Sonicateur – Hielscher Ultrasonics | De l’échelle du laboratoire à l’échelle industrielle
Nos sonicateurs numériques à sonde couvrent le laboratoire, le pilote et la production à pleine échelle, afin que vous puissiez transférer en toute confiance l’amplitude, l’énergie par volume et la durée de traitement. La surveillance en temps réel et l’enregistrement automatique des données documentent chaque essai pour les BPL (GLP), les BPF (GMP) et les due diligences d’investisseurs. Des accessoires modulaires vous permettent de passer de béchers ouverts à des cellules à circulation fermées, à des réacteurs à température contrôlée et à des skids de production en ligne à mesure que la capacité de traitement augmente. Grâce à des ingénieurs d’application réactifs et à un service mondial, Hielscher simplifie la validation, l’optimisation et la mise à l’échelle de l’ultrasonication. Prêt à choisir le sonicateur adapté à votre procédé ? Nous sommes là pour vous aider.
Sonicateurs Hielscher : de la puissance pour tous les volumes et tous les procédés
Nos sonicateurs à sonde couvrent toute la gamme, du travail pratique en laboratoire au traitement industriel de grands volumes. Les classes de puissance vont des appareils de paillasse compacts aux réacteurs en ligne de plusieurs kilowatts, ce qui vous permet de commencer par de petits lots de développement puis de passer à une production continue sur la base de paramètres validés.
Sonicateur UP400St (400 watts)
Sonicateur Hielscher UP400St
Sonication en laboratoire et développement de procédés
Le sonicateur UP400St, compact et robuste, est à la hauteur lorsque vous avez besoin d’une puissance ultrasonore fiable dans des béchers, de petits lots et des essais en flux à l’échelle pilote. Les volumes de lot atteignent environ 8 litres (2 gallons), et avec des cellules à circulation, vous pouvez traiter des volumes plus importants par heure, ce qui en fait un pont pratique entre le développement de procédés et les petites séries de production. Les applications typiques comprennent : l’extraction botanique, la formulation de produits et la réduction de la taille des particules. La commande numérique par écran tactile, l’enregistrement intégré des données sur carte SD, la commande à distance via navigateur, la surveillance de la température et les sonotrodes interchangeables facilitent le développement de méthodes, la documentation et un transfert fluide de la recherche et du développement vers les petites séries de production.
Sonicateur UIP1000hdT (1000 watts)
Sonicateur Hielscher UIP1000hdT
Optimisation des procédés et production
L’UIP1000hdT est le sonicateur idéal pour le développement et l’optimisation de procédés ainsi que pour le traitement de lots moyens ou en flux continu. Il fournit une puissance ultrasonore élevée dans des cellules à circulation pressurisables ou des cuves ouvertes pour l’émulsification, la dispersion, l’extraction et les réactions sonochimiques, comblant l’écart entre les petits systèmes de laboratoire et les lignes de production de plusieurs kilowatts. Le regroupement en parallèle permet d’augmenter la capacité de traitement si nécessaire. Entièrement numérique, avec commande par écran tactile, enregistrement des données sur carte SD, commande à distance via Ethernet, surveillance de la température et de la pression, et une large gamme de sonotrodes, il permet des études de paramètres systématiques et un transfert fluide des premiers essais de sonication vers une fabrication validée.
Sonicateur UIP16000hdT (16 000 watts)
Sonicateur Hielscher UIP16000hdT
Sonication haute performance
Le puissant UIP16000hdT est le sonicateur industriel destiné à l’homogénéisation en ligne à grande échelle, à la désagglomération, à l’extraction et au mélange à fort cisaillement dans des environnements de production exigeants. Il couple une puissance ultrasonore massive dans des cellules à circulation pressurisables et des lignes de procédé montées sur skid, ce qui en fait le sonicateur idéal pour une capacité de traitement à pleine échelle. Les 16 kilowatts de puissance ultrasonore continue permettent des débits importants. Plusieurs unités UIP16000hdT peuvent être regroupées en parallèle ou en série pour atteindre des objectifs de capacité très élevés. Sa construction robuste, conçue pour un usage intensif, convient à un fonctionnement 24/7 avec des suspensions abrasives, des alimentations visqueuses ou des chimies réactives. Une commande simple, un enregistrement avancé des données, diverses interfaces de commande à distance ainsi que la surveillance en temps réel de la température et de la pression offrent aux équipes d’exploitation la traçabilité et le contrôle nécessaires à une fabrication réglementée.
