during a high-pressure cycle. This phenomenon of bubble implosion is known under the technical term “cavitation”. During the implosion very high temperatures (approx. 5,000K) and pressures (approx. 2,000atm) are reached locally. The implosion of the cavitation bubble also generates liquid jets of up to 280m/s velocity. (cf. Suslick 1998)
Ces forces hautement intensives et perturbatrices fournissent suffisamment d'énergie pour broyer, désagglomérer et disperser les particules dans les fluides et font des mélangeurs ultrasoniques à cisaillement élevé la technologie de traitement par excellence. Ils sont donc utilisés comme technique de fabrication et de traitement, en particulier dans les secteurs où les nanotechnologies et les nanomatériaux jouent un rôle crucial pour la performance et la qualité des produits.

Efficacité énergétique et processus supérieurs grâce aux mélangeurs à ultrasons

Les processeurs à ultrasons Hielscher ont une efficacité énergétique exceptionnelle de >85%. Cela permet de réduire les coûts d'électricité et d'améliorer les performances de traitement. Kusters et al. (1994) résument dans leur étude que la fragmentation par ultrasons est aussi efficace que le broyage conventionnel.
En appliquant une pression et en optimisant le processus ultrasonique, la technologie de mélange ultrasonique surpasse souvent de loin les méthodes de mélange conventionnelles telles que les mélangeurs à pales rotatives, les homogénéisateurs à haute pression ou les broyeurs à billes.
In another study, Pohl et al. (2004) compared the processing efficiency of ultrasonic dispersion of silica with other high-shear mixing methods, such as with an IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. compared the particle size reduction of Aerosil 90 (2%wt) in water using an Ultra-Turrax (rotor-stator-system) at various settings with that of a Hielscher ultrasonic high-shear mixer UIP1000hd with flow cell in continuous mode. The study of Pohl et al. concludes, that “at constant specific energy EV ultrasound is more effective than the rotor-stator-system” and that “the applied ultrasound frequency in the range from 20 kHz up to 30 kHz has no major effect on the dispersion process.”

Réduction de la taille des particules d'hydroxyapatite de calcium par ultrasons (concentration solide de 30 %, 150Ws/g US)

Où acheter votre mélangeur ultrasonique à haut cisaillement en ligne ?

Hielscher Ultrasonics est votre partenaire de confiance pour les processus de sonification à haute performance, tels que le broyage, la dispersion, l'émulsification et la dissolution par ultrasons. Les mélangeurs ultrasoniques en ligne à cisaillement élevé de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. Une grande variété de réacteurs ultrasoniques en ligne et d'autres accessoires permettent d'obtenir la configuration idéale pour votre application ultrasonique (par exemple, émulsification en ligne, réduction de la taille des particules et homogénéisation).
Le logiciel intelligent, le menu numérique via l'écran tactile, l'enregistrement automatique des données et la commande à distance par navigateur sont des caractéristiques des homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement Hielscher qui rendent l'opération plus conviviale et plus simple. La technologie de nettoyage en place (CIP) facilite l'utilisation des mélangeurs ultrasoniques à haut cisaillement. La robustesse, la fiabilité, la simplicité d'installation et d'utilisation ainsi que la faible maintenance sont des caractéristiques supplémentaires qui facilitent la routine de travail quotidienne avec les mélangeurs à ultrasons Hielscher.

Contactez-nous dès maintenant pour en savoir plus sur la façon dont le mélangeur ultrasonique à haut cisaillement en ligne peut améliorer votre traitement des systèmes solide-liquide et liquide-liquide ! Notre équipe bien formée et expérimentée se fera un plaisir de vous aider à obtenir plus d'informations sur les applications et les prix.

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