Technologie des ultrasons Hielscher

Mélange de cisaillement élevé avec ultrasons

Les mélangeurs à cisaillement élevé appliquent des forces de cisaillement élevées dans les liquides et les slurries afin de fournir la dispersion, le mélange et l’émulsification uniformes de deux ou plusieurs phases liquides-solides ou liquides-liquides. L’échographie génère des forces de cisaillement élevées par la cavitation acoustique, qui se produit lorsque l’ultrason de haute puissance est couplé dans les liquides. Les mélangeurs à cisaillement élevé à ultrasons sont une technologie de mélange supérieure, qui excelle facilement les mélangeurs à lame de cisaillement élevé couramment utilisés, les mélangeurs multi-arbre, les homogénéisants à haute pression, les moulins colloïdes et les agitateurs de lames.

Les avantages des mélangeurs à haute cisaillement ultrasoniques

Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques sont disponibles à partir d’homogénéisateurs de laboratoire 50W jusqu’à 16 000 W de systèmes de mélange industriel. Le large portefeuille de mélangeurs de cisaillement haut en laboratoire, en banc et à ultrasons industriels permet de choisir le mélangeur à cisaillement à ultrasons idéal pour votre application et le volume de production.
Des amplitudes élevées à la sonde ultrasonique créent une cavitation intense avec des flux liquides de vitesses élevées et de turbulences complexes. Le cisaillement hydraulique et mécanique intense généré par ultrasons réduit les particules et les gouttelettes à microns et nano-taille. Étant donné que les paramètres du processus de sonication sont précisément contrôlables et réglables, l’impact du mélange, de la mouture ou de la dispersion peut être adapté à l’objectif du matériau et du processus. Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques réduisent le temps de mélange/fraisage et produisent des dispersions fines et ultra-fines fiables.
Le mélangeur ultrasonique peut être utilisé pour les processus de lot et de flux inline. La variété des cellules à écoulement ultrasonique et des réacteurs permet de mélanger les cours d’eau à des débits et viscosités très différents. Le mélangeur à cisaillement élevé ultrasonique peut manipuler des concentrations solides très élevées et même les particules très abrasives ne sont aucun problème.

Comment fonctionne le mélange de haute cisaillement par sonication ?

Le processeur ultrasonique UIP4000hdT, un puissant réacteur ultrasonique de 4kWLes mélangeurs à cisaillement élevé à ultrasons utilisent le même principe mécanique que les systèmes de mélange industriels tels que les mélangeurs à lames de cisaillement élevés, les mélangeurs multi-arbres, les moulins colloïdes, les homogénéisants à haute pression et les systèmes d’agitateurs de lame. Les systèmes de mélange ultrasonique sont utilisés pour disperser et broyer les particules, pour émulsionner les phases d’huile et d’eau, pour solubiliser la matière solide et produire des mélanges homogènes de tout type de matériaux dans les liquides et les slurries. Les mélangeurs de cisaillement ultrasoniques intègrent une sonde ultrasonique dans un récipient de mélange, par exemple dans un réservoir de lot ou dans une cellule d’écoulement. La sonde de désintégration ultrasonique vibre dans le liquide à une fréquence très élevée et crée une cavitation ultrasonique intense dans le liquide. L’effondrement des bulles de cavitation entraîne de puissantes forces de cisaillement, qui perturbent et brisent les gouttelettes, les agglomères, les agrégats et même les particules primaires. Comme la cavitation ultrasonique génère un flux cavitationnel à haute vitesse jusqu’à 1000 km/h, les jets liquides cavitationnels accélèrent les particules. Lorsque les particules accélérées entrent en collision les unes avec les autres, l’acte comme milieu de fraisage. Par la suite, les particules en collision se brisent et sont réduites à micron ou nano-taille. Dans le champ de cavitation ultrasonique, les pressions alternent rapidement et à plusieurs reprises entre le vide et jusqu’à 1000bar. Un mélangeur rotatif avec 4 lames de mélangeur devrait fonctionner à un stupéfiant 300.000 TR/MIN pour atteindre la même fréquence de cycles de pression en alternance. Les mélangeurs rotatifs conventionnels et les mélangeurs rotor-stator ne créent aucune quantité significative de cavitation en raison de leur limitation de vitesse.

Ultrasonic high-shear mixer with stirred tank

Mélangeur de cisaillement élevé ultrasonique UIP2000hdT, une unité de mélange puissante de 2 kW

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Conseil de traitement : Mélange ultrasonique sous pression

L’application de pression sur le réacteur à ultrasons ou la cellule d’écoulement intensifie la cavitation acoustique. Hielscher Ultrasonics fournit différents types de cellules d’écoulement et de réacteurs, qui peuvent facilement être pressurisés jusqu’à 5 barg. Les réacteurs à ultrasons personnalisés peuvent supporter des pressions plus élevées allant jusqu’à 300barg.