| Caractéristique | Sonicateurs à sonde | Sonicateurs à bain | Techniques d’homogénéisation conventionnelles |
|---|---|---|---|
| Transfert d’énergie | Direct et très efficace, car la sonde est en contact direct avec l’échantillon. | Indirect et moins efficace, car l’énergie est répartie de manière inégale dans le bain. | Entraînement mécanique, ce qui se traduit souvent par une efficacité de transfert d’énergie plus faible. |
| Précision | Très précis et contrôlable individuellement, permettant une application ciblée de l’énergie. | Moins précis, l’énergie étant répartie dans l’ensemble du bain. | Précision modérée, selon la configuration mécanique. |
| Flexibilité quant à la taille des échantillons | Efficace pour les petits et moyens volumes ; peut être adapté à différentes tailles d’échantillons. | Particulièrement adapté aux grands volumes ou à plusieurs petits échantillons simultanément. | Variable ; souvent limitée par la taille et le type d’homogénéisateur. |
| Durée de traitement | Durées de traitement plus courtes grâce à un transfert d’énergie efficace. | Durées de traitement plus longues en raison d’une application dispersée de l’énergie. | Variable ; peut être plus longue en raison d’une application moins efficace de l’énergie. |
| Contrôle de la température | Un échauffement localisé peut se produire ; nécessite souvent un refroidissement externe. | Mieux adapté aux applications sensibles à la température, car le bain peut absorber la chaleur. | Contrôle modéré, nécessite souvent une gestion externe de la température. |
| Mise à l’échelle | Mise à l’échelle entièrement linéaire, ce qui facilite considérablement le passage de l’étude de faisabilité à la production industrielle. | Difficile à mettre à l’échelle en raison d’une sonication inégale et des limites de taille des bains. | Difficilement extrapolable en raison de la difficulté à maintenir les mêmes paramètres de procédé (p. ex. pression, force de cisaillement) à différentes échelles, ce qui entraîne une variabilité du produit final. |
| Coût | Coût initial plus élevé, mais plus efficace pour les tâches spécialisées. | Coût initial généralement plus faible, mais moins efficace. | Variable selon l’équipement et l’application. |
Réacteurs à cellule à circulation pour sonicateurs
Pour les industries et les laboratoires qui nécessitent un traitement ultrasonore continu, Hielscher Ultrasonics propose des réacteurs à cellule à circulation avancés, compatibles avec ses puissants sonicateurs à sonde, notamment l’UP400St (400 watts), l’UIP1000hdT (1000 watts) et l’UIP16000hdT (16kW).
Conçus pour la sonication en ligne
Les réacteurs à cellule à circulation sont conçus pour permettre une sonication en ligne efficace, dans laquelle les liquides sont traités lors de leur passage dans la chambre du réacteur. Cette configuration est idéale pour les procédés qui bénéficient de résultats constants et reproductibles sur de longues durées, tels que l’émulsification, la réduction de la taille des particules ou la disruption cellulaire. Les cellules à circulation constituent une excellente solution pour les utilisateurs qui doivent passer du traitement par lots à une production continue à haute capacité.
Principaux avantages
L’un des principaux avantages des réacteurs à cellule à circulation de Hielscher est leur capacité à être pressurisés, ce qui renforce considérablement les effets de cavitation générés pendant la sonication. Lorsqu’un liquide est soumis à des ondes ultrasonores, la cavitation se produit – elle implique la formation, la croissance et l’implosion de bulles, libérant une énergie intense qui désagrège les particules ou brise les cellules. La pressurisation de la cellule à circulation amplifie ces forces de cavitation, ce qui rend la sonication encore plus efficace. Pour l’UP400St, l’UIP1000hdT et l’UIP16000hdT, cette capacité de pressurisation est essentielle pour maximiser le transfert d’énergie et atteindre une efficacité de procédé supérieure, en particulier dans des applications exigeantes telles que la production de nanoémulsions, de dispersions et l’extraction de composés précieux.