Mélangeurs à haute shear ultrasoniques et leurs applications

Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques créent des forces de cisaillement intenses, qui ont l’impact requis sur des particules telles que des solides, des gouttelettes, des cristaux et des fibres afin de les perturber et de les décomposer à une taille ciblée, qui peut être dans la gamme de microns ou de nano. Selon la dureté des matériaux et la fragilité, les paramètres de processus ultrasoniques peuvent être exactement ajustés pour atteindre le résultat de mélange aspiré. Par rapport à d’autres méthodes de mélange telles que les agitateurs à lame de cisaillement élevé, homogénéisants à haute pression, colloïdes / moulins à perles, mélangeurs d’arbre, etc désintégrations ultrasoniques offrent certains avantages majeurs.

Avantages des mélangeurs à cisaillement ultrasoniques

  • Cavitation et cisaillement de haute intensité
  • Traitement uniforme des particules
  • des concentrations élevées de solides
  • Pas de buses / pas d'obstruction
  • Aucun milieu de broyage (c'est-à-dire des perles) n'est nécessaire
  • évolutivité linéaire
  • Facile & fonctionnement sûr
  • Facile à nettoyer
  • Temps- & a faible consommation

Mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques pour la réduction de la taille des particules

Les désintégrateurs à ultrasons sont utilisés pour la réduction de la taille des particules et la distribution des particules, que ce soit par une véritable fragmentation des particules primaires (appelée broyage) ou par la rupture des agglomérats (appelée désagglomération / dispersion).
En savoir plus sur le fraisage ultrasonique et la dispersion des particules!

Mélange ultrasonique à haute cisaillement de silice fumée

Mélangeurs de cisaillement élevé ultrasoniques pour l’émulsification

Lorsque deux liquides immiscibles (p. ex., de l’eau et de l’huile) sont sonifiés à l’aide d’un mélangeur à ultrasons de type sonde, la cavitation ultrasonique perturbe les gouttelettes – production de très petites gouttelettes des deux phases immiscibles, qui sont ensuite mélangées ensemble. Comme les mélangeurs à cisaillement à ultrasons produisent facilement des gouttelettes de taille nanométrique, les émulsions ultrasoniques stabilisées présentent une stabilité à long terme et un aspect transparent clair.
Étant donné que tout type d’émulsion a son seuil spécifique d’émulsification/cisaillement, où la taille et les caractéristiques optimales des gouttelettes sont obtenues, l’ajustement précis des paramètres de mélange est crucial. Bien que le cisaillement des gouttelettes trop faibles, qui fusionnent rapidement et entraînent une séparation de phase, le cisaillement trop élevé peut détruire le produit. Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques peuvent être contrôlés avec précision et ajustés aux besoins de traitement.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la nano-émulsification ultrasonique !

Mélangeur de cisaillement élevé ultrasonique UP200Ht pour l’émulsification

Mélangeurs à cisaillement à ultrasons pour le mélange et la dissolution

Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques sont utilisés pour mélanger, broyer, disperser et dissoudre des particules telles que des poudres, des pigments et des fibres dans un processus rapide, fiable et facile. La cavitation par ultrasonique augmente le transfert de masse entre les solides et le liquide. La cavitation ultrasonique a un fort impact sur les particules solides : Les flux liquides cavitationnels érodent la surface des solides et transportent les fragments érodés dans le liquide produisant ainsi une suspension homogène.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la dissolution par ultrasons !

Applications des mélangeurs à cisaillement ultrasoniques

  • fraisage & broyage
  • désagglomération & dispersion
  • émulsification
  • Dissolution des poudres
  • Améliorer le transfert de masse
  • Réactions sonochimiques
The Hielscher Ultrasonics SonoStation is an easy-to-use ultrasonic high-shear mixer setup for production scale. (Click to enlarge!)

SonoStation – un système à ultrasons avec 2x 2kW ultrasonores, réservoir d'agitation et pompe – est un système convivial pour le mélange, le fraisage et la dispersion des applications.

Mélangeurs à cisaillement élevé à n’importe quelle taille

Hielscher Ultrasonics conçoit, fabrique et distribue des mélangeurs à cisaillement haute performance à partir du dispositif de laboratoire compact, mais puissant, pour piloter et fabriquer des mélangeurs industriels à haute cisaillement pour le traitement de flux de gros volumes au niveau de production commerciale.

Mélangeurs de cisaillement élevé pour le laboratoire

Les mélangeurs à ultrasons de type sonde sont des outils établis dans tous les laboratoires. Puisque les processus ultrasoniques peuvent être mis à l’échelle linéaire jusqu’à un grand volume, les mélangeurs à haut cisaillement ultrasoniques Hielscher sont idéaux pour développer et optimiser votre processus à petite échelle. Ensuite, après avoir établi les paramètres de processus optimaux, votre application de mélange peut être mise à l’avant-lieu linéairement à la production pilote et en vrac.
Hielscher offre des mélangeurs à cisaillement à ultrasons élevés pour le travail à l’échelle de laboratoire avec une gamme de puissance de 50 à 400 watts de puissance de mélange d’ultrasons.

Mélangeurs de cisaillement élevé pour l’industrie

8kW high-shear mixer powered by high-performance ultrasonicsLes mélangeurs à haute cisaillement industriel hielscher sont des processeurs à ultrasons de grande puissance conçus pour le fraisage, la dispersion, l’émulsion et le mélange de grands flux de lisier sous haute tension. Ces mélangeurs industriels gèrent facilement des concentrations solides élevées et des particules abrasives. Les sondes (sonotrodes) des mélangeurs à haute cisaillement ultrasoniques industriels sont équipées d’une bride de sorte que le mélangeur peut être intégré dans des réservoirs en acier, des récipients en verre ou des récipients en plastique dans n’importe quelle orientation. L’application de pression sur le vaisseau ultrasonique ou la cellule d’écoulement intensifie la cavitation acoustique et donc le processus de mélange ultrasonique. Hielscher Ultrasonics propose des mélangeurs industriels à haute cisaillement de 500 à 16 000 watts. Avec l’UIP16000, Hielscher offre le mélangeur à cisaillement à ultrasons le plus puissant au monde.
Matériaux visqueux élevés? – aucun problème! Tous les processeurs ultrasoniques Hielscher dans les catégories banc-top et industrielles peuvent facilement traiter des slurries visqueuses allant jusqu’à 250 000 centipoises. Pour les viscosités supérieures à 2 000 cPs, nous recommandons l’utilisation de cellules accrées en combinaison avec des pompes progressives de cavité pour le couplage amélioré des ondes ultrasoniques dans le fluide.

Comment trouver le bon mélangeur à cisaillement ultrasonique?

Hielscher Ultrasonics est un fabricant expérimenté de longue date de systèmes puissants et fiables de mélange à haute cisaillement à ultrasons, qui sont utilisés pour disperser et casser les particules, pour préparer des nanoémulions, ou pour dissoudre les poudres dans les liquides. Leader du marché des mélangeurs à ultrasons, Hielscher conçoit, fabrique et distribue des mélangeurs à cisaillement à ultrasons et des homogénéisants de laboratoire et de banc à l’échelle pilote et industrielle.

Répondre aux questions suivantes vous aidera à trouver le mélangeur de cisaillement élevé le plus approprié pour votre processus :

  • Quelle est votre application cible ?
  • Quel est le volume type qui doit être traité ?
  • Quels sont les facteurs critiques du processus ?
  • Quelles sont les normes de qualité à atteindre ?

Notre personnel bien formé et expérimenté vous aidera avec toutes les questions et la conception de votre processus de mixage. Hielscher Ultrasonics offre un conseil en profondeur sur le traitement ultrasonique pour aider nos clients à trouver le mélangeur à cisaillement à ultrasons le plus idéal. Mais le service de Hielscher ne s’arrête pas là, nous formons nos clients soit dans leurs installations, soit dans notre laboratoire de processus ultrasoniques et notre centre technique pour les aider dans le développement des processus, l’optimisation et l’intensification.
Hielscher Ultrasonics’ les processeurs ultrasoniques industriels fournissent facilement des amplitudes très élevées, qui sont nécessaires pour casser les particules dures et les agglomères ou pour traiter les slurries avec une concentration solide élevée. Les mélangeurs industriels Hielscher fonctionnent facilement à des amplitudes allant jusqu’à 200 μm en continu en fonctionnement 24h/24 et 7j/7. Si des processus spécifiques nécessitent des amplitudes encore plus élevées, des sondes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. Des accessoires tels que des cornes d’appoint, des cellules d’écoulement, des réacteurs de sonication et des configurations complètes de recirculation sont facilement disponibles et permettent de configurer votre système de mélange ultrasonique adapté de manière optimale à vos exigences de processus. Tous les sonotrodes et les réacteurs, qui sont les seules parties qui entrent en contact avec le milieu, sont CIP/SIP (nettoyage et stérilisation en place).