Optimisation des procédés
La sonication en ligne au moyen de réacteurs à cellule à circulation est une technique d’optimisation des procédés qui offre de multiples avantages pour les applications haute performance et la fabrication industrielle. Par rapport au traitement par lots traditionnel, la sonication en ligne assure un flux continu de matière, permettant un contrôle précis des paramètres de sonication et une meilleure mise à l’échelle. En évitant la variabilité d’un lot à l’autre, la sonication en ligne améliore la constance du produit, ce qui en fait la solution idéale pour les industries qui privilégient des résultats reproductibles et de haute qualité. En outre, utilisés avec des réacteurs à cellule à circulation, les sonicateurs Hielscher permettent d’importantes économies de temps, de main-d’œuvre et d’énergie, améliorant l’efficacité globale des procédés et réduisant les coûts d’exploitation. Pour les entreprises engagées dans la production ou la recherche à grande échelle, la sonication en ligne ouvre la voie à une productivité accrue, à des temps d’arrêt réduits et à des résultats de produit supérieurs.
Que vous travailliez dans un laboratoire de recherche ou dans une installation industrielle à grande échelle, les sonicateurs à sonde offrent une solution polyvalente et efficace pour un large éventail d’applications.
- haute efficacité
- technologie de pointe
- fiabilité et robustesse
- contrôle de procédé précis et réglable
- en lot et en ligne
- pour tous les volumes
- logiciel intelligent
- fonctions intelligentes (p. ex. programmabilité, enregistrement des données, commande à distance)
- utilisation simple et sûre
- faible maintenance
- CIP (nettoyage en place)
Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany
Les ultrasonicateurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration fluide de nos ultrasonicateurs dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement maîtrisés par les ultrasonicateurs Hielscher.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux ultrasonicateurs haute performance alliant technologie de pointe et convivialité. Bien entendu, les ultrasonicateurs Hielscher sont conformes CE et satisfont aux exigences UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :
| Volume de lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 0,5 à 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | supérieur | cluster de UIP16000 |
Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’un sonicateur ?
Un sonicateur est un appareil qui utilise des ultrasons de puissance pour agiter les particules d’un échantillon, généralement dans un liquide. Cette énergie ultrasonore de haute intensité crée des variations de pression rapides, entraînant la formation et l’implosion de petites bulles, un processus appelé cavitation. Les forces mécaniques qui en résultent peuvent briser des cellules, disperser des matériaux ou homogénéiser des mélanges, ce qui rend les sonicateurs utiles dans des domaines tels que la biologie, la chimie et la science des matériaux pour des tâches telles que la disruption cellulaire, le mélange, l’extraction et l’émulsification. C’est pourquoi les sonicateurs à sonde constituent une technique bien établie d’homogénéisation, d’extraction et de broyage humide à l’échelle du laboratoire et à l’échelle industrielle.
Pourquoi utiliser un sonicateur ?
Utilisez un sonicateur lorsque vous avez besoin d’un apport d’énergie rapide et uniforme pour la disruption cellulaire, l’homogénéisation d’échantillons et le mélange liquide-solide. Des ondes ultrasonores contrôlées accélèrent les procédés, de la lyse cellulaire à la dispersion de nanoparticules et à l’émulsification. Avec un refroidissement adéquat, la sonication reste une méthode à faible apport de chaleur qui contribue à préserver les matériaux sensibles à la température, ce qui la rend précieuse en laboratoire comme en fabrication.
Les sonicateurs Hielscher dans la recherche et la science
Vous trouverez ci-dessous une sélection d’articles scientifiques portant sur des sonicateurs à sonde Hielscher utilisés en lot et en ligne. Les articles couvrent des domaines allant de l’extraction par ultrasons à la dispersion, jusqu’à l’électrochimie. Si vous recherchez une application spécifique et les références scientifiques correspondantes, veuillez nous contacter.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.