Mélangeurs à haute shear ultrasoniques sophistiqués

Contrôle précis des paramètres du processus ultrasonore par Hielscher Ultrasonics' logiciels intelligentsHielscher Ultrasons se concentre sur des désintégrateurs de cellules à haute performance, très faciles à utiliser et à la pointe de la technologie. Cela signifie que les normes des désintégrateurs de laboratoire Hielscher s'adaptent de plus en plus à l'intelligence des machines industrielles. L'utilisateur peut contrôler les ultrasonateurs numériques de Hielscher par le biais d'une télécommande par navigateur. Le logiciel d'enregistrement automatique des données enregistre tous les paramètres ultrasonores importants tels que la puissance nette, la puissance totale, l'amplitude, la température, la pression, l'heure et la date sous forme de fichier CSV sur une carte SD intégrée. En outre, le désintégrateur à ultrasons peut être programmé pour s'éteindre automatiquement après un temps déterminé ou une entrée d'énergie spécifique ou pour programmer des modes de sonication pulsés. Des capteurs de température et de pression enfichables permettent de suivre attentivement les conditions de l'échantillon. Comme le contrôle de la température des matériaux thermosensibles est un facteur crucial pour la qualité des résultats du processus, Hielscher propose différentes solutions pour maintenir la température du processus dans la plage de température ciblée.
Les fonctions sophistiquées des ultrasonateurs Hielscher assurent le meilleur contrôle des processus, des résultats de sonication fiables et reproductibles, une convivialité et un confort de travail.

qualité – Fabriqué en Allemagne

En tant qu’entreprise familiale et familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les ultrasons sont conçus, fabriqués et testés à fond dans notre siège social à Teltow près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité de l’équipement ultrasonique de Hielscher en font un cheval de travail dans votre production. Le fonctionnement 24h/24 et 7j/7 sous pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des mélangeurs haute performance de Hielscher.

Vous pouvez acheter des mélangeurs hielscher à haute cisaillement à ultrasons de n’importe quelle taille différente et configurés pour votre processus. Du traitement des fluides dans un petit bécher de laboratoire au mélange continu de slurries au niveau industriel, Hielscher Ultrasonics vous offre un mélangeur à cisaillement élevé approprié! S’il vous plaît contactez-nous – nous sommes heureux de vous recommander la configuration idéale de mélangeur ultrasonique !

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

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

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Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos besoins !









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Hielscher Ultrasons fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.

Littérature / Références



Qu'il faut savoir

Les ultrasons et leur utilisation comme mélangeurs à haute cisaillement

Les ultrasons sont des appareils à ultrasons de type sonde, qui sont définis par la transmission des vibrations ultrasoniques via une sonde ultrasonique dans le milieu de traitement. La sonde, également connue sous le nom de sonotrode, est une tige de titane qui vibre dans la fréquence des ultrasons, par exemple 20kHz. Vibrer à 20 kHz signifie que la surface horizontale de la sonde se développe et se contracte 20 000 fois par seconde. Ces mouvements rapides dans la gamme de fréquence ultrasonique à la pointe de la sonde sont couplés dans le fluide. Dans le fluide, les ondes ultrasoniques se déplacent à travers le milieu et génèrent des cycles alternatifs de haute pression / basse pression. Pendant le cycle de basse pression, de minuscules bulles sous vide apparaissent et se développent sur plusieurs cycles de pression jusqu’à ce qu’elles atteignent un point, où elles ne peuvent absorber aucune énergie supplémentaire. Au point de croissance maximale, la bulle de cavitation éclate violemment. L’implosion se traduit par un champ dense en énergie avec des températures et des pressions très élevées, des différentiels de température et de pression respectifs, des flux liquides avec des vitesses allant jusqu’à 180m/sec et des turbulences. Cette énergie cavitationnelle a un fort impact sur les liquides et les slurries, ce qui entraîne un mélange, un mélange, un fraisage, une dispersion et des émulsionnements extraordinaires. Les mélangeurs à cisaillement élevé ultrasoniques produisent facilement des particules et des gouttelettes de taille nanométrique avec une distribution très étroite de la taille des particules et des gouttelettes.

Industries communes pour les mélangeurs à haute shear ultrasoniques

  • Disperser, dissoudre, mélanger des formulations solides/liquides
  • émulsification
  • Science des matériaux
  • Préparation de l'échantillon avant l'analyse
  • Applications des nanoparticules
  • fonctionnalisation des particules
  • Réactions de transfert de phase